Bahan baku dan proses pembuatan elektroda grafit
Elektroda grafit merupakan bahan konduktif grafit tahan suhu tinggi yang diproduksi dengan cara mengaduk minyak bumi, kokas jarum sebagai agregat dan bitumen batubara sebagai pengikat, yang diproduksi melalui serangkaian proses seperti pengadukan, pencetakan, pemanggangan, impregnasi, grafitasi dan pemrosesan mekanis.
Elektroda grafit merupakan material konduktif suhu tinggi yang penting untuk pembuatan baja listrik. Elektroda grafit digunakan untuk memasukkan energi listrik ke tungku listrik, dan suhu tinggi yang dihasilkan oleh busur antara ujung elektroda dan muatan digunakan sebagai sumber panas untuk melelehkan muatan untuk pembuatan baja. Tungku bijih lain yang melebur material seperti fosfor kuning, silikon industri, dan bahan abrasif juga menggunakan elektroda grafit sebagai material konduktif. Sifat fisik dan kimia elektroda grafit yang sangat baik dan istimewa juga banyak digunakan di sektor industri lainnya.
Bahan baku untuk produksi elektroda grafit adalah kokas minyak bumi, kokas jarum, dan ter tar batubara.
Kokas minyak bumi merupakan produk padat yang mudah terbakar yang diperoleh dengan mengolah residu batu bara dan minyak ter. Warnanya hitam dan berpori, unsur utamanya adalah karbon, dan kadar abunya sangat rendah, umumnya di bawah 0,5%. Kokas minyak bumi termasuk dalam golongan karbon yang mudah digrafitisasi. Kokas minyak bumi memiliki berbagai macam kegunaan dalam industri kimia dan metalurgi. Kokas minyak bumi merupakan bahan baku utama untuk memproduksi produk grafit buatan dan produk karbon untuk aluminium elektrolit.
Kokas minyak bumi dapat dibagi menjadi dua jenis: kokas mentah dan kokas kalsinasi menurut suhu perlakuan panas. Kokas minyak bumi bekas yang diperoleh melalui kokas tunda mengandung sejumlah besar zat volatil, dan kekuatan mekanisnya rendah. Kokas kalsinasi diperoleh melalui kalsinasi kokas mentah. Sebagian besar kilang di Tiongkok hanya memproduksi kokas, dan operasi kalsinasi sebagian besar dilakukan di pabrik karbon.
Kokas minyak bumi dapat dibagi menjadi kokas bersulfur tinggi (mengandung lebih dari 1,5% sulfur), kokas bersulfur sedang (mengandung 0,5%-1,5% sulfur), dan kokas bersulfur rendah (mengandung kurang dari 0,5% sulfur). Produksi elektroda grafit dan produk grafit buatan lainnya umumnya diproduksi menggunakan kokas bersulfur rendah.
Kokas jarum merupakan jenis kokas berkualitas tinggi dengan tekstur berserat yang jelas, koefisien ekspansi termal yang sangat rendah, dan grafitasi yang mudah. Ketika kokas dipecah, kokas dapat dipecah menjadi potongan-potongan tipis sesuai teksturnya (rasio aspek umumnya di atas 1,75). Struktur berserat anisotropik dapat diamati di bawah mikroskop polarisasi, dan oleh karena itu disebut sebagai kokas jarum.
Anisotropi sifat fisiko-mekanik kokas jarum sangat jelas. Ia memiliki konduktivitas listrik dan termal yang baik sejajar dengan arah sumbu panjang partikel, dan koefisien ekspansi termal rendah. Saat pencetakan ekstrusi, sumbu panjang sebagian besar partikel disusun dalam arah ekstrusi. Oleh karena itu, kokas jarum adalah bahan baku utama untuk pembuatan elektroda grafit berdaya tinggi atau berdaya sangat tinggi. Elektroda grafit yang dihasilkan memiliki resistivitas rendah, koefisien ekspansi termal kecil, dan ketahanan guncangan termal yang baik.
Kokas jarum dibagi menjadi kokas jarum berbahan dasar minyak yang diproduksi dari residu minyak bumi dan kokas jarum berbahan dasar batu bara yang diproduksi dari bahan baku ter batubara olahan.
Tar batubara merupakan salah satu produk utama dari pemrosesan tar batubara secara mendalam. Tar batubara merupakan campuran berbagai hidrokarbon, berwarna hitam pada suhu tinggi, semi padat atau padat pada suhu tinggi, tidak memiliki titik leleh yang tetap, melunak setelah dipanaskan, kemudian dicairkan, dengan kepadatan 1,25-1,35 g/cm3. Berdasarkan titik pelunakannya, tar batubara dibagi menjadi aspal suhu rendah, suhu sedang, dan suhu tinggi. Hasil aspal suhu sedang adalah 54-56% dari tar batubara. Komposisi tar batubara sangat rumit, yang terkait dengan sifat-sifat tar batubara dan kandungan heteroatom, dan juga dipengaruhi oleh sistem proses kokas dan kondisi pemrosesan tar batubara. Ada banyak indikator untuk mengkarakterisasi tar batubara, seperti titik pelunakan bitumen, toluena tidak larut (TI), quinoline tidak larut (QI), nilai kokas, dan reologi tar batubara.
Tar batubara digunakan sebagai bahan pengikat dan impregnan dalam industri karbon, dan kinerjanya memiliki dampak besar pada proses produksi dan kualitas produk karbon. Aspal pengikat umumnya menggunakan aspal yang dimodifikasi pada suhu sedang atau suhu sedang yang memiliki titik pelunakan sedang, nilai kokas tinggi, dan resin β tinggi. Agen impregnasi adalah aspal suhu sedang yang memiliki titik pelunakan rendah, QI rendah, dan sifat reologi yang baik.
Waktu posting: 23-Sep-2019