ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड उत्पादन प्रक्रिया

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के कच्चे माल और निर्माण प्रक्रिया

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड एक उच्च तापमान प्रतिरोधी ग्रेफाइट चालक पदार्थ है जो पेट्रोलियम गूंधने, सुई कोक को समुच्चय के रूप में और कोयला बिटुमेन को बाइंडर के रूप में उपयोग करके बनाया जाता है। यह पदार्थ गूंधने, सांचे में ढालने, भूनने, संसेचन, ग्रेफाइटीकरण और यांत्रिक प्रसंस्करण जैसी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से तैयार किया जाता है।

इलेक्ट्रिक स्टील बनाने की प्रक्रिया में ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड एक महत्वपूर्ण उच्च-तापमान चालक पदार्थ है। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग इलेक्ट्रिक भट्टी में विद्युत ऊर्जा डालने के लिए किया जाता है, और इलेक्ट्रोड के सिरे और आवेश के बीच उत्पन्न चाप से उत्पन्न उच्च तापमान का उपयोग आवेश को पिघलाने के लिए ऊष्मा स्रोत के रूप में किया जाता है, जिससे स्टील का निर्माण होता है। पीले फास्फोरस, औद्योगिक सिलिकॉन और अपघर्षक जैसे पदार्थों को गलाने वाली अन्य अयस्क भट्टियों में भी चालक पदार्थ के रूप में ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्कृष्ट और विशेष भौतिक और रासायनिक गुणों का उपयोग अन्य औद्योगिक क्षेत्रों में भी व्यापक रूप से किया जाता है।

ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए कच्चे माल पेट्रोलियम कोक, नीडल कोक और कोल टार पिच हैं।

पेट्रोलियम कोक, कोयले के अवशेष और पेट्रोलियम पिच को पीसकर प्राप्त किया जाने वाला एक ज्वलनशील ठोस पदार्थ है। इसका रंग काला और सतह छिद्रयुक्त होती है, मुख्य तत्व कार्बन है, और राख की मात्रा बहुत कम होती है, आमतौर पर 0.5% से कम। पेट्रोलियम कोक आसानी से ग्राफ़िटाइज़ होने वाले कार्बन की श्रेणी में आता है। रासायनिक और धातुकर्म उद्योगों में पेट्रोलियम कोक का व्यापक उपयोग होता है। यह कृत्रिम ग्रेफाइट उत्पादों और इलेक्ट्रोलाइटिक एल्युमीनियम के लिए कार्बन उत्पादों के उत्पादन का मुख्य कच्चा माल है।

पेट्रोलियम कोक को ताप उपचार तापमान के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: कच्चा कोक और कैल्सीनेटेड कोक। विलंबित कोकिंग द्वारा प्राप्त कच्चे पेट्रोलियम कोक में वाष्पशील पदार्थों की मात्रा अधिक होती है और इसकी यांत्रिक शक्ति कम होती है। कैल्सीनेटेड कोक कच्चे कोक के कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है। चीन में अधिकांश रिफाइनरियां केवल कोक का उत्पादन करती हैं और कैल्सीनेशन प्रक्रियाएं अधिकतर कार्बन संयंत्रों में की जाती हैं।

पेट्रोलियम कोक को उच्च सल्फर कोक (जिसमें 1.5% से अधिक सल्फर होता है), मध्यम सल्फर कोक (जिसमें 0.5%-1.5% सल्फर होता है) और निम्न सल्फर कोक (जिसमें 0.5% से कम सल्फर होता है) में विभाजित किया जा सकता है। ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड और अन्य कृत्रिम ग्रेफाइट उत्पादों का उत्पादन आमतौर पर निम्न सल्फर कोक का उपयोग करके किया जाता है।

नीडल कोक एक उच्च गुणवत्ता वाला कोक है जिसमें स्पष्ट रेशेदार संरचना, बहुत कम तापीय विस्तार गुणांक और आसानी से ग्रेफाइटीकरण की क्षमता होती है। कोक को तोड़ने पर, इसे संरचना के अनुसार पतली पट्टियों में विभाजित किया जा सकता है (आस्पेक्ट रेशियो आमतौर पर 1.75 से अधिक होता है)। ध्रुवीकरण सूक्ष्मदर्शी के नीचे एक विषम रेशेदार संरचना देखी जा सकती है, इसलिए इसे नीडल कोक कहा जाता है।

नीडल कोक के भौतिक-यांत्रिक गुणों में विषमता स्पष्ट रूप से पाई जाती है। कण की अनुदैर्ध्य दिशा में इसकी विद्युत और ऊष्मीय चालकता अच्छी होती है, और ऊष्मीय प्रसार गुणांक कम होता है। एक्सट्रूज़न मोल्डिंग के दौरान, अधिकांश कणों का अनुदैर्ध्य अक्ष एक्सट्रूज़न दिशा में व्यवस्थित होता है। इसलिए, नीडल कोक उच्च-शक्ति या अति-उच्च-शक्ति वाले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए प्रमुख कच्चा माल है। इस प्रकार निर्मित ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड में कम प्रतिरोधकता, कम ऊष्मीय प्रसार गुणांक और अच्छी ऊष्मीय आघात प्रतिरोधकता होती है।

नीडल कोक को पेट्रोलियम अवशेषों से उत्पादित तेल-आधारित नीडल कोक और परिष्कृत कोयला पिच कच्चे माल से उत्पादित कोयला-आधारित नीडल कोक में विभाजित किया गया है।

कोल टार, कोल टार के गहन प्रसंस्करण के मुख्य उत्पादों में से एक है। यह विभिन्न हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, जो उच्च तापमान पर काला और उच्च तापमान पर अर्ध-ठोस या ठोस अवस्था में होता है। इसका कोई निश्चित गलनांक नहीं होता, गर्म करने के बाद यह नरम हो जाता है और फिर पिघल जाता है, जिसका घनत्व 1.25-1.35 ग्राम/सेमी³ होता है। इसके नरम होने के बिंदु के आधार पर, इसे निम्न तापमान, मध्यम तापमान और उच्च तापमान वाले एस्फाल्ट में विभाजित किया जाता है। मध्यम तापमान वाले एस्फाल्ट की उपज कोल टार का 54-56% होती है। कोल टार की संरचना अत्यंत जटिल होती है, जो कोल टार के गुणों और हेट्रोएटम की मात्रा से संबंधित होती है, और कोकिंग प्रक्रिया प्रणाली और कोल टार प्रसंस्करण स्थितियों से भी प्रभावित होती है। कोल टार पिच के लक्षण वर्णन के लिए कई संकेतक हैं, जैसे बिटुमेन का नरम होना बिंदु, टोल्यून अघुलनशील (TI), क्विनोलिन अघुलनशील (QI), कोकिंग मान और कोल पिच रियोलॉजी।

कार्बन उद्योग में कोल टार का उपयोग बाइंडर और इम्प्रैग्नेंट के रूप में किया जाता है, और इसका प्रदर्शन कार्बन उत्पादों की उत्पादन प्रक्रिया और गुणवत्ता पर गहरा प्रभाव डालता है। बाइंडर एस्फाल्ट में आमतौर पर मध्यम तापमान या मध्यम तापमान से संशोधित एस्फाल्ट का उपयोग किया जाता है, जिसका मृदुकरण बिंदु मध्यम, कोकिंग मान उच्च और बीटा रेज़िन उच्च होता है। इम्प्रैग्नेटिंग एजेंट मध्यम तापमान वाला एस्फाल्ट होता है, जिसका मृदुकरण बिंदु कम, क्यूआई कम और रियोलॉजिकल गुण अच्छे होते हैं।