Процес на производство на графитни електроди

Суровина и процес на производство на графитна електрода

Графитната електрода е графитен спроводлив материјал отпорен на високи температури, произведен со месење на нафта, иглен кокс како агрегат и јагленов битумен како врзивно средство, кои се произведуваат преку серија процеси како што се месење, лиење, печење, импрегнација, графитизација и механичка обработка.

Графитната електрода е важен материјал за спроводливост на високи температури за електрично производство на челик. Графитната електрода се користи за внесување електрична енергија во електричната печка, а високата температура генерирана од лакот помеѓу крајот на електродата и полнежот се користи како извор на топлина за топење на полнежот за производство на челик. Други рудни печки кои топат материјали како што се жолт фосфор, индустриски силициум и абразиви, исто така, користат графитни електроди како спроводливи материјали. Одличните и посебни физички и хемиски својства на графитните електроди се широко користени и во други индустриски сектори.

Суровините за производство на графитни електроди се нафтен кокс, иглен кокс и катран од јаглен.

Нафтениот кокс е запалив цврст производ добиен со коксирање на остатоци од јаглен и нафтена смола. Бојата е црна и порозна, главниот елемент е јаглерод, а содржината на пепел е многу ниска, генерално под 0,5%. Нафтениот кокс спаѓа во класата на лесно графитизиран јаглерод. Нафтениот кокс има широк спектар на употреба во хемиската и металуршката индустрија. Тој е главна суровина за производство на вештачки графитни производи и јаглеродни производи за електролитски алуминиум.

Нафтениот кокс може да се подели на два вида: суров кокс и калциниран кокс според температурата на термичка обработка. Првиот нафтен кокс добиен со одложено коксирање содржи голема количина на испарливи материи, а механичката цврстина е ниска. Калцинираниот кокс се добива со калцинација на суров кокс. Повеќето рафинерии во Кина произведуваат само кокс, а операциите на калцинација најчесто се изведуваат во постројки за производство на јаглен.

Нафтениот кокс може да се подели на кокс со висока содржина на сулфур (кој содржи повеќе од 1,5% сулфур), кокс со среден сулфур (кој содржи 0,5%-1,5% сулфур) и кокс со ниска содржина на сулфур (кој содржи помалку од 0,5% сулфур). Производството на графитни електроди и други вештачки графитни производи генерално се произведува со употреба на кокс со ниска содржина на сулфур.

Иглестиот кокс е вид на висококвалитетен кокс со очигледна влакнеста текстура, многу низок коефициент на термичка експанзија и лесна графитизација. Кога коксот е скршен, може да се подели на тенки ленти според текстурата (односот на ширина и висина е генерално над 1,75). Анизотропна влакнеста структура може да се набљудува под поларизирачки микроскоп и затоа се нарекува иглест кокс.

Анизотропијата на физичко-механичките својства на игличниот кокс е многу очигледна. Има добра електрична и топлинска спроводливост паралелно со насоката на долгата оска на честичката, а коефициентот на термичка експанзија е низок. При екструдирање, долгата оска на повеќето честички е поставена во насоката на екструдирање. Затоа, игличниот кокс е клучна суровина за производство на графитни електроди со висока или ултра-висока моќност. Добиената графитна електрода има ниска отпорност, мал коефициент на термичка експанзија и добра отпорност на термички шок.

Иглениот кокс е поделен на иглест кокс на база на нафта, произведен од остатоци од нафта и иглест кокс на база на јаглен, произведен од рафинирани суровини од јагленова смола.

Катранот од јаглен е еден од главните производи на длабока обработка на катран од јаглен. Тој е мешавина од разни јаглеводороди, црн на висока температура, полуцврст или цврст на висока температура, без фиксна точка на топење, омекнува по загревањето, а потоа се топи, со густина од 1,25-1,35 g/cm3. Според точката на омекнување, се дели на асфалт на ниска температура, средна температура и висока температура. Приносот на асфалт на средна температура е 54-56% од катранот од јаглен. Составот на катранот од јаглен е исклучително сложен, што е поврзано со својствата на катранот од јаглен и содржината на хетероатомите, а исто така е под влијание на системот на процесот на коксирање и условите за обработка на катранот од јаглен. Постојат многу индикатори за карактеризирање на катранот од јаглен, како што се точката на омекнување на битуменот, нерастворливите во толуен (TI), нерастворливите во хинолин (QI), вредностите на коксирање и реологијата на катранот од јаглен.

Катранот од јаглен се користи како врзивно средство и импрегнант во јаглеродната индустрија, а неговите перформанси имаат големо влијание врз процесот на производство и квалитетот на производот од јаглеродни производи. Асфалтот за врзивно средство генерално користи среднотемпературен или среднотемпературно модифициран асфалт со умерена точка на омекнување, висока вредност на коксирање и висока β смола. Средството за импрегнирање е среднотемпературен асфалт со ниска точка на омекнување, низок QI и добри реолошки својства.