Сировина: Яка сировина використовується для виробництва вуглецю?
У виробництві вуглецю сировину, яка зазвичай використовується, можна розділити на тверду вуглецеву сировину та сполучні речовини й просочувальні агенти.
До твердої вуглецевої сировини належать нафтовий кокс, бітумний кокс, металургійний кокс, антрацит, природний графіт та графітовий брухт тощо.
Зв'язувальні та просочувальні агенти включають вугільний пек, кам'яновугільну смолу, антраценову олію та синтетичну смолу тощо.
Крім того, у виробництві також використовуються деякі допоміжні матеріали, такі як кварцовий пісок, частинки металургійного коксу та коксовий порошок.
Деякі спеціальні вуглецеві та графітові вироби (такі як вуглецеве волокно, активоване вугілля, піролітичне вугілля та піролітичний графіт, скловуглець) виготовляються з інших спеціальних матеріалів.
Кальцинація: Що таке кальцинація? Яку сировину потрібно кальцинувати?
Процес термічної обробки називається кальцинацією.
Прожарювання – це перший процес термічної обробки у виробництві вуглецю. Прожарювання спричиняє низку змін у структурі та фізичних і хімічних властивостях усіх видів вуглецевої сировини.
Температура коксоутворення бітумінозного та металургійного коксу є відносно високою (вище 1000°C), що еквівалентно температурі кальцинуючої печі на вуглецевій фабриці. Він більше не може кальцинуватися і потребує лише сушіння вологою.
Однак, якщо бітумінозний кокс та нафтовий кокс використовуються разом перед кальцинацією, їх слід направляти до кальцинатора для кальцинації разом з нафтовим коксом.
Природний графіт і сажа не потребують кальцинації.
Процес екструзійного формування - це, головним чином, процес пластичної деформації пасти.
Процес екструзії пасти здійснюється в камері для матеріалу (або циліндрі для пасти) та круглодуговій форсунці.
Гаряча паста в завантажувальній камері подається заднім головним плунжером.
Газ у пасті змушений безперервно виштовхуватися, паста безперервно ущільнюється, і паста одночасно рухається вперед.
Коли паста рухається в циліндричній частині камери, її потік можна розглядати як стабільний, а зернистий шар є в основному паралельним.
Коли паста потрапляє в частину екструзійного сопла з дугоподібною деформацією, паста поблизу стінки рота піддається більшому опору тертю під час просування, матеріал починає згинатися, паста всередині має різну швидкість просування, внутрішня паста просувається вперед, в результаті чого продукт нерівномірно щільно просувається вздовж радіуса, тому в екструзійному блоці щільність неоднорідна.
Нарешті, паста потрапляє в частину лінійної деформації та екструдується.
Випалювання – це процес термічної обробки, при якому стиснуті сирі продукти нагріваються з певною швидкістю за умови ізоляції повітря в захисному середовищі печі.
У процесі випалювання, завдяки видаленню летких речовин, коксування асфальту утворює коксову сітку, розкладання та полімеризацію асфальту, а також формування великої гексагональної сітки вуглецевих кілець тощо, питомий опір значно зменшується. Питомий опір сировини приблизно 10000 x 10⁻⁶ Ом⁻⁶ м, після випалювання 40-50 x 10⁻⁶ Ом⁻⁶ м, називається добрим провідником.
Після випікання продукт зменшується приблизно на 1% у діаметрі, на 2% у довжині та на 2-3% в об'ємі.
Однак після випалювання сировини частина вугільного асфальту розкладається на газ і виходить, а інша частина коксується на бітумінозний кокс.
Об'єм утвореного бітумінозного коксу значно менший, ніж у вугільного бітуму. Хоча він дещо стискається в процесі випалу, у продукті все одно утворюється багато нерівномірних і дрібних пор з різними розмірами.
Наприклад, загальна пористість графітизованих виробів зазвичай становить до 25-32%, а пористість вуглецевих виробів — 16-25%.
Наявність великої кількості пор неминуче впливає на фізичні та хімічні властивості продуктів.
Загалом, графітизовані вироби зі збільшеною пористістю, зменшеною об'ємною густиною, підвищеним опором, механічною міцністю, за певної температури прискорюють швидкість окислення, погіршують стійкість до корозії, а також стають легше проникними для газів та рідин.
Просочення - це процес зменшення пористості, збільшення щільності, підвищення міцності на стиск, зменшення питомого опору готового виробу та зміни фізичних та хімічних властивостей виробу.
Його цілі:
(1) Покращення тепло- та електропровідності продукту.
(2) Для покращення стійкості до теплового удару та хімічної стабільності продукту.
(3) Покращує змащувальну здатність та зносостійкість продукту.
(4) Видалити домішки та покращити міцність продукту.
Спресовані вуглецеві вироби певного розміру та форми мають різний ступінь деформації та пошкодження від зіткнення під час випалу та графітизації. Водночас, деякі наповнювачі зв'язані на поверхні спресованих вуглецевих виробів.
Його не можна використовувати без механічної обробки, тому виробу необхідно надати форму та обробити його у задану геометричну форму.
(2) Необхідність використання
Відповідно до вимог користувача до обробки.
Якщо графітовий електрод для сталеплавильної печі потрібно підключити, його необхідно зробити в різьбовому отворі на обох кінцях виробу, а потім два електроди слід з'єднати для використання за допомогою спеціального різьбового з'єднання.
(3) Технологічні вимоги
Деякі вироби потребують обробки у спеціальні форми та специфікації відповідно до технологічних потреб користувачів.
Потрібна ще менша шорсткість поверхні.
Час публікації: 10 грудня 2020 р.