Grafit elektrody nebit ýugurmagy, agregat hökmünde iňňe koksy we baglaýjy hökmünde kömür bitumy arkaly öndürilýän ýokary temperatura çydamly grafit geçiriji materialdyr, olar ýugurmak, galyplamak, bişirmek, siňdirmek, grafitleşdirmek we mehaniki gaýtadan işlemek ýaly birnäçe prosesler arkaly öndürilýär.
Grafit elektrod elektrik polat öndürmek üçin möhüm ýokary temperaturaly geçiriji materialdyr. Grafit elektrod elektrik pejine elektrik energiýasyny girizmek üçin ulanylýar we elektrodyň ujy bilen zarýadyň arasyndaky ýaýyň döreden ýokary temperaturasy polat öndürmek üçin zarýady eremek üçin ýylylyk çeşmesi hökmünde ulanylýar. Sary fosfor, senagat kremniýi we abraziwler ýaly materiallary eretýän beýleki magdan peçleri hem grafit elektrodlaryny geçiriji material hökmünde ulanýarlar. Grafit elektrodlarynyň ajaýyp we ýörite fiziki we himiki häsiýetleri beýleki senagat pudaklarynda hem giňden ulanylýar.
Grafit elektrodlaryny öndürmek üçin çig mal nebit koksy, iňňe koksy we kömür smolasynyň şaftydyr.
Nebit koksy koks kömür galyndylaryny we nebit çaýyryny kokslaşdyrmak arkaly alynýan ýanýan gaty önümdir. Reňki gara we gözenekli, esasy element ugleroddyr we kül mukdary örän pes, adatça 0,5% -den aşak. Nebit koksy aňsat grafitlenen uglerod klasyna degişlidir. Nebit koksy himiýa we metallurgiýa senagatynda giň ulanylyşa eýedir. Ol emeli grafit önümlerini we elektrolitik alýumin üçin uglerod önümlerini öndürmek üçin esasy çig maldyr.
Nebit koksyny ýylylyk bilen işleme temperaturasyna görä iki görnüşe bölmek bolýar: çig koks we kalsinirlenen koks. Gijikdirilen kokslaşdyrma arkaly alnan öňki nebit koksy köp mukdarda uçujy maddalary öz içine alýar we mehaniki berkligi pes. Kalsinirlenen koks çig koksy kalsinleşdirmek arkaly alynýar. Hytaýdaky nebiti gaýtadan işleýän zawodlaryň köpüsi diňe koks öndürýär we kalsinasiýa operasiýalary esasan uglerod zawodlarynda amala aşyrylýar.
Nebit koksyny ýokary kükürtli koks (1,5% -den köp kükürt saklaýan), orta kükürtli koks (0,5%-1,5% kükürt saklaýan) we az kükürtli koks (0,5% -den az kükürt saklaýan) bölmek bolýar. Grafit elektrodlarynyň we beýleki emeli grafit önümleriniň önümçiligi, adatça, az kükürtli koks ulanylyp öndürilýär.
Iňňe koks, aýdyň süýümli teksturaly, örän pes termal giňelme koeffisiýenti we aňsat grafitleşmeli ýokary hilli koksyň bir görnüşidir. Koks döwülende, tekstura görä inçe zolaklara bölünip bilner (aspekt gatnaşygy, adatça, 1,75-den ýokary). Anizotrop süýümli gurluş polýarizasiýa mikroskopynyň aşagynda synlanyp bilner we şonuň üçin iňňe koks diýlip atlandyrylýar.
Iňňe koksynyň fiziki-mehaniki häsiýetleriniň anizotropiýasy örän aýdyňdyr. Ol bölejigiň uzyn okuna parallel gowy elektrik we ýylylyk geçirijiligine eýedir we ýylylyk giňelme koeffisiýenti pesdir. Ekstruzion galyplamada, köp bölejigiň uzyn oklary ekstruziýa ugrunda ýerleşýär. Şonuň üçin iňňe koksy ýokary kuwwatly ýa-da örän ýokary kuwwatly grafit elektrodlaryny öndürmek üçin esasy çig maldyr. Öndürilen grafit elektrody pes garşylyga, kiçi ýylylyk giňelme koeffisiýentine we gowy ýylylyk şokuna garşylyga eýedir.
Iňňe koksy nebit galyndylaryndan öndürilen nebit esasly iňňe koksa we gaýtadan işlenen kömür çelek çig malyndan öndürilen kömür esasly iňňe koksa bölünýär.
Kömür tarty kömür tarty çuňňur gaýtadan işlemegiň esasy önümleriniň biridir. Ol dürli uglewodorodlaryň garyndysydyr, ýokary temperaturada gara, ýokary temperaturada ýarym gaty ýa-da gaty, belli bir ereme nokady bolmadyk, gyzdyrylandan soň ýumşadylan we soňra ereýän, dykyzlygy 1,25-1,35 g/sm3. Ýumşama nokadyna görä, ol pes temperatura, orta temperatura we ýokary temperatura asfaltyna bölünýär. Orta temperatura asfaltynyň çykymy kömür tartysynyň 54-56% -ni düzýär. Kömür tartysynyň düzümi örän çylşyrymly, bu kömür tartysynyň häsiýetleri we geteroatomlaryň düzümi bilen baglanyşyklydyr, şeýle hem kokslama prosesiniň ulgamy we kömür tarty gaýtadan işlemegiň şertlerine täsir edýär. Kömür tartysynyň çemçesini häsiýetlendirmek üçin köp sanly görkezijiler bar, mysal üçin bitum ýumşama nokady, toluol eremeýän maddalar (TI), hinolin eremeýän maddalar (QI), kokslama gymmatlyklary we kömür çemçesiniň reologiýasy.
Kömür tary uglerod senagatynda baglaýjy we siňdiriji hökmünde ulanylýar we onuň öndürijiligi uglerod önümleriniň önümçilik prosesine we önümiň hiline uly täsir edýär. Baglaýjy asfalt, adatça, ortaça ýumşama nokadyna, ýokary kokslaşma gymmatyna we ýokary β smolasyna eýe bolan orta temperaturaly ýa-da orta temperaturaly üýtgedilen asfalt ulanýar. Siňdiriji serişde pes ýumşama nokadyna, pes QI-e we gowy reologik häsiýetlere eýe bolan orta temperaturaly asfaltdyr.
Aşakdaky suratda uglerod kärhanasynda grafit elektrodyň öndüriliş prosesi görkezilýär.
Kalsinasiýa: Uglerodly çig mal ýokary temperaturada gyzdyrylyp işlenip, içinde saklanýan çyglylygy we uçujy maddalary çykarýar we asyl bişirme işiniň gowulanmagyna laýyk gelýän önümçilik prosesi kalsinasiýa diýlip atlandyrylýar. Umuman, uglerodly çig mal gaz we öz uçujy maddalaryny ýylylyk çeşmesi hökmünde ulanmak arkaly kalsinleşdirilýär we iň ýokary temperatura 1250-1350 °C bolýar.
Kalsinasiýa uglerodly çig malyň gurluşynda we fiziki-himiki häsiýetlerinde düýpli üýtgeşmeler girizýär, esasan hem koksyň dykyzlygyny, mehaniki berkligini we elektrik geçirijiligini ýokarlandyrmakda, koksyň himiki durnuklylygyny we oksidlenmäge garşylygyny ýokarlandyrmakda, indiki proses üçin esas döredýär.
Kalsinirlenen enjamlar, esasan, bak kalsinatoryny, aýlanýan peçi we elektrik kalsinatoryny öz içine alýar. Kalsinasiýanyň hil gözegçiligi indeksi nebit koksunyň hakyky dykyzlygynyň 2.07g/sm3-den az däldigini, garşylyklylygynyň 550μΩ.m-den köp däldigini, iňňe koksunyň hakyky dykyzlygynyň 2.12g/sm3-den az däldigini we garşylyklylygynyň 500μΩ.m-den köp däldigini görkezýär.
Çig mal ezmek we ingredientler
Partiýalaşdyrmazdan öň, kalsinleşdirilen nebit koksy we iňňe koksy ezilip, üwelip we elekden geçirilmelidir.
Orta owradyş, adatça, çene owradyjy, çekiç owradyjy, rulon owradyjy we ş.m. arkaly takmynan 50 mm owradyjy enjamlar arkaly amala aşyrylýar, bu bolsa tapgyrlaýyn owradyş üçin zerur bolan 0,5-20 mm ölçegli materiallary has-da owradýar.
Frezelemek - uglerodly materialy asma görnüşli halkaly rulon degirmeni (Reýmond degirmeni), şar degirmeni ýa-da şuňa meňzeş enjam arkaly 0,15 mm ýa-da ondan kiçi we 0,075 mm ýa-da ondan kiçi bölejik ölçegli poroşok görnüşli kiçi bölejiklere çenli üwemek prosesidir.
Elekden geçirmek – bu dürli materiallaryň owradylandan soň, birmeňzeş deşikli elekler arkaly dar ölçegli birnäçe bölejik ölçeglerine bölünýän prosesdir. Häzirki elektrod önümçiligi üçin adatça 4-5 granula we 1-2 poroşok görnüşi gerek.
Ingrediýentler – bu formulanyň talaplaryna laýyklykda dürli agregatlaryň, poroşoklaryň we baglaýjylaryň agregatlaryny hasaplamak, agramyny ölçemek we fokuslamak üçin önümçilik prosesleridir. Formulanyň ylmy taýdan amatlylygy we tapgyrlaýyn işleýşiň durnuklylygy önümiň hil görkezijisine we işine täsir edýän iň möhüm faktorlaryň biridir.
Formula 5 aspekti kesgitlemeli:
1 Çig malyň görnüşini saýlaň;
2 dürli görnüşli çig mallaryň paýyny kesgitlemek;
3 gaty çig malyň bölejikleriniň ululygynyň düzümini kesgitlemek;
4 baglaýjynyň mukdaryny kesgitleýär;
5 Goşundylaryň görnüşini we mukdaryny kesgitläň.
Ýuwmak: Dürli bölejik ölçegli uglerodly granulalary we poroşoklary belli bir temperaturada belli bir mukdarda baglaýjy bilen garyşdyrmak we mukdaryny kesgitlemek, şeýle hem plastiklik pastasyny ýumak diýlip atlandyrylýan prosese ýumak.
Ýumurmak prosesi: gurak garyşdyrmak (20-35 min), çygly garyşdyrmak (40-55 min)
Ýugurmagyň roly:
1 Gury garyşdyrylanda, dürli çig mallar deň derejede garyşdyrylýar we dürli bölejik ölçeglerindäki gaty uglerodly materiallar deň derejede garyşdyrylýar we garyndynyň dykyzlygyny ýokarlandyrmak üçin doldurylýar;
2 Kömür gatrany goşulandan soň, gurak material we asfalt deň derejede garyşdyrylýar. Suwuk asfalt granulalaryň ýüzüni deň derejede örtýär we çyglylaşdyryp, asfalt birleşdiriji gatlagyny emele getirýär we ähli materiallar birmeňzeş plastik gatlagy emele getirmek üçin biri-birine birikdirilýär. Galyplamaga ýardam edýär;
Kömür tarynyň 3 bölegi uglerodly materialyň içki giňişligine aralaşýar we pastanyň dykyzlygyny we jebisligini has-da artdyrýar.
Galyplamak: Uglerod materialyny galyplamak, galyplama enjamlary tarapyndan ulanylýan daşarky güýç täsiri astynda ýugurlan uglerod pastasyny plastiki deformasiýa etmek we ahyrsoňy belli bir görnüşe, ölçege, dykyzlyga we berklige eýe bolan ýaşyl beden (ýa-da çig önüm) emele getirmek prosesini aňladýar.
Galyplama görnüşleri, enjamlar we öndürilen önümler:
Galyplama usuly
Umumy enjamlar
esasy önümler
Kalyplama
Dik gidrawliki pres
Elektrik uglerody, pes derejeli inçe gurluşly grafit
Sykyş
Gorizontal gidrawliki ekstruder
Wint ekstruderi
Grafit elektrod, kwadrat elektrod
Titreşimli galyplama
Titreşimli galyplama maşyny
Alýumin uglerod kerpiç, domna pejiniň uglerod kerpiç
Izostatik presleme
Izostatik galyplama maşyny
Izotrop grafit, anizotrop grafit
Sykyş operasiýasy
1 sowuk material: disk sowadyjy material, silindr sowadyjy material, garyşdyrmak we ýugurmak üçin sowadyjy materiallar we ş.m.
Uçujy maddalary çykaryň, ýapyşmagyny ýokarlandyrmak üçin laýyk temperatura (90-120 ° C) çenli peseldiň, şeýdip pastanyň bloklanmasy 20-30 minutlap birmeňzeş bolýar.
2 Ýüklenýär: basyş galdyryjy tolkun —– 2-3 gezek kesmek—-4-10MPa gysyşdyrmak
3 öňünden basyş: basyş 20-25MPa, wagt 3-5 minut, sorujy bilen arassalamak wagtynda
4 ekstruziýa: 5-15MPa ekstruziýany aşak basyň —kesiň — sowadyjy rakowina
Ekstruziýanyň tehniki parametrleri: gysyş gatnaşygy, pres kamerasynyň we nasadkanyň temperaturasy, sowadyş temperaturasy, öňünden ýüklenýän basyş wagty, ekstruziýa basyşy, ekstruziýa tizligi, sowadyjy suwuň temperaturasy
Ýaşyl beden barlagy: göwrüm dykyzlygy, daşky görnüşini kesgitlemek, seljerme
Kalsinasiýa: Bu, kömür önüminiň ýaşyl göwresini dolduryjynyň goragy astynda ýörite dizaýn edilen gyzdyryjy peçde doldurmak we ýaşyl göwredäki kömür çaýyny kömürleşdirmek üçin ýokary temperaturaly ýylylyk bilen işläp taýýarlamak prosesidir. Kömür bitumynyň kömürleşdirilmeginden soň emele gelen bitum koksy kömür agregatyny we poroşok bölejiklerini bilelikde berkidýär we kalsinirlenen kömür önümi ýokary mehaniki berklige, pes elektrik garşylygyna, gowy termal durnuklylyga we himiki durnuklylyga eýedir.
Kalsinasiýa uglerod önümlerini öndürmekde esasy prosesleriň biridir we şeýle hem grafit elektrod önümçiliginiň üç esasy ýylylyk bilen işleme prosesiniň möhüm bölegidir. Kalsinasiýa önümçilik sikli uzak (bişirmek üçin 22-30 gün, 2 bişirmek üçin peçler üçin 5-20 gün) we energiýa sarp edilişi ýokarydyr. Ýaşyl bişirmegiň hili taýýar önümiň hiline we önümçiligiň bahasyna täsir edýär.
Ýaşyl göwrümdäki ýaşyl kömür çöpi bişirme prosesinde kokslanýar we uçujy maddanyň takmynan 10% -i çykarylýar we göwrümi 2-3% kiçelmek bilen emele gelýär we massa ýitgisi 8-10% -e deňdir. Uglerod billetiniň fiziki we himiki häsiýetleri hem düýpli üýtgedi. Gözenekliligiň ýokarlanmagy sebäpli gözeneklilik 1,70 g/sm3-den 1,60 g/sm3-e çenli we garşylyk 10000 μΩ·m-den 40-50 μΩ·m-e çenli azaldy. Kalsinlenen billetiniň mehaniki berkligi hem uly boldy. Gowulandyrmak üçin.
Ikinji derejeli bişirme, kalsine edilen önümiň batyrylyp, soňra kalsine edilen önümiň gözeneklerine batyrylan gatlagy kömürleşdirmek üçin kalsine edilýän prosesdir. Ýokary göwrüm dykyzlygyny talap edýän elektrodlar (RP-den başga ähli görnüşler) we birleşme boşluklary iki gezek bişirilmeli we birleşme boşluklary hem üç gezek dört gezek bişirilmeli ýa-da iki gezek üç gezek bişirilmeli.
Gyzdyryjy peçiň esasy görnüşi:
Üznüksiz işleýiş — halkaly peç (gaply, gapsyz), tunel peç
Aralykly işleýiş — ters peç, pol aşagyndaky bişiriji, gutu bişiriji
Kalsinasiýa egrisi we iň ýokary temperatura:
Bir gezek bişirmek —-320, 360, 422, 480 sagat, 1250 °C
Ikinji derejeli bişirme—-125, 240, 280 sagat, 700-800 °C
Bişirilen önümleriň barlagy: daşky görnüşiniň kesilmegi, elektrik garşylygy, göwrüm dykyzlygy, basyş güýjü, içki gurluş seljermesi
Siňdirmek - bu uglerod materialynyň basyşly gapda ýerleşdirilmegi we suwuk siňdirijiniň belli bir temperatura we basyş şertlerinde önüm elektrodynyň gözeneklerine batyrylmagy prosesidir. Maksat önümiň gözenekliligini azaltmak, önümiň göwrüm dykyzlygyny we mehaniki güýjüni ýokarlandyrmak, şeýle hem önümiň elektrik we ýylylyk geçirijiligini gowulandyrmakdyr.
Siňdirmek prosesi we degişli tehniki parametrler: goşundyny bişirmek – ýüzi arassalamak – öňünden gyzdyrmak (260-380 °C, 6-10 sagat) – siňdirmek bakyny ýüklemek – sorujy bilen arassalamak (8-9KPa, 40-50 minut) – Bitum inýeksiýasy (180-200 °C) – Basyş bilen üpjün etmek (1.2-1.5 MPa, 3-4 sagat) – Asfaltyň üstüne gaýtarmak – Sowatmak (bakyň içinde ýa-da daşynda)
Emprenirlenen önümleriň barlagy: emprenirlenende agramyň artma tizligi G=(W2-W1)/W1×100%
Bir gezek agramyň artmagy ≥14%
Ikinji derejeli siňdirilen önümiň agramynyň artma tizligi ≥ 9%
Üç sany çümdürilen önümiň agramynyň artmagy ≥ 5%
Grafitleşmek, uglerod önüminiň ýokary temperaturaly elektrik peçinde gorag serişdesinde 2300 ° C ýa-da ondan ýokary temperatura çenli gyzdyrylyp, amorf gatlakly gurluşly uglerody üç ölçegli tertipli grafit kristal gurluşyna öwürilmegini aňladýan ýokary temperaturaly ýylylyk bilen işläp bejermek prosesini aňladýar.
Grafitleşdirmegiň maksady we täsiri:
1. uglerod materialynyň geçirijiligini we ýylylyk geçirijiligini ýokarlandyrmak (garşylyk 4-5 esse azalýar we ýylylyk geçirijiligi takmynan 10 esse ýokarlanýar);
2 uglerod materialynyň termal şok garşylygyny we himiki durnuklylygyny gowulandyrýar (çyzykly giňelme koeffisiýenti 50-80% azaldy);
3 uglerod materialynyň ýaglaýjylygyny we aşynma garşylygyny üpjün etmek üçin;
4 Çykan gazlaryň hapaçylyklaryny aýyryň, uglerod materialynyň arassalygyny ýokarlandyryň (önümiň kül mukdary 0,5-0,8% -den takmynan 0,3% -e çenli azaldylýar).
Grafitleşdirme prosesiniň amala aşyrylmagy:
Uglerod materialynyň grafitleşdirilmegi 2300-3000 °C ýokary temperaturada amala aşyrylýar, şonuň üçin senagatda ony diňe elektrik gyzdyrmak arkaly amala aşyrmak mümkin, ýagny tok gönüden-göni gyzdyrylan kalsinelenen önümden geçýär we peje ýüklenýän kalsinelenen önüm ýokary temperaturada elektrik togy bilen döredilýär. Geçiriji ýene-de ýokary temperatura çenli gyzdyrylýan jisimdir.
Häzirki wagtda giňden ulanylýan peçlere Acheson grafitleşdiriş peçleri we içki ýylylyk kaskady (LWG) peçleri girýär. Birinji peç uly çykyş kuwwatyna, uly temperatura tapawudyna we ýokary energiýa sarp edilişine eýedir. Ikinji peç gysga gyzdyryş wagtyna, pes energiýa sarp edilişine, deň elektrik garşylygyna eýedir we oturtmak üçin amatly däl.
Grafitleşme prosesiniň gözegçiligi temperatura ýokarlanma şertine laýyk gelýän elektrik energiýasynyň egrisini ölçemek arkaly dolandyrylýar. Acheson peçi üçin elektrik üpjünçiliginiň wagty 50-80 sagat, LWG peçi üçin bolsa 9-15 sagat.
Grafitleşdirmegiň energiýa sarp edilişi örän uly, adatça 3200-4800 kWh we prosesiň bahasy umumy önümçilik çykdajylarynyň takmynan 20-35% -ni düzýär.
Grafitleşdirilen önümleriň barlagy: daşky görnüşiniň taplanmagy, garşylyk synagy
Işläp taýýarlamak: Uglerod grafit materiallaryny mehaniki işläp taýýarlamak maksady elektrod göwresini we birleşmelerini ulanyş talaplaryna laýyklykda ýasamak üçin kesmek arkaly zerur ululyga, görnüşe, takyklyga we ş.m. ýetmekdir.
Grafit elektrodyny gaýtadan işlemek iki garaşsyz gaýtadan işlemek prosesine bölünýär: elektrod göwresi we birleşme.
Korpusyň işlenilişi üç tapgyrdan ybarat: deşikli we gödek tekiz ýüz, daşky tegelek we tekiz ýüz we frezerleme sapagy. Konik birleşmeleriň işlenilişini 6 prosesse bölmek bolýar: kesmek, tekiz ýüz, awtoulag konusynyň ýüzi, frezerleme sapagy, buraw bolty we ýaryk.
Elektrod birleşmeleriniň birikmesi: konus görnüşli birleşme (üç toka we bir toka), silindrik birleşme, bükümli birleşme (erkek we aýal birleşme)
Işleýiş takyklygynyň gözegçiligi: diş konusynyň gyşarnygy, diş ädiminiň ädimi, birleşme (deşik) uly diametrli gyşarnyk, birleşme deşiginiň koaksiallygy, birleşme deşiginiň dikligi, elektrodyň ujunyň tekizligi, birleşme dört nokatly gyşarnyk. Ýörite halka ölçegleri we plastinka ölçegleri bilen barlaň.
Taýýar elektrodlaryň barlagy: takyklyk, agram, uzynlyk, diametr, göwrüm dykyzlygy, garşylyk, ýygnamakdan öňki çydamlylyk we ş.m.
Ýerleşdirilen wagty: 2019-njy ýylyň 31-nji oktýabry