Prosés produksi éléktroda grafit

Éléktroda grafit nyaéta bahan konduktif grafit tahan suhu luhur anu dihasilkeun ku uleni minyak bumi, kokas jarum salaku agrégat sareng bitumen batubara salaku pangiket, anu dihasilkeun ngaliwatan sababaraha prosés sapertos nguleni, nyetak, manggang, impregnasi, grafitisasi sareng pamrosésan mékanis.

Éléktroda grafit mangrupikeun bahan konduktif suhu luhur anu penting pikeun pembuatan baja listrik. Éléktroda grafit dianggo pikeun ngasupkeun énergi listrik kana tungku listrik, sareng suhu luhur anu dihasilkeun ku busur antara tungtung éléktroda sareng muatan dianggo salaku sumber panas pikeun ngalemberehkeun muatan pikeun pembuatan baja. Tungku bijih sanés anu ngalemberehkeun bahan sapertos fosfor konéng, silikon industri, sareng abrasif ogé nganggo éléktroda grafit salaku bahan konduktif. Sipat fisik sareng kimiawi éléktroda grafit anu saé sareng khusus ogé seueur dianggo dina séktor industri anu sanés.
Bahan baku pikeun produksi éléktroda grafit nyaéta kokas petroleum, kokas jarum, sareng pitch tar batubara.

Kokas petroleum nyaéta produk padet anu gampang kabeuleum anu diala ku cara ngagoréng sésa batu bara sareng pitch petroleum. Warnana hideung sareng keropos, unsur utama nyaéta karbon, sareng kandungan lebu na handap pisan, umumna di handap 0,5%. Kokas petroleum kagolong kana kelas karbon anu gampang digrafit. Kokas petroleum ngagaduhan rupa-rupa kagunaan dina industri kimia sareng metalurgi. Éta mangrupikeun bahan baku utama pikeun ngahasilkeun produk grafit jieunan sareng produk karbon pikeun aluminium éléktrolitik.

Kokas petroleum bisa dibagi jadi dua jenis: kokas atah jeung kokas kalsinasi dumasar kana suhu perlakuan panasna. Kokas petroleum anu diala ku cara dikokas lalaunan ngandung loba zat volatil, sarta kakuatan mékanisna handap. Kokas kalsinasi diala ku cara dikalsinasi kokas atah. Kaseueuran kilang minyak di Cina ngan ukur ngahasilkeun kokas, sarta operasi kalsinasi biasana dilaksanakeun di pabrik karbon.

Kokas minyak bumi tiasa dibagi kana kokas walirang tinggi (ngandung langkung ti 1,5% walirang), kokas walirang sedeng (ngandung 0,5% -1,5% walirang), sareng kokas walirang rendah (ngandung kirang ti 0,5% walirang). Produksi éléktroda grafit sareng produk grafit jieunan sanésna umumna dihasilkeun nganggo kokas walirang rendah.

Kokas jarum nyaéta salah sahiji jinis kokas kualitas luhur kalayan tékstur serat anu jelas, koéfisién ékspansi termal anu handap pisan sareng gampang digrafitisasi. Nalika kokas peupeus, éta tiasa dibagi kana potongan-potongan ipis numutkeun téksturna (rasio aspék umumna di luhur 1,75). Struktur serat anisotropik tiasa dititénan dina mikroskop polarisasi, sareng ku kituna disebut kokas jarum.

Anisotropi sipat fisiko-mékanis kokas jarum téh atra pisan. Éta mibanda konduktivitas listrik jeung termal anu alus sajajar jeung arah sumbu panjang partikel, sarta koéfisién ékspansi termalna handap. Nalika nyieun ékstrusi, sumbu panjang kalolobaan partikel disusun dina arah ékstrusi. Ku kituna, kokas jarum mangrupa bahan baku konci pikeun nyieun éléktroda grafit kakuatan luhur atawa kakuatan ultra luhur. Éléktroda grafit anu dihasilkeun mibanda résistansivitas anu handap, koéfisién ékspansi termal anu leutik, sarta résistansi kejut termal anu alus.

Kokas jarum dibagi kana kokas jarum basis minyak anu dihasilkeun tina sésa minyak bumi sareng kokas jarum basis batubara anu dihasilkeun tina bahan baku pitch batubara olahan.

Tar batubara mangrupikeun salah sahiji produk utama tina pamrosésan jero tar batubara. Éta mangrupikeun campuran rupa-rupa hidrokarbon, hideung dina suhu luhur, semi-padet atanapi padet dina suhu luhur, teu aya titik lebur anu tetep, dilembutkeun saatos dipanaskeun, teras dilebur, kalayan kapadetan 1,25-1,35 g/cm3. Numutkeun titik leuleusna, éta dibagi kana aspal suhu handap, suhu sedeng sareng suhu luhur. Hasil aspal suhu sedeng nyaéta 54-56% tina tar batubara. Komposisi tar batubara rumit pisan, anu aya hubunganana sareng sipat tar batubara sareng eusi heteroatom, sareng ogé kapangaruhan ku sistem prosés kokas sareng kaayaan pamrosésan tar batubara. Aya seueur indikator pikeun ngacirikeun pitch tar batubara, sapertos titik leuleus bitumen, toluéna teu leyur (TI), quinoline teu leyur (QI), nilai kokas, sareng réologi pitch batubara.

Tar batubara dianggo salaku pangiket sareng impregnant dina industri karbon, sareng kinerjana gaduh dampak anu ageung kana prosés produksi sareng kualitas produk karbon. Aspal pangiket umumna nganggo aspal modifikasi suhu sedeng atanapi suhu sedeng anu gaduh titik leuleus sedeng, nilai kokas anu luhur, sareng résin β anu luhur. Agen impregnating nyaéta aspal suhu sedeng anu gaduh titik leuleus anu handap, QI anu handap, sareng sipat reologi anu saé.

Gambar di handap ieu nunjukkeun prosés produksi éléktroda grafit dina perusahaan karbon.
Kalsinasi: Bahan baku karbon dipanaskeun dina suhu anu luhur pikeun miceun Uap sareng zat volatil anu aya di jerona, sareng prosés produksi anu saluyu sareng paningkatan kinerja masak aslina disebut kalsinasi. Sacara umum, bahan baku karbon dikalsinasi ku ngagunakeun gas sareng zat volatilna nyalira salaku sumber panas, sareng suhu maksimumna nyaéta 1250-1350 °C.

Kalsinasi nyababkeun parobahan anu ageung dina struktur sareng sipat fisikokimia bahan baku karbon, utamina dina ningkatkeun kapadetan, kakuatan mékanis sareng konduktivitas listrik kokas, ningkatkeun stabilitas kimia sareng résistansi oksidasi kokas, ngalapiskeun pondasi pikeun prosés salajengna.

Peralatan anu dikalsinasi utamina kalebet calciner tank, rotary kiln, sareng calciner listrik. Indéks kontrol kualitas kalsinasi nyaéta kapadetan kokas petroleum anu saleresna henteu kirang ti 2,07 g/cm3, résistansi henteu langkung ti 550 μΩ.m, kapadetan kokas jarum anu saleresna henteu kirang ti 2,12 g/cm3, sareng résistansi henteu langkung ti 500 μΩ.m.
Ngaréngsékeun bahan baku sareng bahan-bahanna

Sateuacan ngaduk, kokas petroleum sareng kokas jarum anu parantos dikalsinasi kedah ditumbuk, digiling, sareng diayak.

Pangremukan sedeng biasana dilaksanakeun ku alat-alat pangremukan anu ukuranana sakitar 50 mm ngaliwatan jaw crusher, hammer crusher, roll crusher sareng anu sami pikeun ngaremukan deui bahan ukuran 0,5-20 mm anu diperyogikeun pikeun batching.

Panggilingan nyaéta prosés ngagiling bahan karbon jadi partikel leutik kawas bubuk ukuran 0,15 mm atawa kurang sarta ukuran partikel 0,075 mm atawa kurang maké mesin gulung cincin tipe suspensi (Raymond mill), ball mill, atawa nu sarupa.

Penyaringan nyaéta prosés dimana rupa-rupa bahan saatos ditumbuk dibagi kana sababaraha rentang ukuran partikel kalayan rentang ukuran anu heureut ngaliwatan runtuyan ayakan kalayan liang anu seragam. Produksi éléktroda ayeuna biasana meryogikeun 4-5 pelet sareng 1-2 tingkatan bubuk.

Bahan-bahan nyaéta prosés produksi pikeun ngitung, nimbang, sareng museurkeun rupa-rupa agregat agregat, bubuk, sareng pangiket numutkeun sarat formulasi. Kasaluyuan ilmiah formulasi sareng stabilitas operasi batching mangrupikeun salah sahiji faktor anu paling penting anu mangaruhan indéks kualitas sareng kinerja produk.

Rumusna kedah nangtukeun 5 aspék:
1Pilih jinis bahan baku;
2 nangtukeun proporsi tina rupa-rupa jinis bahan baku;
3 nangtukeun komposisi ukuran partikel tina bahan baku padet;
4 nangtukeun jumlah pangiket;
5 Tangtukeun jinis sareng jumlah aditif.

Ngaduk: Nyampur sareng ngukur rupa-rupa ukuran partikel granul sareng bubuk karbon sareng jumlah pangiket anu tangtu dina suhu anu tangtu, teras ngaduk pasta plastisitas kana prosés anu disebut ngaduk.

Prosés nguleni: nyampur garing (20-35 menit) nyampur baseuh (40-55 menit)

Peran dina ngagiling:
1 Nalika nyampur garing, rupa-rupa bahan baku dicampur rata, sareng bahan karbon padet anu ukuran partikelna béda-béda dicampur rata sareng dieusi pikeun ningkatkeun kakompakan campuran;
2 Saatos nambihan tar batubara, bahan garing sareng aspal dicampur rata. Aspal cair sacara rata ngalapis sareng ngabaseuhan permukaan granul pikeun ngabentuk lapisan lapisan beungkeutan aspal, sareng sadaya bahan ngabeungkeut silih pikeun ngabentuk lapisan plastik anu homogen. Kondusif pikeun dicetak;
3 bagian tar batubara nembus kana rohangan jero bahan karbon, langkung ningkatkeun kapadetan sareng kohesivitas pasta.

Nyetak: Nyetak bahan karbon nujul kana prosés ngadeformasi sacara plastis pasta karbon anu diuleni dina gaya éksternal anu diterapkeun ku alat-alat nyetak pikeun tungtungna ngabentuk awak héjo (atanapi produk atah) anu gaduh bentuk, ukuran, kapadetan sareng kakuatan anu tangtu.

Jenis-jenis cetakan, peralatan sareng produk anu dihasilkeun:
Métode nyieun
Peralatan umum
produk utama
Cetakan
Pencét hidrolik vertikal
Karbon listrik, grafit struktur halus kelas handap
Pencét
Ékstruder hidrolik horizontal
Ékstruder sekrup
Éléktroda grafit, éléktroda pasagi
Cetakan geter
Mesin cetak geter
Bata karbon aluminium, bata karbon tanur sembur
Pencét isostatik
Mesin cetak isostatik
Grafit isotropik, grafit anisotropik

Operasi peresan
1 bahan anu tiis: bahan pendingin cakram, bahan pendingin silinder, bahan pendingin nyampur sareng nguleni, jsb.
Buang zat-zat anu nguap, turunkeun kana suhu anu cocog (90-120 ° C) pikeun ningkatkeun adhesi, supados panyumbatan pasta seragam salami 20-30 menit.
2 Ngamuat: pencét angkat baffle —– 2-3 kali motong—-pemadatan 4-10MPa
3 pra-tekanan: tekanan 20-25MPa, waktos 3-5 menit, nalika nyedot debu
4 ékstrusi: pencét baffle —ékstrusi 5-15MPa — potong — kana bak pendingin

Parameter téknis ékstrusi: babandingan komprési, suhu ruang pencét sareng nozzle, suhu pendinginan, waktos tekanan preload, tekanan ékstrusi, kecepatan ékstrusi, suhu cai pendinginan

Inspeksi awak héjo: kapadetan bulk, panyadapan penampilan, analisis

Kalsinasi: Ieu mangrupikeun prosés dimana awak héjo produk karbon dieusi dina tungku pemanasan anu dirancang khusus di handapeun panyalindungan pangisi pikeun ngalaksanakeun perlakuan panas suhu luhur pikeun ngakarbonisasi pitch batubara dina awak héjo. Kokas bitumen anu kabentuk saatos karbonisasi bitumen batubara ngamantapkeun agregat karbon sareng partikel bubuk babarengan, sareng produk karbon anu dikalsinasi ngagaduhan kakuatan mékanis anu luhur, résistansi listrik anu handap, stabilitas termal anu saé sareng stabilitas kimia.

Kalsinasi mangrupikeun salah sahiji prosés utama dina produksi produk karbon, sareng ogé mangrupikeun bagian penting tina tilu prosés perlakuan panas utama produksi éléktroda grafit. Siklus produksi kalsinasi panjang (22-30 dinten kanggo dipanggang, 5-20 dinten kanggo tungku kanggo 2 panggang), sareng konsumsi énergi anu langkung luhur. Kualitas panggang héjo gaduh dampak kana kualitas produk réngsé sareng biaya produksi.

Bubuk batubara héjo dina awak héjo dikokokkeun nalika prosés pemanggangan, sareng sakitar 10% tina bahan anu nguap dikaluarkeun, sareng volume dihasilkeun ku susut 2-3%, sareng leungitna massa nyaéta 8-10%. Sipat fisik sareng kimia billet karbon ogé robih sacara signifikan. Porositas turun tina 1,70 g/cm3 janten 1,60 g/cm3 sareng résistansivitas turun tina 10000 μΩ·m janten 40-50 μΩ·m kusabab ningkatna porositas. Kakuatan mékanis billet anu dikalsinasi ogé ageung. Pikeun perbaikan.

Panggangan sekundér nyaéta prosés dimana produk anu dikalsinasi dicelupkeun teras dikalsinasi pikeun ngakarbonisasi pitch anu dicelupkeun kana pori-pori produk anu dikalsinasi. Éléktroda anu meryogikeun kapadetan bulk anu langkung luhur (sadaya variétas kecuali RP) sareng blanko sambungan kedah dipanggang, sareng blanko sambungan ogé dikenakeun kana tilu-celup opat-panggang atanapi dua-celup tilu-panggang.

Jenis utama oven panggang:
Operasi kontinyu—-tungku cincin (kalayan panutup, tanpa panutup), kiln torowongan
Operasi intermiten—-kiln tibalik, pemanggang handapeun lanté, pemanggang kotak

Kurva kalsinasi sareng suhu maksimum:
Panggang sakali—-320, 360, 422, 480 jam, 1250 °C
Panggangan sekundér—-125, 240, 280 jam, 700-800 °C

Inspeksi produk anu dipanggang: panyadapan penampilan, résistansi listrik, kapadetan bulk, kakuatan komprési, analisis struktur internal

Impregnasi nyaéta prosés dimana bahan karbon ditempatkeun dina wadah tekanan sareng pitch impregnant cair dicelupkeun kana pori-pori éléktroda produk dina kaayaan suhu sareng tekanan anu tangtu. Tujuanana nyaéta pikeun ngirangan porositas produk, ningkatkeun kapadetan bulk sareng kakuatan mékanis produk, sareng ningkatkeun konduktivitas listrik sareng termal produk.

Prosés impregnasi sareng parameter téknis anu aya hubunganana nyaéta: ngagoréng billet – beberesih permukaan – pemanasan awal (260-380 °C, 6-10 jam) – ngeusian tangki impregnasi – nyedot debu (8-9KPa, 40-50 menit) – Injeksi bitumen (180-200 °C) – Tekanan (1,2-1,5 MPa, 3-4 jam) – Balik deui ka aspal – Pendinginan (di jero atanapi di luar tangki)

Inspeksi produk anu diimpregnasi: laju paningkatan beurat impregnasi G=(W2-W1)/W1×100%
Hiji laju paningkatan beurat awak ≥14%
Laju paningkatan beurat produk anu diimpregnasi sekundér ≥ 9%
Tilu produk anu dicelupkeun, laju paningkatan beurat ≥ 5%

Grafitisasi nujul kana prosés perlakuan panas suhu luhur dimana produk karbon dipanaskeun nepi ka suhu 2300 °C atanapi langkung dina média pelindung dina tungku listrik suhu luhur pikeun ngarobah struktur karbon berlapis amorf kana struktur kristal grafit anu teratur tilu diménsi.

Tujuan sareng pangaruh grafitisasi:
1 ningkatkeun konduktivitas sareng konduktivitas termal bahan karbon (résitivitas dikirangan 4-5 kali, sareng konduktivitas termal ningkat sakitar 10 kali);
2 ningkatkeun résistansi kejut termal sareng stabilitas kimiawi bahan karbon (koéfisién ékspansi linier dikirangan ku 50-80%);
3 pikeun ngajantenkeun bahan karbon lubricity sareng résistansi abrasi;
4 Ngaleungitkeun kokotor knalpot, ningkatkeun kamurnian bahan karbon (kandungan lebu produk dikirangan tina 0,5-0,8% janten sakitar 0,3%).

Realisasi prosés grafitisasi:

Grafitisasi bahan karbon dilaksanakeun dina suhu anu luhur nyaéta 2300-3000 °C, janten ngan ukur tiasa diwujudkeun ku pemanasan listrik dina industri, nyaéta, arus langsung ngaliwat produk anu dikalsinasi anu dipanaskeun, sareng produk anu dikalsinasi anu dieusi kana tungku dihasilkeun ku arus listrik dina suhu anu luhur. Konduktor deui mangrupikeun objék anu dipanaskeun kana suhu anu luhur.

Tungku anu ayeuna seueur dianggo nyaéta tungku grafitisasi Acheson sareng tungku kaskade panas internal (LWG). Anu kahiji gaduh kaluaran anu ageung, bédana suhu anu ageung, sareng konsumsi daya anu luhur. Anu kadua gaduh waktos pemanasan anu pondok, konsumsi daya anu handap, résistansi listrik anu seragam, sareng henteu cocog pikeun dipasang.

Kontrol prosés grafitisasi dikontrol ku cara ngukur kurva daya listrik anu cocog pikeun kaayaan naékna suhu. Waktos catu daya nyaéta 50-80 jam pikeun tungku Acheson sareng 9-15 jam pikeun tungku LWG.

Konsumsi daya grafitisasi ageung pisan, umumna 3200-4800KWh, sareng biaya prosésna sakitar 20-35% tina total biaya produksi.

Inspeksi produk grafit: panyadapan penampilan, uji résistansivitas

Mesin: Tujuan mesin mékanis bahan grafit karbon nyaéta pikeun ngahontal ukuran, bentuk, presisi, jsb. anu diperyogikeun ku cara motong pikeun ngadamel awak éléktroda sareng sambungan anu saluyu sareng sarat panggunaan.

Pangolahan éléktroda grafit dibagi kana dua prosés pamrosésan mandiri: awak éléktroda sareng sambungan.

Pangolahan awak mesin ngawengku tilu léngkah, nyaéta beungeut tungtung datar anu ngaboring jeung kasar, beungeut bunderan luar jeung beungeut tungtung datar sarta ulir panggilingan. Pangolahan sambungan kerucut bisa dibagi kana 6 prosés: motong, beungeut tungtung datar, beungeut kerucut mobil, ulir panggilingan, baut pangeboran jeung slotting.

Sambungan sambungan éléktroda: sambungan sambungan kerucut (tilu gesper sareng hiji gesper), sambungan sambungan silinder, sambungan benjolan (sambungan jalu sareng bikang)

Kontrol akurasi mesin: deviasi lancip ulir, pitch ulir, deviasi diaméter ageung sambungan (liang), koaksialitas liang sambungan, vertikalitas liang sambungan, kerataan beungeut tungtung éléktroda, deviasi opat titik sambungan. Pariksa nganggo alat ukur cingcin sareng alat ukur pelat khusus.

Pamariksaan éléktroda anu parantos réngsé: akurasi, beurat, panjang, diaméter, kapadetan bulk, résistansi, toleransi pra-rakitan, jsb.