Grafit elektrotun ham maddesi ve üretim süreci
Grafit elektrot, petrol atığı, iğne koku ve bağlayıcı olarak kömür bitümü kullanılarak, yoğurma, kalıplama, kavurma, emprenye, grafitizasyon ve mekanik işleme gibi bir dizi işlemden geçirilerek üretilen, yüksek sıcaklığa dayanıklı bir grafit iletken malzemedir.
Grafit elektrot, elektrikli çelik üretiminde önemli bir yüksek sıcaklık iletken malzemesidir. Grafit elektrot, elektrikli fırına elektrik enerjisi girişi sağlamak için kullanılır ve elektrot ucu ile malzeme arasında oluşan ark tarafından üretilen yüksek sıcaklık, çelik üretimi için malzemenin eritilmesinde ısı kaynağı olarak kullanılır. Sarı fosfor, endüstriyel silikon ve aşındırıcılar gibi malzemelerin eritildiği diğer cevher fırınları da iletken malzeme olarak grafit elektrot kullanır. Grafit elektrotların mükemmel ve özel fiziksel ve kimyasal özellikleri, diğer endüstriyel sektörlerde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Grafit elektrot üretiminde kullanılan ham maddeler petrol koku, iğne koku ve kömür katranıdır.
Petrol koku, kok kömürü kalıntısı ve petrol ziftinin işlenmesiyle elde edilen yanıcı bir katı üründür. Rengi siyah ve gözeneklidir, ana elementi karbondur ve kül içeriği çok düşüktür, genellikle %0,5'in altındadır. Petrol koku, kolayca grafitlenebilen karbon sınıfına aittir. Petrol koku, kimya ve metalurji endüstrilerinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Yapay grafit ürünleri ve elektrolitik alüminyum için karbon ürünleri üretiminde ana hammaddedir.
Petrol koku, ısıl işlem sıcaklığına göre iki tipe ayrılabilir: ham kok ve kalsine kok. Gecikmeli koklaştırma ile elde edilen ham petrol koku, yüksek miktarda uçucu madde içerir ve mekanik dayanımı düşüktür. Kalsine kok ise ham kokun kalsinasyonu ile elde edilir. Çin'deki rafinerilerin çoğu sadece kok üretir ve kalsinasyon işlemleri çoğunlukla karbon tesislerinde gerçekleştirilir.
Petrol koku, yüksek kükürtlü kok (%1,5'ten fazla kükürt içeren), orta kükürtlü kok (%0,5-%1,5 kükürt içeren) ve düşük kükürtlü kok (%0,5'ten az kükürt içeren) olmak üzere üç kategoriye ayrılır. Grafit elektrotların ve diğer yapay grafit ürünlerinin üretimi genellikle düşük kükürtlü kok kullanılarak gerçekleştirilir.
İğne kok, belirgin lifli dokusu, çok düşük termal genleşme katsayısı ve kolay grafitizasyonu ile öne çıkan yüksek kaliteli bir kok türüdür. Kok kırıldığında, dokusuna göre ince şeritlere ayrılabilir (en boy oranı genellikle 1,75'in üzerindedir). Polarize mikroskop altında anizotropik bir lifli yapı gözlemlenebilir ve bu nedenle iğne kok olarak adlandırılır.
İğne kokunun fiziko-mekanik özelliklerinin anizotropisi oldukça belirgindir. Parçacığın uzun eksen yönüne paralel olarak iyi elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir ve termal genleşme katsayısı düşüktür. Ekstrüzyon kalıplama sırasında, parçacıkların çoğunun uzun ekseni ekstrüzyon yönünde düzenlenir. Bu nedenle, iğne koku yüksek güçlü veya ultra yüksek güçlü grafit elektrotların üretiminde ana hammaddedir. Üretilen grafit elektrot düşük özdirenç, küçük termal genleşme katsayısı ve iyi termal şok direncine sahiptir.
İğne kok, petrol atığından üretilen petrol bazlı iğne kok ve rafine edilmiş kömür zifti hammaddesinden üretilen kömür bazlı iğne kok olmak üzere ikiye ayrılır.
Kömür katranı, kömür katranının derin işlenmesinin ana ürünlerinden biridir. Çeşitli hidrokarbonların karışımıdır, yüksek sıcaklıkta siyahtır, yüksek sıcaklıkta yarı katı veya katıdır, sabit bir erime noktası yoktur, ısıtıldıktan sonra yumuşar ve daha sonra erir, yoğunluğu 1,25-1,35 g/cm³'tür. Yumuşama noktasına göre düşük sıcaklık, orta sıcaklık ve yüksek sıcaklık asfaltı olarak sınıflandırılır. Orta sıcaklık asfaltının verimi %54-56 kömür katranından oluşur. Kömür katranının bileşimi son derece karmaşıktır ve kömür katranının özellikleri ve heteroatom içeriğiyle ilgilidir, ayrıca koklaştırma proses sistemi ve kömür katranı işleme koşullarından da etkilenir. Kömür katranı ziftini karakterize etmek için birçok gösterge vardır, bunlar arasında bitüm yumuşama noktası, toluen çözünmezleri (TI), kinolin çözünmezleri (QI), koklaştırma değerleri ve kömür zifti reolojisi bulunur.
Kömür katranı, karbon endüstrisinde bağlayıcı ve emprenye edici olarak kullanılır ve performansı, karbon ürünlerinin üretim süreci ve ürün kalitesi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Bağlayıcı asfalt genellikle orta derecede yumuşama noktasına, yüksek koklaşma değerine ve yüksek β reçinesine sahip orta sıcaklıkta veya orta sıcaklıkta modifiye edilmiş bir asfalttır. Emprenye edici madde ise düşük yumuşama noktasına, düşük QI değerine ve iyi reolojik özelliklere sahip orta sıcaklıkta bir asfalttır.
Yayın tarihi: 23 Eylül 2019