გრაფიტის ელექტროდის წარმოების პროცესი

გრაფიტის ელექტროდის ნედლეული და წარმოების პროცესი

გრაფიტის ელექტროდი არის მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადი გრაფიტის გამტარი მასალა, რომელიც მიიღება ნავთობის ნაზავით, ნემსისებრი კოქსით, როგორც აგრეგატით და ნახშირის ბიტუმით, როგორც შემკვრელით, რომლებიც მიიღება ისეთი პროცესების სერიით, როგორიცაა მოზელვა, ჩამოსხმა, გამოწვა, გაჟღენთვა, გრაფიტიზაცია და მექანიკური დამუშავება.

გრაფიტის ელექტროდი მნიშვნელოვანი მაღალტემპერატურული გამტარი მასალაა ელექტრო ფოლადის წარმოებისთვის. გრაფიტის ელექტროდი გამოიყენება ელექტრო ღუმელში ელექტროენერგიის შესაყვანად, ხოლო ელექტროდის ბოლოსა და მუხტს შორის რკალის მიერ წარმოქმნილი მაღალი ტემპერატურა გამოიყენება სითბოს წყაროდ მუხტის დნობისთვის ფოლადის წარმოებისთვის. სხვა მადნის ღუმელები, რომლებიც ამუშავებენ მასალებს, როგორიცაა ყვითელი ფოსფორი, სამრეწველო სილიციუმი და აბრაზივები, ასევე იყენებენ გრაფიტის ელექტროდებს გამტარ მასალებად. გრაფიტის ელექტროდების შესანიშნავი და განსაკუთრებული ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები ასევე ფართოდ გამოიყენება სხვა სამრეწველო სექტორებში.

გრაფიტის ელექტროდების წარმოებისთვის ნედლეული არის ნავთობკოკი, ნემსის კოკი და ქვანახშირის ფისი.

ნავთობკოქსი არის აალებადი მყარი პროდუქტი, რომელიც მიიღება ნახშირის ნარჩენებისა და ნავთობის ფისის კოქსირებით. ფერი შავი და ფოროვანია, ძირითადი ელემენტია ნახშირბადი, ხოლო ნაცრის შემცველობა ძალიან დაბალია, ზოგადად 0.5%-ზე ნაკლები. ნავთობკოქსი მიეკუთვნება ადვილად გრაფიტირებადი ნახშირბადის კლასს. ნავთობკოქსს ფართო გამოყენება აქვს ქიმიურ და მეტალურგიულ მრეწველობაში. ის წარმოადგენს ძირითად ნედლეულს ხელოვნური გრაფიტის პროდუქტებისა და ელექტროლიტური ალუმინისთვის ნახშირბადის პროდუქტების წარმოებისთვის.

ნავთობკოქსი თერმული დამუშავების ტემპერატურის მიხედვით შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: ნედლი კოქსი და კალცინირებული კოქსი. დაყოვნებული კოქსირების მეთოდით მიღებული ნავთობკოქსი შეიცავს დიდი რაოდენობით აქროლად ნივთიერებებს და მექანიკური სიმტკიცე დაბალია. კალცინირებული კოქსი მიიღება ნედლი კოქსის კალცინაციით. ჩინეთში ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნების უმეტესობა მხოლოდ კოქსს აწარმოებს და კალცინაციის ოპერაციები ძირითადად ნახშირბადის ქარხნებში ხორციელდება.

ნავთობკოქსი შეიძლება დაიყოს მაღალი გოგირდის შემცველობის კოკადად (შეიცავს 1.5%-ზე მეტ გოგირდს), საშუალო გოგირდის შემცველობის კოკადად (შეიცავს 0.5%-1.5%-ზე მეტ გოგირდს) და დაბალი გოგირდის შემცველობის კოკადად (შეიცავს 0.5%-ზე ნაკლებ გოგირდს). გრაფიტის ელექტროდების და სხვა ხელოვნური გრაფიტის პროდუქტების წარმოება, როგორც წესი, ხორციელდება დაბალი გოგირდის შემცველობის კოქსის გამოყენებით.

ნემსიანი კოქსი მაღალი ხარისხის კოქსის სახეობაა, რომელსაც აქვს აშკარა ბოჭკოვანი ტექსტურა, ძალიან დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი და მარტივი გრაფიტიზაცია. როდესაც კოქსი დამსხვრეულია, მისი ტექსტურის მიხედვით თხელ ზოლებად დაყოფა შესაძლებელია (ასეთის თანაფარდობა, როგორც წესი, 1.75-ზე მეტია). ანიზოტროპული ბოჭკოვანი სტრუქტურა შეიძლება დავაკვირდეთ პოლარიზებული მიკროსკოპით და ამიტომ მას ნემსიან კოქსს უწოდებენ.

ნემსისებრი კოქსის ფიზიკურ-მექანიკური თვისებების ანიზოტროპია აშკარაა. მას აქვს კარგი ელექტრო და თბოგამტარობა ნაწილაკის გრძელი ღერძის მიმართულების პარალელურად, ხოლო თერმული გაფართოების კოეფიციენტი დაბალია. ექსტრუზიული ჩამოსხმის დროს ნაწილაკების უმეტესობის გრძელი ღერძი განლაგებულია ექსტრუზიის მიმართულებით. ამიტომ, ნემსისებრი კოქსი წარმოადგენს ძირითად ნედლეულს მაღალი ან ულტრამაღალი სიმძლავრის გრაფიტის ელექტროდების დასამზადებლად. წარმოებულ გრაფიტის ელექტროდს აქვს დაბალი წინაღობა, მცირე თერმული გაფართოების კოეფიციენტი და კარგი თერმული დარტყმისადმი მდგრადობა.

ნემსიანი კოქსი იყოფა ნავთობის ნარჩენებისგან მიღებულ ნავთობზე დამზადებულ ნემსიან კოკადად და ნახშირზე დამზადებულ ნახშირის ფისის ნედლეულისგან მიღებულ ნახშირზე დამზადებულ ნემსიან კოკადად.

ქვანახშირის ფისი ქვანახშირის ფისის ღრმა დამუშავების ერთ-ერთი მთავარი პროდუქტია. ის წარმოადგენს სხვადასხვა ნახშირწყალბადების ნარევს, მაღალ ტემპერატურაზე შავი, მაღალ ტემპერატურაზე ნახევრადმყარი ან მყარი, ფიქსირებული დნობის წერტილის არმქონე, გაცხელების შემდეგ დარბილდება და შემდეგ დნება, 1.25-1.35 გ/სმ3 სიმკვრივით. დარბილების წერტილის მიხედვით, იგი იყოფა დაბალი ტემპერატურის, საშუალო ტემპერატურის და მაღალი ტემპერატურის ასფალტად. საშუალო ტემპერატურის ასფალტის მოსავლიანობა ქვანახშირის ფისის 54-56%-ია. ქვანახშირის ფისის შემადგენლობა უკიდურესად რთულია, რაც დაკავშირებულია ქვანახშირის ფისის თვისებებთან და ჰეტეროატომების შემცველობასთან, ასევე გავლენას ახდენს კოქსის პროცესის სისტემა და ქვანახშირის ფისის დამუშავების პირობები. ქვანახშირის ფისის დასახასიათებლად მრავალი ინდიკატორი არსებობს, როგორიცაა ბიტუმის დარბილების წერტილი, ტოლუოლში უხსნადი ნივთიერებები (TI), ქინოლინის უხსნადი ნივთიერებები (QI), კოქსის მაჩვენებლები და ქვანახშირის ფისის რეოლოგია.

ნახშირბადის ინდუსტრიაში ქვანახშირის ფისი გამოიყენება როგორც შემკვრელი და გაჟღენთილი საშუალება და მისი მახასიათებლები დიდ გავლენას ახდენს ნახშირბადის პროდუქტების წარმოების პროცესზე და პროდუქტის ხარისხზე. შემკვრელი ასფალტი, როგორც წესი, იყენებს საშუალო ტემპერატურის ან საშუალო ტემპერატურის მოდიფიცირებულ ასფალტს, რომელსაც აქვს საშუალო დარბილების წერტილი, მაღალი კოქსის მნიშვნელობა და მაღალი β ფისი. გაჟღენთვის აგენტი არის საშუალო ტემპერატურის ასფალტი, რომელსაც აქვს დაბალი დარბილების წერტილი, დაბალი QI და კარგი რეოლოგიური თვისებები.