Podrobný technický postup grafitovej elektródy

Suroviny: Aké suroviny sa používajú na výrobu uhlíka?

Pri výrobe uhlíka sa bežne používané suroviny dajú rozdeliť na pevné uhlíkové suroviny a spojivo a impregnačné činidlo.
Medzi tuhé uhlíkové suroviny patrí ropný koks, bitúmenový koks, metalurgický koks, antracit, prírodný grafit a grafitový šrot atď.
Spojivo a impregnačné činidlo zahŕňa uhoľnú smolu, uhoľný decht, antracénový olej a syntetickú živicu atď.
Okrem toho sa pri výrobe používajú aj niektoré pomocné materiály, ako je kremenný piesok, metalurgické koksové častice a koksový prášok.
Niektoré špeciálne uhlíkové a grafitové výrobky (ako napríklad uhlíkové vlákno, aktívne uhlie, pyrolytické uhlie a pyrolytický grafit, sklenené uhlie) sa vyrábajú z iných špeciálnych materiálov.

Kalcinácia: Čo je kalcinácia? Aké suroviny je potrebné kalcinovať?

Vysoká teplota uhlíkových surovín izolovaných od vzduchu (1200 – 1500 °C)
Proces tepelného spracovania sa nazýva kalcinácia.
Kalcinácia je prvý proces tepelného spracovania pri výrobe uhlíka. Kalcinácia spôsobuje sériu zmien v štruktúre a fyzikálnych a chemických vlastnostiach všetkých druhov uhlíkatých surovín.
Antracit aj ropný koks obsahujú určité množstvo prchavých látok a je potrebné ich kalcinovať.
Teplota tvorby koksu v bitúmenovom a metalurgickom kokse je relatívne vysoká (nad 1000 °C), čo zodpovedá teplote kalcinácie v uhlíkovom závode. Koks sa už nedá kalcinovať a stačí ho len vysušiť vlhkosťou.
Ak sa však bitúmenový koks a ropný koks použijú spoločne pred kalcináciou, musia sa poslať do kalcinátora na kalcináciu spolu s ropným koksom.
Prírodný grafit a sadza nevyžadujú kalcináciu.
Tvarovanie: Aký je princíp extrúzneho tvarovania?
Podstata procesu extrúzie spočíva v tom, že po prechode pasty cez trysku určitého tvaru pod tlakom sa zhutní a plasticky deformuje do polotovaru určitého tvaru a veľkosti.
Proces extrúzie je hlavne proces plastickej deformácie pasty.

Proces extrúzie pasty sa vykonáva v materiálovej komore (alebo valci na pastu) a kruhovej oblúkovej tryske.
Horúca pasta v plniacej komore je poháňaná zadným hlavným piestom.
Plyn v paste je nútený byť neustále vytláčaný, pasta sa neustále zhutňuje a zároveň sa pohybuje vpred.
Keď sa pasta pohybuje vo valcovej časti komory, pastu možno považovať za stabilný tok a zrnitá vrstva je v podstate rovnobežná.
Keď pasta vstúpi do časti extrúznej trysky s oblúkovou deformáciou, pasta blízko steny ústia je vystavená väčšiemu treniu pri posune, materiál sa začína ohýbať, pasta vo vnútri dosahuje rôznu rýchlosť posunu a vnútorná pasta sa posúva dopredu, čo má za následok, že produkt pozdĺž radiálnej hustoty nie je rovnomerný, a preto sa nachádza v extrúznom bloku.

Vzniká vnútorné napätie spôsobené rozdielnou rýchlosťou vnútorných a vonkajších vrstiev.
Nakoniec pasta vstúpi do časti s lineárnou deformáciou a je extrudovaná.
Pečenie
Čo je praženie? Aký je účel praženia?

Praženie je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa stlačené suroviny zahrievajú určitou rýchlosťou za podmienky izolácie vzduchu v ochrannom médiu v peci.

Účelom podpory je:
(1) Vylúčenie prchavých látok Pri produktoch s použitím uhoľného asfaltu ako spojiva sa po pražení zvyčajne uvoľní približne 10 % prchavých látok. Preto je miera pražených produktov zvyčajne nižšia ako 90 %.
(2) Koksovateľné suroviny spojiva sa pražia za určitých technologických podmienok, aby sa spojivo koksovalo. Medzi časticami kameniva sa vytvára koksová sieť, ktorá pevne spája všetky častice kameniva s rôznymi veľkosťami častíc, takže produkt má určité fyzikálne a chemické vlastnosti. Za rovnakých podmienok platí, že čím vyššia je rýchlosť koksovania, tým lepšia je kvalita. Rýchlosť koksovania asfaltu so strednou teplotou je približne 50 %.
(3) Pevný geometrický tvar
Počas procesu praženia surovín dochádza k javu zmäkčenia a migrácie spojiva. So zvyšujúcou sa teplotou sa vytvára koksovacia sieť, vďaka ktorej sú výrobky tuhé. Preto sa ich tvar so zvyšujúcou sa teplotou nemení.
(4) Znížte odpor
V procese praženia, v dôsledku eliminácie prchavých látok, koksovanie asfaltu vytvára koksovú mriežku, rozklad a polymerizácia asfaltu a tvorba veľkej šesťuholníkovej siete uhlíkových kruhov atď., čo výrazne znižuje odpor. Približne 10 000 x 10⁻⁶ Ω⁻⁶ surový produkt má odpor Ω⁻⁶ „m“, po pražení 40 – 50 x 10⁻⁶ Ω⁻⁶ Ω⁻⁶ m sa nazýva dobrý vodič.
(5) Ďalšie zmenšenie objemu
Po upečení sa výrobok zmrští približne o 1 % v priemere, o 2 % v dĺžke a o 2 – 3 % v objeme.
Metóda imprognácie: Prečo macerovať uhlíkové produkty?
Surový produkt po lisovaní pod tlakom má veľmi nízku pórovitosť.
Po pražení surovín sa však časť uhoľného asfaltu rozloží na plyn a uniká a druhá časť sa koksuje na bitúmenový koks.
Objem vytvoreného bitúmenového koksu je oveľa menší ako objem uhoľného bitúmenu. Hoci sa počas praženia mierne zmršťuje, v produkte sa stále tvorí mnoho nepravidelných a malých pórov s rôznymi veľkosťami.
Napríklad celková pórovitosť grafitizovaných produktov je vo všeobecnosti až 25 – 32 % a pórovitosť uhlíkových produktov je vo všeobecnosti 16 – 25 %.
Existencia veľkého počtu pórov nevyhnutne ovplyvní fyzikálne a chemické vlastnosti produktov.
Vo všeobecnosti sa grafitizované produkty vyznačujú zvýšenou pórovitosťou, zníženou objemovou hustotou, zvýšeným odporom a mechanickou pevnosťou, pričom pri určitej teplote sa zrýchľuje oxidačná rýchlosť, zhoršuje sa odolnosť proti korózii a plyny a kvapaliny sú ľahšie priepustné.
Impregnácia je proces, ktorým sa znižuje pórovitosť, zvyšuje hustota, zvyšuje pevnosť v tlaku, znižuje odpor hotového výrobku a mení fyzikálne a chemické vlastnosti výrobku.
Grafitizácia: Čo je grafitizácia?
Aký je účel grafitizácie?
Grafitizácia je proces tepelného spracovania pri vysokej teplote, pri ktorom sa pečené výrobky zahrievajú na vysokú teplotu v ochrannom médiu grafitizačnej pece, čím sa šesťuholníková mriežka roviny atómov uhlíka transformuje z neusporiadaného prekrývania v dvojrozmernom priestore na usporiadané prekrývanie v trojrozmernom priestore a s grafitovou štruktúrou.

Jeho ciele sú:
(1) Zlepšiť tepelnú a elektrickú vodivosť produktu.
(2) Zlepšiť odolnosť voči tepelnému šoku a chemickú stabilitu produktu.
(3) Zlepšiť mazivosť a odolnosť produktu voči opotrebovaniu.
(4) Odstráňte nečistoty a zlepšite pevnosť produktu.

Obrábanie: Prečo je potrebné obrábať uhlíkové výrobky?
(1) Potreba plastickej chirurgie

Lisované uhlíkové produkty s určitou veľkosťou a tvarom majú počas praženia a grafitizácie rôzny stupeň deformácie a poškodenia nárazom. Zároveň sú na povrchu lisovaných uhlíkových produktov naviazané niektoré plnivá.
Nedá sa použiť bez mechanického spracovania, preto musí byť výrobok tvarovaný a spracovaný do určeného geometrického tvaru.

(2) Potreba použitia

Podľa požiadaviek používateľa na spracovanie.
Ak je potrebné pripojiť grafitovú elektródu z elektrickej oceliarne, musí byť vytvorená do závitového otvoru na oboch koncoch výrobku a potom by sa obe elektródy mali spojiť pomocou špeciálneho závitového spoja.

(3) Technologické požiadavky

Niektoré výrobky je potrebné spracovať do špeciálnych tvarov a špecifikácií podľa technologických potrieb používateľov.
Je potrebná ešte nižšia drsnosť povrchu.


Čas uverejnenia: 10. decembra 2020