Procesi i prodhimit të elektrodës së grafitit

Lënda e parë dhe procesi i prodhimit të elektrodës së grafitit

Elektroda e grafitit është një material përçues grafiti rezistent ndaj temperaturave të larta, i prodhuar nga brumi i naftës, koksi i gjilpërës si agregat dhe bitumi i qymyrit si lidhës, të cilat prodhohen përmes një sërë procesesh si brumosja, formëzimi, pjekja, impregnimi, grafitizimi dhe përpunimi mekanik.

Elektroda e grafitit është një material i rëndësishëm përçues në temperaturë të lartë për prodhimin elektrik të çelikut. Elektroda e grafitit përdoret për të futur energji elektrike në furrën elektrike, dhe temperatura e lartë e gjeneruar nga harku midis skajit të elektrodës dhe ngarkesës përdoret si burim nxehtësie për të shkrirë ngarkesën për prodhimin e çelikut. Furrat e tjera të xeherorit që shkrijnë materiale si fosfori i verdhë, silici industrial dhe gërryesit përdorin gjithashtu elektroda grafiti si materiale përçuese. Vetitë e shkëlqyera dhe të veçanta fizike dhe kimike të elektrodave të grafitit përdoren gjerësisht edhe në sektorë të tjerë industrialë.

Lëndët e para për prodhimin e elektrodave të grafitit janë koksi i naftës, koksi i gjilpërës dhe katran i qymyrit.

Koksi i naftës është një produkt i ngurtë i ndezshëm i përftuar nga koksimi i mbetjeve të qymyrit dhe katranit të naftës. Ngjyra është e zezë dhe poroze, elementi kryesor është karboni, dhe përmbajtja e hirit është shumë e ulët, përgjithësisht nën 0.5%. Koksi i naftës i përket klasës së karbonit që grafitohet lehtë. Koksi i naftës ka një gamë të gjerë përdorimesh në industrinë kimike dhe metalurgjike. Është lënda e parë kryesore për prodhimin e produkteve artificiale të grafitit dhe produkteve të karbonit për alumin elektrolitik.

Koksi i naftës mund të ndahet në dy lloje: koks i papërpunuar dhe koks i kalcinuar sipas temperaturës së trajtimit termik. Koksi i mëparshëm i naftës i përftuar nga koksi i vonuar përmban një sasi të madhe të substancave të paqëndrueshme dhe forca mekanike është e ulët. Koksi i kalcinuar përftohet nga kalcinimi i koksit të papërpunuar. Shumica e rafinerive në Kinë prodhojnë vetëm koks dhe operacionet e kalcinimit kryhen kryesisht në uzina karboni.

Koksi i naftës mund të ndahet në koks me përmbajtje të lartë squfuri (që përmban më shumë se 1.5% squfur), koks me përmbajtje të mesme squfuri (që përmban 0.5%-1.5% squfur) dhe koks me përmbajtje të ulët squfuri (që përmban më pak se 0.5% squfur). Prodhimi i elektrodave të grafitit dhe produkteve të tjera artificiale të grafitit në përgjithësi prodhohet duke përdorur koks me përmbajtje të ulët squfuri.

Koksi me gjilpërë është një lloj koksi me cilësi të lartë me teksturë të dukshme fibroze, koeficient shumë të ulët të zgjerimit termik dhe grafitizim të lehtë. Kur koksi thyhet, ai mund të ndahet në shirita të hollë sipas teksturës (raporti i aspektit është përgjithësisht mbi 1.75). Një strukturë fibroze anizotropike mund të vërehet nën një mikroskop polarizues, dhe për këtë arsye quhet koks me gjilpërë.

Anizotropia e vetive fiziko-mekanike të koksit me gjilpërë është shumë e dukshme. Ai ka përçueshmëri të mirë elektrike dhe termike paralel me drejtimin e boshtit gjatësor të grimcës, dhe koeficienti i zgjerimit termik është i ulët. Gjatë derdhjes me ekstrudim, boshti i gjatë i shumicës së grimcave është i rregulluar në drejtimin e ekstrudimit. Prandaj, koksi me gjilpërë është lënda e parë kryesore për prodhimin e elektrodave grafiti me fuqi të lartë ose ultra të lartë. Elektroda e grafitit e prodhuar ka rezistencë të ulët, koeficient të vogël të zgjerimit termik dhe rezistencë të mirë ndaj goditjeve termike.

Koksi gjilpëror ndahet në koks gjilpëror me bazë nafte të prodhuar nga mbetjet e naftës dhe koks gjilpëror me bazë qymyri të prodhuar nga lëndët e para të katraneve të qymyrit të rafinuar.

Katrani i qymyrit është një nga produktet kryesore të përpunimit të thellë të katranit të qymyrit. Është një përzierje e hidrokarbureve të ndryshme, i zi në temperaturë të lartë, gjysmë i ngurtë ose i ngurtë në temperaturë të lartë, pa pikë shkrirjeje fikse, zbutet pas ngrohjes dhe më pas shkrihet, me një dendësi prej 1.25-1.35 g/cm3. Sipas pikës së zbutjes, ndahet në asfalt me ​​temperaturë të ulët, të mesme dhe të lartë. Rendimenti i asfaltit në temperaturë të mesme është 54-56% e katranit të qymyrit. Përbërja e katranit të qymyrit është jashtëzakonisht e ndërlikuar, e cila lidhet me vetitë e katranit të qymyrit dhe përmbajtjen e heteroatomeve, dhe ndikohet gjithashtu nga sistemi i procesit të koksit dhe kushtet e përpunimit të katranit të qymyrit. Ekzistojnë shumë tregues për karakterizimin e katranit të qymyrit, siç janë pika e zbutjes së bitumit, substancat e patretshme të toluenit (TI), substancat e patretshme të kinolinës (QI), vlerat e koksit dhe reologjia e katranit të qymyrit.

Katrani i qymyrit përdoret si lidhës dhe impregnues në industrinë e karbonit, dhe performanca e tij ka një ndikim të madh në procesin e prodhimit dhe cilësinë e produktit të produkteve të karbonit. Asfalti lidhës në përgjithësi përdor një asfalt të temperaturës mesatare ose të modifikuar në temperaturë mesatare që ka një pikë zbutjeje të moderuar, një vlerë të lartë koksi dhe një rrëshirë β të lartë. Agjenti impregnues është një asfalt i temperaturës mesatare që ka një pikë zbutjeje të ulët, një QI të ulët dhe veti të mira reologjike.