Vývojový diagram procesu výroby grafitových elektród

Vývojový diagram procesu výroby grafitových elektród
Suroviny: Aké suroviny sa používajú na výrobu uhlíka?
Pri výrobe uhlíka možno bežne používané suroviny rozdeliť do dvoch kategórií: tuhé uhlíkové suroviny a spojivá a impregnanty. Pevné uhlíkové suroviny zahŕňajú ropný koks, asfaltový koks, metalurgický koks, antracit, prírodný grafit a úlomky grafitu; spojivá a impregnanty zahŕňajú uhoľný decht, uhoľný decht, antracénový olej a syntetické živice. Okrem toho sa pri výrobe používajú aj niektoré pomocné materiály, ako kremenný piesok, častice hutníckeho koksu a koksový prášok. Iné špeciálne suroviny sa používajú na výrobu niektorých špeciálnych uhlíkových a grafitových produktov (ako uhlíkové vlákno, aktívne uhlie, pyrolytické uhlie a pyrolytický grafit, sklovité uhlie).

Kalcinácia: Čo je to kalcinácia? Ktoré suroviny je potrebné kalcinovať?
Proces vysokoteplotného (1200-1500 stupňa) tepelného spracovania uhlíkových surovín za vzduchotesných podmienok sa nazýva kalcinácia. Kalcinácia je prvý proces tepelného spracovania pri výrobe uhlíka. Kalcinácia spôsobuje sériu zmien v štruktúre a fyzikálnych a chemických vlastnostiach rôznych uhlíkových surovín.
Antracit a ropný koks obsahujú určité množstvo prchavých látok a je potrebné ich kalcinovať. Koksovacia teplota smolného koksu a hutníckeho koksu je relatívne vysoká (nad 1000 stupňov), čo zodpovedá teplote kalcinačnej pece v uhliarni. Nemusia byť kalcinované, ale potrebujú iba vysušiť vlhkosť. Ak sa však smolný koks a ropný koks zmiešajú pred kalcináciou, mali by sa poslať do kalcinačnej pece spolu s ropným koksom na kalcináciu. Prírodný grafit a sadze nie je potrebné kalcinovať.
Lisovanie: Aký je princíp vytláčania?
Podstatou procesu extrúzie je, aby pasta prešla cez určitý tvar matrice pod tlakom a potom bola zhutnená a plasticky deformovaná, aby sa stala polotovarom s určitým tvarom a veľkosťou. Proces vytláčania je hlavne proces plastickej deformácie pasty.
Proces vytláčania pasty sa uskutočňuje v komore na materiál (alebo vo valci na pastu) a oblúkovej matrici. Horúca pasta vložená do komory na materiál je tlačená zadným hlavným piestom. Plyn v paste je nútený nepretržite sa vypúšťať, pasta je nepretržite hustá a pasta sa zároveň posúva dopredu. Keď sa pasta pohybuje vo valcovej časti komory na materiál, pastu možno považovať za stabilný tok a každá vrstva častíc sa v podstate pohybuje paralelne. Keď pasta vstúpi do vytláčacej dýzy s oblúkovou deformáciou, pasta v blízkosti steny dýzy narazí na väčší odpor trenia, vrstva materiálu sa začne ohýbať a vo vnútri pasty sa generujú rôzne rýchlosti postupu. Vnútorná vrstva pasty postupuje dopredu, čo vedie k nerovnomernej hustote produktu v radiálnom smere. Preto vo vytláčacom bloku vzniká vnútorné napätie spôsobené rozdielnymi prietokmi vnútornej a vonkajšej vrstvy. Nakoniec pasta vstupuje do lineárnej deformačnej časti a je vytláčaná.

Pečenie: Čo je pečenie? Aký je účel pečenia?

Pečenie je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa surový produkt po lisovaní zahrieva v ochrannom médiu vo vykurovacej peci za vzduchotesných podmienok pri určitej rýchlosti ohrevu.

Účelom pečenia je:

(1) Odstráňte prchavé látky. Výrobky používajúce uhoľný decht ako spojivo vo všeobecnosti po upečení uvoľňujú asi 10 % prchavých látok. Preto je výťažnosť pečenia vo všeobecnosti nižšia ako 90%.
(2) Koksovanie spojiva Surový produkt sa praží za určitých podmienok procesu, aby sa zkoksovalo spojivo a vytvorila sa sieť koksu medzi časticami kameniva, ktorá pevne spája všetky agregáty rôznych veľkostí častíc, takže produkt má určité fyzikálne a chemické vlastnosti. Za rovnakých podmienok platí, že čím vyššia rýchlosť koksovania, tým lepšia kvalita. Vo všeobecnosti je podiel zvyškového uhlíka pri koksovaní strednoteplotného asfaltu asi 50 %.
(3) Pevný geometrický tvar Surový produkt mäkne a spojivo migruje počas procesu praženia. Keď teplota stúpa, vytvára sa koksovacia sieť, vďaka ktorej je produkt tuhý. Preto aj keď teplota opäť stúpne, jej tvar sa nemení.
(4) Zníženie merného odporu Počas procesu praženia merný odpor výrazne klesá v dôsledku odstraňovania prchavých látok, koksovania asfaltu za vzniku koksovej siete, rozkladu a polymerizácie asfaltu a vytvárania veľkej šesťuholníkovej kruhovej rovinnej siete. Odpor surového produktu je približne 10 000 × 10-6Ω·m, ktorý po upražení klesne na 40--50×10-6Ω·m a nazýva sa dobrý vodič.
(5) Ďalšie zmrštenie objemu Po upražení sa priemer produktu zmenší asi o 1 %, dĺžka sa zmenší asi o 2 % a objem sa zmenší o 2-3 %.

Impregnácia: Prečo je potrebné karbónové produkty impregnovať?
Pórovitosť surového produktu po lisovaní je veľmi nízka. Po upražení surového produktu sa však časť smoly z uhoľného dechtu rozkladá na plyn a uniká počas procesu praženia, zatiaľ čo druhá časť sa koksuje na asfaltový koks. Objem vyprodukovaného asfaltového koksu je oveľa menší ako pôvodný objem smoly uhoľného dechtu. Hoci sa počas procesu praženia mierne zmršťuje, vo vnútri produktu sa stále vytvára veľa nepravidelných drobných pórov s rôznymi veľkosťami pórov. Napríklad celková pórovitosť grafitizovaných produktov je vo všeobecnosti 25-32 % a celková pórovitosť uhlíkových produktov je vo všeobecnosti 16-25 %. Prítomnosť veľkého počtu pórov bude mať nevyhnutne určitý vplyv na fyzikálne a chemické vlastnosti produktu. Vo všeobecnosti sa u grafitizovaných výrobkov zvyšuje pórovitosť, znižuje sa ich objemová hustota, zvyšuje sa merný odpor, znižuje sa mechanická pevnosť, pri určitej teplote sa zrýchľuje rýchlosť oxidácie, zhoršuje sa aj odolnosť voči korózii a ľahšie do nich prenikajú plyny a kvapaliny.
Impregnácia je proces, ktorý znižuje pórovitosť výrobkov, zvyšuje hustotu, zvyšuje pevnosť v tlaku, znižuje merný odpor hotových výrobkov a mení fyzikálne a chemické vlastnosti výrobkov.

Grafitizácia: Čo je to grafitizácia? Aký je účel grafitizácie?

Grafitizácia je proces vysokoteplotného tepelného spracovania, pri ktorom sú pražené produkty umiestnené v ochrannom médiu v grafitizačnej peci a zahrievané na vysokú teplotu, takže mriežka šesťuholníkových atómov uhlíka je transformovaná z neusporiadaného prekrytia v dvojrozmernom priestore. do usporiadaného presahu v trojrozmernom priestore a má grafitovú štruktúru.

Jeho účelom je:

(1) Zlepšite tepelnú a elektrickú vodivosť produktu.

(2) Zlepšite odolnosť proti tepelným šokom a chemickú stabilitu produktu.

(3) Zlepšite mazaciu schopnosť a odolnosť produktu proti opotrebovaniu.

(4) Odstráňte nečistoty a zvýšte pevnosť produktu.

Obrábanie: Prečo je potrebné opracovávať uhlíkové produkty?
(1) Potreba tvarovania
Uhlíkové surové produkty s určitou veľkosťou a tvarom budú počas procesu praženia a grafitizácie deformované a poškodené v rôznej miere. Zároveň sú na ich povrchu prilepené aj niektoré plnivá. Ak nie sú spracované mechanicky, nemožno ich použiť. Preto je potrebné výrobky tvarovať a spracovávať do určeného geometrického tvaru.
(2) Potreba použitia
Spracovanie sa vykonáva podľa požiadaviek užívateľa na použitie. Napríklad, ak je potrebné na použitie pripojiť grafitové elektródy na výrobu ocele v elektrických peciach, na oboch koncoch výrobku sa musia opracovať závitové otvory a potom sa tieto dve elektródy musia na použitie spojiť špeciálnym závitovým spojom.
(3) Potreby spracovania
Niektoré produkty musia byť spracované do špeciálnych tvarov a špecifikácií podľa procesných potrieb používateľa a dokonca vyžadujú nižšiu drsnosť povrchu.