Порошок графита, используемый в качестве графитовых электродов, обладает множеством преимуществ. Однако как в полной мере использовать эти преимущества, добиться повышения эффективности, снижения затрат и повышения конкурентоспособности на рынке — это вопросы, которые должны учитывать не только производители графита, но и потребители графита. Итак, какие проблемы следует решить в первую очередь при применении графитовых материалов?
Пылеудаление: Из-за мелкодисперсной структуры графита в процессе механической обработки образуется большое количество пыли, что оказывает существенное влияние на окружающую среду на заводе. Кроме того, воздействие пыли на оборудование в основном проявляется в ее влиянии на электропитание оборудования. Из-за высокой электропроводности графита, попав в распределительный щит, он может вызывать короткие замыкания и другие неисправности. Поэтому рекомендуется использовать для обработки графита специальное оборудование. Однако из-за высокой стоимости инвестиций в специальное оборудование для обработки графита многие предприятия проявляют в этом отношении осторожность. В таких условиях можно применить следующие решения:
Аутсорсинг графитовых электродов: В связи с растущим применением графита в производстве пресс-форм, все больше предприятий, занимающихся контрактным производством пресс-форм (OEM), также начинают предлагать услуги OEM по поставке графитовых электродов.
После обработки методом погружения в масло: После приобретения графит сначала погружают в электротехническое масло на некоторое время (конкретное время зависит от объема графита), а затем помещают в обрабатывающий центр для дальнейшей обработки. Таким образом, графитовая пыль не будет разлетаться, а будет оседать. Это минимизирует воздействие на оборудование и окружающую среду.
Модификация обрабатывающего центра: Так называемая модификация в основном заключается в установке пылесоса на обычный обрабатывающий центр.
Разрядный зазор при обработке графита: В отличие от меди, из-за более высокой скорости разряда графитовых электродов, за единицу времени выводится больше шлака. Эффективное удаление шлака становится проблемой. Поэтому требуется, чтобы разрядный зазор был больше, чем у меди. Как правило, при установке разрядного зазора, разрядный зазор графита на 10-30% больше, чем у меди.
Правильное понимание его недостатков: Помимо пыли, графит также имеет некоторые недостатки. Например, при обработке зеркальных поверхностей пресс-форм, по сравнению с медными электродами, графитовые электроды с меньшей вероятностью обеспечат желаемый эффект. Для достижения лучшего эффекта поверхности необходимо выбирать графит с наименьшим размером частиц, а стоимость такого графита часто в 4-6 раз выше, чем у обычного графита. Кроме того, возможность повторного использования графита относительно низка. Из-за особенностей производственного процесса лишь небольшая часть графита может быть использована для повторного использования. Отходы графита после электроэрозионной обработки в настоящее время не подлежат повторному использованию, что создает определенные проблемы для экологического менеджмента предприятий. В связи с этим мы можем предложить клиентам бесплатную переработку отходов графита, чтобы избежать проблем с экологической сертификацией.
Сколы при механической обработке: Поскольку графит более хрупкий, чем медь, при обработке графита тем же методом, что и медных электродов, легко может произойти скол электродов, особенно при обработке тонкоребристых электродов. В этом отношении производителям пресс-форм может быть оказана бесплатная техническая поддержка. Это достигается главным образом за счет выбора режущего инструмента, способа прохождения инструмента и рациональной настройки параметров обработки. Образцы природного чешуйчатого графита были сформированы методом холодного прессования без связующего вещества с использованием природного чешуйчатого графита. Было изучено влияние изменений давления формования и времени выдержки под давлением на плотность, пористость и прочность на изгиб образцов. Качественно проанализирована взаимосвязь между микроструктурой и прочностью на изгиб образцов природного чешуйчатого графита. Для изучения и обсуждения антиоксидантных свойств и механизмов действия порошка природного графита и образцов электродов из природного графита до и после антиоксидантной обработки были выбраны две системы: борная кислота – мочевина и тетраэтилсиликат – ацетон – соляная кислота. Основные результаты и содержание исследования следующие: изучены формовочные свойства природного чешуйчатого графита и влияние условий формования на микроструктуру и свойства. Результаты показывают, что чем выше давление формования образца природного чешуйчатого графита, тем выше плотность и прочность на изгиб образца, но тем меньше его пористость. Время выдержки под давлением мало влияет на плотность образца. При выдержке более 5 минут формуемость образца улучшается. Прочность на изгиб демонстрирует явную анизотропию, а средние значения прочности на изгиб в разных направлениях составляют 5,95 МПа, 9,68 МПа и 12,70 МПа соответственно. Анизотропия прочности на изгиб тесно связана с микроструктурой графита.
Были изучены антиоксидантные свойства борно-азотной системы, полученной растворным и зольным методами, а также порошка природного чешуйчатого графита, покрытого золем диоксида кремния, до и после обработки. Результаты показывают, что с увеличением количества пропиток увеличивается количество золя диоксида кремния и борно-азотной системы, нанесенных на поверхность графитового порошка, и антиоксидантные свойства улучшаются. Начальная температура окисления природного чешуйчатого графита составляет 883 К, а скорость потери массы при окислении при 923 К составляет 407,6 мг/г/ч. Графитовый порошок пропитывали девять раз соответственно в системе борная кислота – мочевина и в системе этилсиликат – этанол – соляная кислота. После термообработки в течение 1 часа в атмосфере 1273 К и N2 скорость потери массы при окислении природного чешуйчатого графита при 923 К составила 47,9 мг/г/ч и 206,1 мг/г/ч соответственно. После термообработки в течение 1 часа в атмосфере азота при температурах 1973 К и 1723 К соответственно, скорость потери массы при окислении природного чешуйчатого графита при 923 К составила 3,0 мг/г/ч и 42,0 мг/г/ч соответственно; обе системы способны снизить скорость потери массы при окислении природного чешуйчатого графита, но антиоксидантный эффект системы борная кислота – мочевина лучше, чем у системы этилсиликат – этанол – соляная кислота.
Графитовые электроды в основном используются в крупномасштабных отраслях промышленности, таких как электроплавка стали, производство фосфора в рудных печах, электроплавка магнезиального песка, электроплавка огнеупорных материалов, электролиз алюминия, а также промышленное производство фосфора, кремния и карбида кальция. Графитовые электроды делятся на два типа: природные и искусственные. По сравнению с искусственными графитовыми электродами, природные графитовые электроды не требуют химической обработки графита. В результате цикл производства природных графитовых электродов значительно сокращается, потребление энергии и загрязнение окружающей среды существенно снижаются, а затраты заметно уменьшаются. Они обладают очевидными ценовыми преимуществами и экономической выгодой, что является одной из главных причин развития природных графитовых электродов.
Кроме того, электроды из природного графита представляют собой высокоценные продукты глубокой переработки природного графита и обладают значительной ценностью для развития и применения. Однако формовочные характеристики, стойкость к окислению и механические свойства электродов из природного графита в настоящее время уступают таковым у электродов из искусственного графита, что является основным препятствием для их развития. Поэтому преодоление этих препятствий является ключом к развитию применения электродов из природного графита.
Были изучены антиоксидантные свойства борно-азотной системы, полученной растворным и зольным методами, а также блоков природного чешуйчатого графита, покрытых золем диоксида кремния, до и после обработки. Результаты показывают, что антиоксидантные свойства блоков природного графита, покрытых золем диоксида кремния, ухудшаются с увеличением количества пропиток. Блоки природного графита, покрытые борно-азотной системой, обладают лучшими антиоксидантными свойствами с увеличением количества пропиток. Скорость потери массы при окислении блоков природного графита при 923 К и 1273 К составила 122,432 мг/г/ч и 191,214 мг/г/ч соответственно. Блоки природного графита были пропитаны девять раз соответственно в системе борная кислота – мочевина и в системе этилсиликат – этанол – соляная кислота. После термообработки в течение 1 часа в атмосфере 1273 К и N2 скорость потери массы при окислении при 923 К составила 20,477 мг/г/ч и 28,753 мг/г/ч соответственно. При 1273 К она составила 37,064 мг/г/ч и 54,398 мг/г/ч соответственно; после обработки при 1973 К и 1723 К скорость потери массы при окислении блоков природного графита при 923 К составила 8,182 мг/г/ч и 31,347 мг/г/ч соответственно; при 1273 К она составила 126,729 мг/г/ч и 169,978 мг/г/ч соответственно; обе системы позволяют значительно снизить скорость потери массы при окислении блоков природного графита. Аналогичным образом, антиоксидантный эффект системы борная кислота – мочевина превосходит эффект системы этилсиликат – этанол – соляная кислота.
Дата публикации: 12 июня 2025 г.