1. СЫРЬЕ
Кокс (примерно 75-80% содержания)
Нефтяной кокс
Нефтяной кокс является наиболее важным сырьем, и он образуется в широком диапазоне структур, от сильно анизотропного игольчатого кокса до почти изотропного жидкого кокса.Высокоанизотропный игольчатый кокс, благодаря своей структуре, незаменим для изготовления высокопроизводительных электродов, применяемых в электродуговых печах, где требуется очень высокая степень электрической, механической и тепловой несущей способности.Нефтяной кокс производится почти исключительно в процессе замедленного коксования, который представляет собой мягкую медленную процедуру карбонизации остатков перегонки сырой нефти.
Игольчатый кокс - это обычно используемый термин для особого типа кокса с чрезвычайно высокой способностью к графитизации, возникающей в результате сильной преимущественной параллельной ориентации его турбостратной слоистой структуры и особой физической формы зерен.
Связующие (примерно 20-25% содержания)
Каменноугольная смола
Связующие агенты используются для агломерации твердых частиц друг с другом.Таким образом, их высокая смачивающая способность переводит смесь в пластичное состояние для последующего формования или экструзии.
Каменноугольный пек представляет собой органическое соединение и имеет ярко выраженную ароматическую структуру.Из-за высокой доли замещенных и конденсированных бензольных колец он уже имеет четко сформированную гексагональную структуру решетки графита, что способствует образованию хорошо упорядоченных графитовых доменов во время графитизации.Смола оказывается наиболее выгодным связующим.Это остаток перегонки каменноугольной смолы.
2. СМЕШИВАНИЕ И ЭКСТРУЗИЯ
Размолотый кокс смешивают с каменноугольным пеком и некоторыми добавками до образования однородной пасты.Его подают в экструзионный цилиндр.На первом этапе воздух должен быть удален путем предварительного прессования.Затем следует фактическая стадия экструзии, когда смесь выдавливается для формирования электрода желаемого диаметра и длины.Для обеспечения возможности смешивания и особенно процесса экструзии (см. рисунок справа) смесь должна быть вязкой.Это достигается выдерживанием его при повышенной температуре ок.120°C (в зависимости от пека) в течение всего процесса производства.Эта базовая форма цилиндрической формы известна как «зеленый электрод».
3. ВЫПЕЧКА
Используются два типа хлебопекарных печей:
Здесь экструдированные стержни помещаются в цилиндрические канистры из нержавеющей стали (саггеры).Чтобы избежать деформации электродов в процессе нагрева, тигли также заполняются защитным покрытием из песка.Контейнеры загружаются на железнодорожные платформы (вагонные днища) и закатываются в печи, работающие на природном газе.
Кольцевая печь
Здесь электроды помещаются в скрытую каменную полость в нижней части производственного цеха.Эта полость является частью кольцевой системы из более чем 10 камер.Камеры соединены между собой системой циркуляции горячего воздуха для экономии энергии.Пустоты между электродами также заполняются песком, чтобы избежать деформации.В процессе обжига, когда пек карбонизируется, необходимо тщательно контролировать температуру, так как при температурах до 800°C быстрое образование газа может привести к растрескиванию электрода.
В этой фазе электроды имеют плотность около 1,55 – 1,60 кг/дм3.
4. ПРОПИТКА
Обожженные электроды пропитаны специальным пеком (жидким пеком при 200°C), чтобы придать им более высокую плотность, механическую прочность и электропроводность, необходимые для работы в суровых условиях внутри печей.
5. ПОВТОРНАЯ ВЫПЕЧКА
Второй цикл обжига, или «повторный обжиг», необходим для карбонизации пропитки пека и удаления любых оставшихся летучих веществ.Температура повторного обжига достигает почти 750°C.На этом этапе плотность электродов может достигать 1,67 – 1,74 кг/дм3.
6. ГРАФИТИЗАЦИЯ
Печь Ачесона
Последним этапом производства графита является преобразование обожженного углерода в графит, называемое графитированием.В процессе графитизации более или менее предварительно упорядоченный углерод (турбостратный углерод) преобразуется в трехмерно упорядоченную графитовую структуру.
Электроды упаковываются в электропечи, окруженные углеродными частицами, образуя твердую массу.Через печь пропускают электрический ток, поднимая температуру примерно до 3000°C.Этот процесс обычно достигается с использованием либо ПЕЧИ АЧЕСОНА, либо ПРОДОЛЬНОЙ ПЕЧИ (LWG).
В печи Ачесона электроды графитируются с использованием периодического процесса, в то время как в печи LWG вся колонна графитируется одновременно.
7. ОБРАБОТКА
Графитовые электроды (после охлаждения) обрабатываются с точными размерами и допусками.Этот этап может также включать механическую обработку и подгонку концов (гнезд) электродов к системе соединения с резьбовым графитовым штифтом (ниппелем).
Время публикации: 08 апреля 2021 г.