Elektroda grafit minangka bahan konduktif grafit tahan suhu dhuwur sing diasilake saka uleni petroleum, kokas jarum minangka agregat, lan bitumen batu bara minangka pengikat, sing diasilake liwat serangkaian proses kayata uleni, pencetakan, pemanggangan, impregnasi, grafitisasi, lan proses mekanik.
Elektroda grafit minangka bahan konduktif suhu dhuwur sing penting kanggo panggawéan baja listrik. Elektroda grafit digunakake kanggo nglebokaké energi listrik menyang tungku listrik, lan suhu dhuwur sing diasilaké déning busur antarane pucuk elektroda lan muatan digunakaké minangka sumber panas kanggo nglebur muatan kanggo panggawéan baja. Tungku bijih liyané sing nglebur bahan kayata fosfor kuning, silikon industri, lan abrasif uga migunakaké elektroda grafit minangka bahan konduktif. Sifat fisik lan kimia elektroda grafit sing apik banget lan khusus uga digunakaké sacara wiyar ing sektor industri liyané.
Bahan baku kanggo produksi elektroda grafit yaiku kokas petroleum, kokas jarum, lan pitch tar batubara.
Kokas petroleum minangka produk padat sing gampang kobong sing dipikolehi kanthi cara ngobong residu batu bara lan petroleum pitch. Wernane ireng lan keropos, unsur utama yaiku karbon, lan kandungan awune sithik banget, umume kurang saka 0,5%. Kokas petroleum kalebu kelas karbon sing gampang digrafitisasi. Kokas petroleum nduweni macem-macem panggunaan ing industri kimia lan metalurgi. Iki minangka bahan mentah utama kanggo ngasilake produk grafit buatan lan produk karbon kanggo aluminium elektrolitik.
Kokas petroleum bisa dipérang dadi rong jinis: kokas mentah lan kokas sing dikalsinasi miturut suhu pangolahan panas. Kokas petroleum sing dipikolehi kanthi kokas sing ditundha ngandhut akèh zat volatil, lan kekuwatan mekaniké kurang. Kokas sing dikalsinasi dipikolehi kanthi kalsinasi kokas mentah. Umume kilang ing China mung ngasilaké kokas, lan operasi kalsinasi umumé ditindakake ing pabrik karbon.
Kokas petroleum bisa dipérang dadi kokas sulfur dhuwur (ngandhut luwih saka 1,5% sulfur), kokas sulfur sedang (ngandhut 0,5%-1,5% sulfur), lan kokas sulfur rendah (ngandhut kurang saka 0,5% sulfur). Produksi elektroda grafit lan produk grafit buatan liyané umumé diprodhuksi nganggo kokas sulfur rendah.
Kokas jarum iku jinis kokas kualitas dhuwur kanthi tekstur serat sing jelas, koefisien ekspansi termal sing sithik banget, lan grafitisasi sing gampang. Nalika kokas pecah, bisa dipérang dadi potongan tipis miturut teksture (rasio aspek umume luwih saka 1,75). Struktur serat anisotropik bisa diamati ing mikroskop polarisasi, lan mulane diarani kokas jarum.
Anisotropi sipat fisiko-mekanik kokas jarum katon cetha banget. Kokas jarum nduweni konduktivitas listrik lan termal sing apik sejajar karo arah sumbu dawa partikel, lan koefisien ekspansi termal kurang. Nalika pencetakan ekstrusi, sumbu dawa sebagian besar partikel disusun ing arah ekstrusi. Mulane, kokas jarum minangka bahan baku utama kanggo nggawe elektroda grafit daya tinggi utawa daya ultra tinggi. Elektroda grafit sing diasilake nduweni resistivitas rendah, koefisien ekspansi termal cilik, lan tahan kejut termal sing apik.
Kokas jarum dipérang dadi kokas jarum berbasis lenga sing diasilake saka residu petroleum lan kokas jarum berbasis batu bara sing diasilake saka bahan mentah pitch batu bara sing wis diolah.
Tar batu bara minangka salah sawijining produk utama saka pangolahan jero tar batu bara. Iki minangka campuran saka macem-macem hidrokarbon, ireng ing suhu dhuwur, semi-padhet utawa padhet ing suhu dhuwur, ora ana titik leleh sing tetep, dilembutake sawise dipanasake, banjur dilelehke, kanthi kapadhetan 1,25-1,35 g/cm3. Miturut titik pelunakane, aspal iki dipérang dadi suhu endhek, suhu sedheng, lan suhu dhuwur. Asil aspal suhu sedheng yaiku 54-56% saka tar batu bara. Komposisi tar batu bara rumit banget, sing ana gandhengane karo sifat tar batu bara lan isi heteroatom, lan uga kena pengaruh sistem proses kokas lan kahanan pangolahan tar batu bara. Ana akeh indikator kanggo menehi ciri pitch tar batu bara, kayata titik pelunakan bitumen, toluena ora larut (TI), quinoline ora larut (QI), nilai kokas, lan reologi pitch batu bara.
Tar batu bara digunakake minangka pengikat lan impregnant ing industri karbon, lan kinerjane nduweni pengaruh gedhe marang proses produksi lan kualitas produk karbon. Aspal pengikat umume nggunakake aspal modifikasi suhu medium utawa suhu medium sing nduweni titik pelunakan moderat, nilai kokas sing dhuwur, lan resin β sing dhuwur. Agen impregnasi yaiku aspal suhu medium sing nduweni titik pelunakan sing endhek, QI sing endhek, lan sifat reologi sing apik.
Gambar ing ngisor iki nuduhake proses produksi elektroda grafit ing perusahaan karbon.
Kalsinasi: Bahan mentah karbon dipanasake ing suhu dhuwur kanggo ngetokake kelembapan lan bahan sing gampang nguap sing ana ing njero, lan proses produksi sing cocog karo peningkatan kinerja masak asli diarani kalsinasi. Umumé, bahan mentah karbon dikalsinasi kanthi nggunakake gas lan bahan sing gampang nguap dhewe minangka sumber panas, lan suhu maksimum yaiku 1250-1350 °C.
Kalsinasi ndadekake owah-owahan gedhe ing struktur lan sifat fisikokimia bahan mentah karbon, utamane kanggo ningkatake kapadhetan, kekuatan mekanik lan konduktivitas listrik kokas, ningkatake stabilitas kimia lan resistensi oksidasi kokas, lan dadi pondasi kanggo proses sabanjure.
Piranti sing dikalsinasi utamane kalebu kalsinar tangki, kiln putar, lan kalsinar listrik. Indeks kontrol kualitas kalsinasi yaiku kapadhetan sejati kokas petroleum ora kurang saka 2,07 g/cm3, resistivitas ora luwih saka 550 μΩ.m, kapadhetan sejati kokas jarum ora kurang saka 2,12 g/cm3, lan resistivitas ora luwih saka 500 μΩ.m.
Ngremuk bahan baku lan bahan-bahane
Sadurunge diblender, kokas petroleum lan kokas jarum sing wis dikalsinasi kudu diremuk, digiling, lan diayak.
Pangremukan medium biasane ditindakake nganggo peralatan pangremukan kanthi diameter sekitar 50 mm liwat jaw crusher, hammer crusher, roll crusher, lan liya-liyane kanggo ngremukake bahan ukuran 0,5-20 mm sing dibutuhake kanggo batching.
Panggilingan yaiku proses nggiling bahan karbon dadi partikel cilik kaya bubuk kanthi ukuran 0,15 mm utawa kurang lan ukuran partikel 0,075 mm utawa kurang nganggo mesin gulung cincin tipe suspensi (panggilingan Raymond), pabrik bal, utawa sing padha.
Penyaringan iku sawijining proses ing ngendi maneka warna bahan sawise diremuk dipérang dadi sawetara rentang ukuran partikel kanthi rentang ukuran sing sempit liwat serangkaian ayakan kanthi bukaan sing seragam. Produksi elektroda arus biasane mbutuhake 4-5 pelet lan 1-2 tingkatan bubuk.
Bahan-bahan minangka proses produksi kanggo ngetung, nimbang, lan fokus macem-macem agregat agregat, bubuk, lan pengikat miturut syarat formulasi. Kesesuaian ilmiah formulasi lan stabilitas operasi batching minangka salah sawijining faktor paling penting sing mengaruhi indeks kualitas lan kinerja produk.
Formula kasebut kudu nemtokake 5 aspek:
1 Pilih jinis bahan baku;
2 nemtokake proporsi saka macem-macem jinis bahan mentah;
3 nemtokake komposisi ukuran partikel saka bahan mentah padat;
4 nemtokake jumlah pengikat;
5 Nemtokake jinis lan jumlah aditif.
Ngremuk: Nyampur lan ngukur macem-macem ukuran partikel granul lan bubuk karbon karo jumlah pengikat tartamtu ing suhu tartamtu, lan ngremuk pasta plastisitas dadi proses sing diarani ngremuk.
Proses nguleni: nyampur garing (20-35 menit) nyampur teles (40-55 menit)
Peran nguleni:
1 Nalika nyampur garing, macem-macem bahan mentah dicampur rata, lan bahan karbon padat kanthi ukuran partikel sing beda-beda dicampur lan diisi rata kanggo nambah kekompakan campuran;
2 Sawisé nambahake aspal tar batu bara, bahan garing lan aspal dicampur rata. Aspal cair nutupi lan mbasahi permukaan granul kanthi rata kanggo mbentuk lapisan lapisan pengikat aspal, lan kabeh bahan kasebut diiket siji lan sijine kanggo mbentuk lapisan plastik sing homogen. Kondusif kanggo pencetakan;
3 bagean aspal batu bara nembus menyang ruang njero bahan karbon, luwih nambah kapadhetan lan kohesi pasta.
Cetakan: Cetakan bahan karbon nuduhake proses deformasi plastis pasta karbon sing diuleni ing sangisore gaya eksternal sing ditrapake dening peralatan cetakan kanggo mbentuk awak ijo (utawa produk mentah) sing nduweni bentuk, ukuran, kapadhetan, lan kekuatan tartamtu.
Jinis cetakan, peralatan, lan produk sing diprodhuksi:
Cara pencetakan
Piranti umum
produk utama
Cetakan
Mesin pres hidrolik vertikal
Karbon listrik, grafit struktur alus kelas endhek
Pencet
Ekstruder hidrolik horisontal
Ekstruder sekrup
Elektroda grafit, elektroda kothak
Cetakan getaran
Mesin cetak getaran
Bata karbon aluminium, bata karbon tungku sembur
Tekanan isostatik
Mesin cetak isostatik
Grafit isotropik, grafit anisotropik
Operasi peres
1 bahan adhem: bahan adhem cakram, bahan adhem silinder, bahan adhem nyampur lan nguleni, lan liya-liyane.
Buang bahan-bahan sing gampang nguap, suda suhune nganti cocog (90-120°C) kanggo nambah adhesi, supaya tekstur pasta dadi seragam sajrone 20-30 menit.
2 Pemuatan: pencet baffle angkat —– kaping 2-3 ngethok—-pemadatan 4-10MPa
3 pra-tekanan: tekanan 20-25MPa, wektu 3-5 menit, nalika nyedhot debu
4 ekstrusi: pencet mudhun baffle —5-15MPa ekstrusi — potong — menyang wastafel pendingin
Parameter teknis ekstrusi: rasio kompresi, suhu ruang pres lan nozzle, suhu pendinginan, wektu tekanan preload, tekanan ekstrusi, kecepatan ekstrusi, suhu banyu pendinginan
Inspeksi awak ijo: kapadhetan massal, penyadapan penampilan, analisis
Kalsinasi: Iki minangka proses ing ngendi awak ijo produk karbon diisi ing tungku pemanas sing dirancang khusus ing sangisore perlindungan pengisi kanggo nindakake perawatan panas suhu dhuwur kanggo ngkarbonisasi pitch batubara ing awak ijo. Kokas bitumen sing dibentuk sawise karbonisasi bitumen batubara ngentalake agregat karbon lan partikel bubuk bebarengan, lan produk karbon sing dikalsinasi nduweni kekuatan mekanik sing dhuwur, resistivitas listrik sing kurang, stabilitas termal sing apik lan stabilitas kimia.
Kalsinasi minangka salah sawijining proses utama ing produksi produk karbon, lan uga minangka bagean penting saka telung proses perawatan panas utama produksi elektroda grafit. Siklus produksi kalsinasi dawa (22-30 dina kanggo manggang, 5-20 dina kanggo tungku kanggo 2 manggang), lan Konsumsi energi sing luwih dhuwur. Kualitas pemanggangan ijo nduweni pengaruh marang kualitas produk rampung lan biaya produksi.
Pitch batu bara ijo ing awak ijo diobong nalika proses pemanggangan, lan udakara 10% saka materi sing nguap dibuwang, lan volume diasilake kanthi penyusutan 2-3%, lan mundhut massa yaiku 8-10%. Sifat fisik lan kimia billet karbon uga owah sacara signifikan. Porositas mudhun saka 1,70 g/cm3 dadi 1,60 g/cm3 lan resistivitas mudhun saka 10000 μΩ·m dadi 40-50 μΩ·m amarga tambahing porositas. Kekuatan mekanik billet sing dikalsinasi uga gedhe. Kanggo perbaikan.
Panggangan sekunder yaiku proses ing ngendi produk sing wis dikalsinasi dicelupake banjur dikalsinasi kanggo ngkarbonisasi pitch sing dicelupake ing pori-pori produk sing wis dikalsinasi. Elektroda sing mbutuhake kapadhetan massal sing luwih dhuwur (kabeh jinis kajaba RP) lan blanko sambungan kudu dipanggang, lan blanko sambungan uga kena panggangan telung celup papat utawa panggangan telung celup.
Jenis utama oven panggang:
Operasi terus-terusan—-tungku cincin (kanthi tutup, tanpa tutup), tungku terowongan
Operasi intermiten—-kiln terbalik, pemanggang ing ngisor lantai, pemanggang kothak
Kurva kalsinasi lan suhu maksimum:
Panggang sapisan—-320, 360, 422, 480 jam, 1250 °C
Panggangan sekunder—-125, 240, 280 jam, 700-800 °C
Inspeksi produk panggang: penyadapan penampilan, resistivitas listrik, kerapatan massal, kekuatan tekan, analisis struktur internal
Impregnasi yaiku proses ing ngendi bahan karbon dilebokake ing wadhah tekanan lan pitch impregnant cair dicelupake ing pori-pori elektroda produk ing kondisi suhu lan tekanan tartamtu. Tujuane yaiku kanggo nyuda porositas produk, nambah kapadhetan massal lan kekuatan mekanik produk, lan ningkatake konduktivitas listrik lan termal produk kasebut.
Proses impregnasi lan parameter teknis sing gegandhengan yaiku: manggang billet – ngresiki permukaan – pemanasan awal (260-380 °C, 6-10 jam) – ngisi tangki impregnasi – nyedhot debu (8-9KPa, 40-50 menit) – Injeksi bitumen (180-200 °C) – Tekanan (1,2-1,5 MPa, 3-4 jam) – Bali menyang aspal – Pendinginan (ing njero utawa njaba tangki)
Inspeksi produk sing diimpregnasi: tingkat kenaikan bobot impregnasi G=(W2-W1)/W1×100%
Tingkat kenaikan bobot siji mudhun ≥14%
Tingkat kenaikan bobot produk sing diimpregnasi sekunder ≥ 9%
Tingkat kenaikan bobot produk telung celup ≥ 5%
Grafitisasi nuduhake proses perawatan panas suhu dhuwur ing ngendi produk karbon dipanasake nganti suhu 2300 ° C utawa luwih ing medium protèktif ing tungku listrik suhu dhuwur kanggo ngowahi struktur karbon berlapis amorf dadi struktur kristal grafit sing dipesen telung dimensi.
Tujuan lan efek saka grafitisasi:
1 ningkatake konduktivitas lan konduktivitas termal saka bahan karbon (resistivitas suda 4-5 kali, lan konduktivitas termal tambah udakara 10 kali);
2 ningkatake resistensi kejut termal lan stabilitas kimia saka bahan karbon (koefisien ekspansi linier suda nganti 50-80%);
3 kanggo nggawe pelumasan bahan karbon lan tahan abrasi;
4. Ngilangake rereged knalpot, ningkatake kemurnian bahan karbon (kandungan awu produk dikurangi saka 0,5-0,8% dadi udakara 0,3%).
Realisasi proses grafitisasi:
Grafitisasi bahan karbon ditindakake ing suhu dhuwur 2300-3000 °C, saengga mung bisa ditindakake kanthi pemanasan listrik ing industri, yaiku, arus langsung ngliwati produk kalsinasi sing wis dipanasake, lan produk kalsinasi sing diisi menyang tungku diasilake dening arus listrik ing suhu dhuwur. Konduktor maneh minangka obyek sing dipanasake nganti suhu dhuwur.
Tungku sing saiki akeh digunakake kalebu tungku grafitisasi Acheson lan tungku kaskade panas internal (LWG). Sing pertama nduweni output gedhe, beda suhu gedhe, lan konsumsi daya sing dhuwur. Sing terakhir nduweni wektu pemanasan sing cendhak, konsumsi daya sing sithik, resistivitas listrik sing seragam, lan ora cocok kanggo dipasang.
Kontrol proses grafitisasi dikontrol kanthi ngukur kurva daya listrik sing cocog kanggo kondisi kenaikan suhu. Wektu catu daya yaiku 50-80 jam kanggo tungku Acheson lan 9-15 jam kanggo tungku LWG.
Konsumsi daya grafitisasi gedhe banget, umume 3200-4800KWh, lan biaya proses nyumbang udakara 20-35% saka total biaya produksi.
Inspeksi produk grafit: penyadapan penampilan, uji resistivitas
Pemesinan: Tujuan saka pemesinan mekanik bahan grafit karbon yaiku kanggo entuk ukuran, bentuk, presisi, lan liya-liyane sing dibutuhake kanthi ngethok supaya awak lan sambungan elektroda cocog karo syarat panggunaan.
Pangolahan elektroda grafit dipérang dadi rong proses pangolahan independen: awak elektroda lan sambungan.
Pangolahan awak mesin kalebu telung langkah, yaiku pengeboran lan permukaan ujung rata sing kasar, lingkaran njaba lan permukaan ujung rata lan ulir panggilingan. Pangolahan sambungan kerucut bisa dipérang dadi 6 proses: pemotongan, permukaan ujung rata, permukaan kerucut mobil, ulir panggilingan, baut pengeboran lan slotting.
Sambungan sambungan elektroda: sambungan sambungan kerucut (telu gesper lan siji gesper), sambungan sambungan silinder, sambungan benjolan (sambungan lanang lan wadon)
Kontrol akurasi pemesinan: deviasi lancip ulir, pitch ulir, deviasi diameter gedhe sambungan (bolongan), koaksialitas bolongan sambungan, vertikalitas bolongan sambungan, kerataan permukaan ujung elektroda, deviasi papat titik sambungan. Priksa nganggo alat ukur cincin khusus lan alat ukur pelat.
Inspeksi elektroda sing wis rampung: akurasi, bobot, dawa, diameter, kapadhetan massal, resistivitas, toleransi pra-perakitan, lan liya-liyane.
Wektu kiriman: 31 Okt-2019