흑연 전극 생산 공정

흑연전극의 원료 및 제조공정

흑연 전극은 석유 반죽, 골재로 침상 코크스, 결합제로 석탄 비투멘을 사용하여 반죽, 성형, 배소, 함침, 흑연화 및 기계적 가공과 같은 일련의 공정을 거쳐 생산되는 고온 내성 흑연 전도성 재료입니다.

흑연 전극은 전기제강에 중요한 고온 전도성 재료입니다. 흑연 전극은 전기로에 전기 에너지를 공급하는 데 사용되며, 전극 끝과 장입물 사이에 발생하는 아크에서 발생하는 고온은 제강을 위한 장입물을 용융하는 열원으로 사용됩니다. 황인, 산업용 실리콘, 연마재와 같은 재료를 제련하는 다른 광석로에서도 흑연 전극을 전도성 재료로 사용합니다. 흑연 전극의 우수하고 특별한 물리적 및 화학적 특성은 다른 산업 분야에서도 널리 사용됩니다.

흑연 전극 생산에 사용되는 원료는 석유 코크스, 침상 코크스, 콜타르 피치입니다.

석유 코크스는 석탄 잔류물과 석유 피치를 코크스로 만들어 얻은 가연성 고체 제품입니다. 색상은 검은색이며 다공성이며, 주성분은 탄소이고, 회분 함량은 일반적으로 0.5% 미만으로 매우 낮습니다. 석유 코크스는 쉽게 흑연화되는 탄소 계열에 속합니다. 석유 코크스는 화학 및 야금 산업에서 광범위하게 사용됩니다. 인조 흑연 제품과 전해 알루미늄용 탄소 제품의 주요 원료입니다.

석유 코크스는 열처리 온도에 따라 생코크스와 소성 코크스로 나눌 수 있습니다. 지연 코킹으로 얻은 전자의 석유 코크스는 휘발성 물질이 많고 기계적 강도가 낮습니다. 소성 코크스는 생코크스를 소성하여 얻습니다. 중국의 대부분 정유 공장은 코크스만 생산하며, 소성 작업은 주로 탄소 공장에서 이루어집니다.

석유 코크스는 고황 코크스(황 함량 1.5% 이상), 중황 코크스(황 함량 0.5~1.5%), 저황 코크스(황 함량 0.5% 미만)로 구분할 수 있습니다. 흑연 전극 및 기타 인조 흑연 제품은 일반적으로 저황 코크스를 사용하여 생산됩니다.

침상 코크스는 섬유질 조직이 뚜렷하고 열팽창 계수가 매우 낮으며 흑연화가 용이한 고품질 코크스입니다. 코크스를 파쇄하면 조직에 따라 가느다란 띠 모양으로 갈라집니다(종횡비는 일반적으로 1.75 이상). 편광 현미경으로 이방성 섬유 구조를 관찰할 수 있으므로 침상 코크스라고 합니다.

침상 코크스의 물리·기계적 특성 이방성은 매우 명백합니다. 입자의 장축 방향에 평행한 우수한 전기 및 열 전도도를 가지며 열팽창 계수가 낮습니다. 압출 성형 시 대부분의 입자의 장축은 압출 방향으로 배열됩니다. 따라서 침상 코크스는 고출력 또는 초고출력 흑연 전극 제조의 핵심 원료입니다. 생산된 흑연 전극은 저항률이 낮고 열팽창 계수가 작으며 열충격 저항성이 우수합니다.

침상코크스는 석유잔사유로부터 생산되는 석유계 침상코크스와 정제된 석탄피치 원료로부터 생산되는 석탄계 침상코크스로 구분된다.

콜타르는 콜타르 심층 가공의 주요 산물 중 하나입니다. 다양한 탄화수소의 혼합물로 고온에서는 흑색이고, 고온에서는 반고체 또는 고체이며, 고정된 융점이 없고, 가열 후 연화되고 용융되며, 밀도는 1.25-1.35 g/cm3입니다. 연화점에 따라 저온, 중온 및 고온 아스팔트로 구분됩니다. 중온 아스팔트 수율은 콜타르의 54-56%입니다. 콜타르의 조성은 매우 복잡하며, 이는 콜타르의 특성 및 헤테로원자 함량과 관련이 있으며 코킹 공정 시스템 및 콜타르 가공 조건의 영향을 받습니다. 콜타르 피치를 특성화하는 데는 비투멘 연화점, 톨루엔 불용성물(TI), 퀴놀린 불용성물(QI), 코킹 값 및 콜 피치 유동학과 같은 많은 지표가 있습니다.

콜타르는 탄소 산업에서 결합제 및 함침제로 사용되며, 그 성능은 탄소 제품의 생산 공정 및 품질에 큰 영향을 미칩니다. 결합제 아스팔트는 일반적으로 중간 연화점, 높은 코킹가, 그리고 높은 β 수지를 갖는 중온 또는 중온 개질 아스팔트를 사용합니다. 함침제는 낮은 연화점, 낮은 QI, 그리고 우수한 유동 특성을 갖는 중온 아스팔트입니다.