Grafito elektrodo žaliava ir gamybos procesas
Grafito elektrodas yra aukštai temperatūrai atspari grafito laidži medžiaga, gaminama minkant naftą, adatinį koksą kaip užpildą ir anglies bitumą kaip rišiklį, taikant įvairius procesus, tokius kaip minkymas, liejimas, skrudinimas, impregnavimas, grafitizavimas ir mechaninis apdorojimas.
Grafito elektrodas yra svarbi aukštos temperatūros laidži medžiaga elektro plieno gamyboje. Grafito elektrodas naudojamas elektros energijai tiekti į elektrinę krosnį, o aukšta temperatūra, kurią sukuria lankas tarp elektrodo galo ir įkrovos, naudojama kaip šilumos šaltinis įkrovai išlydyti plieno gamyboje. Kitos rūdos krosnys, lydančios tokias medžiagas kaip geltonasis fosforas, pramoninis silicis ir abrazyvai, taip pat naudoja grafito elektrodus kaip laidžias medžiagas. Dėl puikių ir ypatingų fizikinių bei cheminių savybių grafito elektrodai taip pat plačiai naudojami kituose pramonės sektoriuose.
Grafito elektrodų gamybos žaliavos yra naftos koksas, adatinis koksas ir akmens anglių deguto pikis.
Naftos koksas yra degus kietas produktas, gaunamas koksuojant anglies likučius ir naftos pikį. Spalva juoda ir porėta, pagrindinis elementas yra anglis, o pelenų kiekis labai mažas, paprastai mažesnis nei 0,5 %. Naftos koksas priklauso lengvai grafitizuojamos anglies klasei. Naftos koksas plačiai naudojamas chemijos ir metalurgijos pramonėje. Tai pagrindinė žaliava dirbtiniams grafito produktams ir anglies produktams elektroliziniam aliuminiui gaminti.
Pagal terminio apdorojimo temperatūrą naftos koksą galima suskirstyti į dvi rūšis: neapdorotą koksą ir kalcinuotą koksą. Pirmasis naftos koksas, gautas uždelsto koksavimo būdu, turi daug lakiųjų medžiagų, o mechaninis stiprumas yra mažas. Kalcinuotas koksas gaunamas kalcinuojant neapdorotą koksą. Dauguma Kinijos naftos perdirbimo gamyklų gamina tik koksą, o kalcinavimo operacijos dažniausiai atliekamos anglies gamyklose.
Naftos koksą galima suskirstyti į didelės sieros koncentracijos koksą (kuriame yra daugiau nei 1,5 % sieros), vidutinės sieros koncentracijos koksą (kuriame yra 0,5–1,5 % sieros) ir mažos sieros koncentracijos koksą (kuriame yra mažiau nei 0,5 % sieros). Grafito elektrodų ir kitų dirbtinių grafito produktų gamybai paprastai naudojamas mažai sieros turintis koksas.
Adatinis koksas yra aukštos kokybės kokso rūšis, pasižyminti ryškia pluoštine tekstūra, labai mažu šiluminio plėtimosi koeficientu ir lengvai grafitizuojama. Suskaidžius koksą, jį galima suskaidyti į plonas juosteles pagal tekstūrą (kraštinių santykis paprastai didesnis nei 1,75). Anizotropinę pluoštinę struktūrą galima stebėti poliarizaciniu mikroskopu, todėl jis vadinamas adatiniu koksu.
Adatinio kokso fizikinių ir mechaninių savybių anizotropija yra labai akivaizdi. Jis pasižymi geru elektriniu ir šiluminiu laidumu, lygiagrečiu dalelių išilginei ašiai, o šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažas. Liejant ekstruziniu būdu, daugumos dalelių išilginė ašis yra išdėstyta ekstruzijos kryptimi. Todėl adatinis koksas yra pagrindinė žaliava gaminant didelės arba itin didelės galios grafito elektrodus. Gautas grafito elektrodas pasižymi maža varža, mažu šiluminio plėtimosi koeficientu ir geru atsparumu šiluminiam smūgiui.
Adatinis koksas skirstomas į naftos pagrindu pagamintą adatinį koksą, pagamintą iš naftos likučių, ir anglies pagrindu pagamintą adatinį koksą, pagamintą iš rafinuotų anglies pikio žaliavų.
Akmens anglių degutas yra vienas iš pagrindinių akmens anglių deguto giluminio perdirbimo produktų. Tai įvairių angliavandenilių mišinys, aukštoje temperatūroje juoduojantis, aukštoje temperatūroje pusiau kietas arba kietas, neturintis fiksuotos lydymosi temperatūros, po kaitinimo suminkštėjantis, o vėliau išlydytas, kurio tankis yra 1,25–1,35 g/cm3. Pagal minkštėjimo temperatūrą jis skirstomas į žemos temperatūros, vidutinės temperatūros ir aukštos temperatūros asfaltą. Vidutinės temperatūros asfalto išeiga yra 54–56 % akmens anglių deguto. Akmens anglių deguto sudėtis yra itin sudėtinga, susijusi su akmens anglių deguto savybėmis ir heteroatomų kiekiu, taip pat jai įtakos turi koksavimo proceso sistema ir akmens anglių deguto perdirbimo sąlygos. Yra daug rodiklių, apibūdinančių akmens anglių deguto pikį, pavyzdžiui, bitumo minkštėjimo temperatūra, tolueno netirpių medžiagų (TI), chinolino netirpių medžiagų (QI) kiekis, koksavimo vertės ir akmens anglių deguto reologinės savybės.
Akmens anglių degutas naudojamas kaip rišiklis ir impregnantas anglies pramonėje, o jo savybės daro didelę įtaką anglies produktų gamybos procesui ir kokybei. Rišiklis asfaltas paprastai yra vidutinės temperatūros arba vidutinės temperatūros modifikuotas asfaltas, turintis vidutinę minkštėjimo temperatūrą, aukštą koksavimo vertę ir didelį β dervų kiekį. Impregnantas yra vidutinės temperatūros asfaltas, turintis žemą minkštėjimo temperatūrą, mažą QI ir geras reologines savybes.
Įrašo laikas: 2019 m. rugsėjo 23 d.