Detaillierter technischer Prozess der Graphitelektrode

Rohstoffe: Welche Rohstoffe werden für die Kohlenstoffproduktion verwendet?

Bei der Carbonherstellung lassen sich die üblicherweise verwendeten Rohstoffe in feste Carbon-Rohstoffe sowie Binde- und Imprägniermittel unterteilen.
Zu den festen Kohlenstoffrohstoffen zählen Petrolkoks, bituminöser Koks, metallurgischer Koks, Anthrazit, Naturgraphit und Graphitschrott usw.
Als Bindemittel und Imprägniermittel kommen unter anderem Kohlenpech, Kohlenteer, Anthracenöl und Kunstharze zum Einsatz.
Darüber hinaus werden bei der Produktion auch einige Hilfsstoffe wie Quarzsand, metallurgische Kokspartikel und Kokspulver verwendet.
Einige spezielle Kohlenstoff- und Graphitprodukte (wie Kohlenstofffasern, Aktivkohle, pyrolytischer Kohlenstoff und pyrolytischer Graphit, Glaskohle) werden aus anderen speziellen Materialien hergestellt.

Kalzinierung: Was ist Kalzinierung?Welche Rohstoffe müssen kalziniert werden??

Hohe Temperatur der Kohlenstoffrohstoffe in der Isolation von der Luft (1200-1500°C)
Der Vorgang der Wärmebehandlung wird Kalzinierung genannt.
Die Kalzinierung ist der erste Wärmebehandlungsprozess bei der Kohlenstoffherstellung. Durch die Kalzinierung kommt es zu einer Reihe von Veränderungen der Struktur sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften aller Arten kohlenstoffhaltiger Rohstoffe.
Sowohl Anthrazit als auch Petrolkoks enthalten eine gewisse Menge flüchtiger Stoffe und müssen kalziniert werden.
Die Koksbildungstemperatur von bituminösem Koks und metallurgischem Koks ist relativ hoch (über 1000 °C), was der Temperatur des Kalzinierofens in der Kohlenstoffanlage entspricht. Es kann nicht mehr kalziniert werden und muss nur mit Feuchtigkeit getrocknet werden.
Wenn jedoch Bitumenkoks und Petrolkoks vor dem Kalzinieren zusammen verwendet werden, müssen sie zusammen mit Petrolkoks zum Kalzinieren an den Kalzinator geschickt werden.
Natürlicher Graphit und Ruß müssen nicht kalziniert werden.
Umformen: Was ist das Prinzip des Fließpressens?
Das Wesentliche beim Extrusionsprozess ist, dass die Paste, nachdem sie unter Druck durch die Düse einer bestimmten Form gelaufen ist, verdichtet und plastisch zu einem Rohling einer bestimmten Form und Größe verformt wird.
Beim Extrusionsformverfahren handelt es sich hauptsächlich um den plastischen Verformungsprozess der Paste.

Der Extrusionsprozess der Paste erfolgt in der Materialkammer (bzw. dem Pastenzylinder) und der Kreisbogendüse.
Die heiße Paste in der Ladekammer wird durch den hinteren Hauptkolben angetrieben.
Das Gas in der Paste wird kontinuierlich ausgestoßen, die Paste wird kontinuierlich verdichtet und bewegt sich gleichzeitig vorwärts.
Wenn sich die Paste im Zylinderteil der Kammer bewegt, kann man von einem stabilen Fluss der Paste ausgehen und die körnige Schicht ist grundsätzlich parallel.
Wenn die Paste in den Teil der Extrusionsdüse mit bogenförmiger Verformung eintritt, ist die Paste in der Nähe der Mündungswand einem größeren Reibungswiderstand beim Vorrücken ausgesetzt, das Material beginnt sich zu verbiegen, die Paste im Inneren erzeugt eine unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeit, die innere Paste schreitet vorwärts, was dazu führt, dass das Produkt entlang der radialen Dichte nicht gleichmäßig ist, also im Extrusionsblock.

Durch die unterschiedliche Geschwindigkeit der inneren und äußeren Schichten entstehen innere Spannungen.
Schließlich gelangt die Paste in den linearen Deformationsteil und wird extrudiert.
Backen
Was ist Rösten? Was ist der Zweck des Röstens?

Rösten ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem komprimierte Rohprodukte unter der Bedingung isolierter Luft im Schutzmedium im Ofen mit einer bestimmten Geschwindigkeit erhitzt werden.

Der Zweck der Unterstützung ist:
(1) Ausschluss flüchtiger Bestandteile Bei Produkten, die Kohlenasphalt als Bindemittel verwenden, werden nach dem Rösten im Allgemeinen etwa 10 % flüchtige Bestandteile freigesetzt. Daher liegt der Anteil gerösteter Produkte im Allgemeinen unter 90 %.
(2) Bindemittelverkokungsrohprodukte werden unter bestimmten technologischen Bedingungen geröstet, um die Bindemittelverkokung herzustellen. Zwischen den Zuschlagstoffpartikeln bildet sich ein Koksnetzwerk, das alle Zuschlagstoffe unterschiedlicher Partikelgröße fest miteinander verbindet, sodass das Produkt bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften aufweist. Unter gleichen Bedingungen ist die Qualität umso besser, je höher die Verkokungsrate ist. Die Verkokungsrate von Mitteltemperaturasphalt beträgt etwa 50 %.
(3) Feste geometrische Form
Beim Rösten von Rohprodukten kommt es zum Phänomen der Erweichung und Bindemittelmigration. Mit steigender Temperatur bildet sich ein Verkokungsnetzwerk, das die Produkte starr macht. Daher ändert sich ihre Form bei steigender Temperatur nicht.
(4) Reduzieren Sie den spezifischen Widerstand
Beim Röstvorgang entsteht durch die Beseitigung flüchtiger Bestandteile beim Verkoken des Asphalts ein Koksgitter, durch die Zersetzung und Polymerisation des Asphalts und die Bildung eines großen hexagonalen Kohlenstoffringebenennetzwerks usw. Der spezifische Widerstand nimmt erheblich ab. Der spezifische Widerstand des Rohprodukts beträgt etwa 10.000 x 10-6 Ω″m, nach dem Rösten 40–50 x 10-6 Ω″m und wird als guter Leiter bezeichnet.
(5) Weitere Volumenkontraktion
Nach dem Rösten schrumpft das Produkt um etwa 1 % im Durchmesser, 2 % in der Länge und 2–3 % im Volumen.
Imprägniermethode: Warum Kohlenstoffprodukte mazerieren?
Das Rohprodukt weist nach dem Formpressen eine sehr geringe Porosität auf.
Allerdings zersetzt sich nach dem Rösten der Rohprodukte ein Teil des Kohlenasphalts zu Gas und entweicht, der andere Teil verkokt zu bituminösem Koks.
Das Volumen des erzeugten Bitumenkokses ist wesentlich geringer als das des Kohlebitumens. Zwar schrumpft es beim Rösten leicht, dennoch bilden sich im Produkt viele unregelmäßige und kleine Poren mit unterschiedlichen Porengrößen.
Beispielsweise beträgt die Gesamtporosität graphitierter Produkte im Allgemeinen bis zu 25–32 %, und die von Kohlenstoffprodukten beträgt im Allgemeinen 16–25 %.
Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Poren beeinträchtigt zwangsläufig die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Produkte.
Im Allgemeinen weisen graphitierte Produkte eine erhöhte Porosität, eine verringerte Volumendichte, einen erhöhten spezifischen Widerstand und eine höhere mechanische Festigkeit auf. Bei einer bestimmten Temperatur beschleunigt sich die Oxidationsrate, die Korrosionsbeständigkeit verschlechtert sich ebenfalls und die Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit wird erhöht.
Imprägnierung ist ein Verfahren zur Verringerung der Porosität, Erhöhung der Dichte, Steigerung der Druckfestigkeit, Verringerung des spezifischen Widerstands des fertigen Produkts und Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts.
Graphitisierung: Was ist Graphitisierung?
Was ist der Zweck der Graphitisierung?
Graphitisierung ist ein Hochtemperatur-Wärmebehandlungsprozess, bei dem gebrannte Produkte im Schutzmedium eines Graphitisierungsofens auf hohe Temperaturen erhitzt werden, um das hexagonale ebene Gitter der Kohlenstoffatome von einer ungeordneten Überlappung im zweidimensionalen Raum in eine geordnete Überlappung im dreidimensionalen Raum und mit Graphitstruktur umzuwandeln.

Seine Ziele sind:
(1) Verbessern Sie die thermische und elektrische Leitfähigkeit des Produkts.
(2) Zur Verbesserung der Hitzeschockbeständigkeit und chemischen Stabilität des Produkts.
(3) Verbessern Sie die Schmierfähigkeit und Verschleißfestigkeit des Produkts.
(4) Entfernen Sie Verunreinigungen und verbessern Sie die Produktfestigkeit.

Bearbeitung: Warum müssen Carbonprodukte bearbeitet werden?
(1) Die Notwendigkeit der plastischen Chirurgie

Die komprimierten Kohlenstoffprodukte bestimmter Größe und Form weisen beim Rösten und Graphitieren unterschiedliche Verformungs- und Kollisionsschäden auf. Gleichzeitig werden einige Füllstoffe an der Oberfläche der komprimierten Kohlenstoffprodukte gebunden.
Eine Verwendung ist ohne mechanische Bearbeitung nicht möglich, daher muss das Produkt in eine bestimmte geometrische Form gebracht und verarbeitet werden.

(2) Die Notwendigkeit der Nutzung

Entsprechend den Anforderungen des Benutzers an die Verarbeitung.
Wenn die Graphitelektrode eines Elektroofens zur Stahlherstellung angeschlossen werden muss, muss an beiden Enden des Produkts ein Gewindeloch angebracht werden. Anschließend müssen die beiden Elektroden mit einer speziellen Gewindeverbindung verbunden werden.

(3) Technologische Anforderungen

Einige Produkte müssen entsprechend den technologischen Anforderungen der Benutzer in spezielle Formen und Spezifikationen verarbeitet werden.
Es ist eine noch geringere Oberflächenrauheit erforderlich.


Veröffentlichungszeit: 10. Dezember 2020