Сырье и процесс производства графитового электрода
Графитовый электрод — это термостойкий графитовый проводящий материал, получаемый путем замешивания нефтяного сырья, игольчатого кокса в качестве заполнителя и каменноугольного битума в качестве связующего, которые производятся с помощью ряда процессов, таких как замешивание, формование, обжиг, пропитка, графитизация и механическая обработка.
Графитовый электрод является важным высокотемпературным проводящим материалом для электросталеплавильного производства. Графитовый электрод используется для ввода электроэнергии в электропечь, а высокая температура, создаваемая дугой между концом электрода и шихтой, используется в качестве источника тепла для плавления шихты для производства стали. Другие рудные печи, которые плавят такие материалы, как желтый фосфор, промышленный кремний и абразивы, также используют графитовые электроды в качестве проводящих материалов. Превосходные и особые физические и химические свойства графитовых электродов также широко используются в других промышленных секторах.
Сырьем для производства графитированных электродов являются нефтяной кокс, игольчатый кокс и каменноугольный пек.
Нефтяной кокс — это горючий твердый продукт, получаемый путем коксования остатков угля и нефтяного пека. Цвет черный, пористый, основным элементом является углерод, зольность очень низкая, обычно ниже 0,5%. Нефтяной кокс относится к классу легко графитизируемых углей. Нефтяной кокс имеет широкий спектр применения в химической и металлургической промышленности. Является основным сырьем для производства изделий из искусственного графита и углеродных изделий для электролитического алюминия.
Нефтяной кокс можно разделить на два типа: сырой кокс и прокаленный кокс в зависимости от температуры термической обработки. Первый нефтяной кокс, полученный замедленным коксованием, содержит большое количество летучих веществ, а механическая прочность низкая. Прокаленный кокс получают путем прокаливания сырого кокса. Большинство нефтеперерабатывающих заводов в Китае производят только кокс, а операции прокаливания в основном проводятся на угольных заводах.
Нефтяной кокс можно разделить на высокосернистый кокс (содержащий более 1,5% серы), среднесернистый кокс (содержащий 0,5%-1,5% серы) и низкосернистый кокс (содержащий менее 0,5% серы). Производство графитовых электродов и других изделий из искусственного графита обычно осуществляется с использованием низкосернистого кокса.
Игольчатый кокс — это вид высококачественного кокса с явной волокнистой текстурой, очень низким коэффициентом теплового расширения и легкой графитизацией. Когда кокс ломается, его можно разделить на тонкие полоски в соответствии с текстурой (соотношение сторон обычно выше 1,75). Анизотропную волокнистую структуру можно наблюдать под поляризационным микроскопом, поэтому его называют игольчатым коксом.
Анизотропия физико-механических свойств игольчатого кокса весьма очевидна. Он имеет хорошую электро- и теплопроводность параллельно направлению длинной оси частицы, а коэффициент теплового расширения низкий. При экструзионном формовании длинная ось большинства частиц располагается в направлении экструзии. Поэтому игольчатый кокс является ключевым сырьем для изготовления графитовых электродов высокой или сверхвысокой мощности. Полученный графитовый электрод имеет низкое удельное сопротивление, малый коэффициент теплового расширения и хорошую стойкость к тепловому удару.
Игольчатый кокс подразделяется на нефтяной игольчатый кокс, получаемый из нефтяных остатков, и угольный игольчатый кокс, получаемый из очищенного каменноугольного пекового сырья.
Каменноугольная смола является одним из основных продуктов глубокой переработки каменноугольной смолы. Это смесь различных углеводородов, черная при высокой температуре, полутвердая или твердая при высокой температуре, не имеющая фиксированной температуры плавления, размягчающаяся после нагревания, а затем расплавленная, с плотностью 1,25-1,35 г/см3. По температуре размягчения ее делят на низкотемпературную, среднетемпературную и высокотемпературную. Выход среднетемпературной смолы составляет 54-56% от каменноугольной смолы. Состав каменноугольной смолы чрезвычайно сложен, что связано со свойствами каменноугольной смолы и содержанием гетероатомов, а также зависит от системы процесса коксования и условий переработки каменноугольной смолы. Существует много показателей для характеристики каменноугольного пека, таких как температура размягчения битума, нерастворимые в толуоле (TI), нерастворимые в хинолине (QI), значения коксования и реология каменноугольного пека.
Каменноугольная смола используется в качестве связующего и пропиточного вещества в углеродной промышленности, и ее эксплуатационные характеристики оказывают большое влияние на процесс производства и качество углеродных продуктов. В качестве связующего асфальта обычно используется среднетемпературный или среднетемпературный модифицированный асфальт, имеющий умеренную температуру размягчения, высокую коксуемость и высокую β-смолу. Пропиточным агентом является среднетемпературный асфальт, имеющий низкую температуру размягчения, низкий QI и хорошие реологические свойства.
Время публикации: 23-сен-2019