Rohstoffe: Welche Rohstoffe werden für die Kohlenstoffproduktion verwendet?
Bei der Kohlenstoffproduktion lassen sich die üblicherweise verwendeten Rohstoffe in feste Kohlenstoffrohstoffe sowie Bindemittel und Imprägniermittel unterteilen.
Zu den festen Kohlenstoffrohstoffen gehören Petrolkoks, Bitumenkoks, metallurgischer Koks, Anthrazit, Naturgraphit und Graphitschrott usw.
Als Bindemittel und Imprägniermittel dienen unter anderem Kohlenpech, Kohlenteer, Anthracenöl und Kunstharz.
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, Glaskohlenstoff) werden aus anderen speziellen Materialien hergestellt.
Kalzinierung: Was ist Kalzinierung? Welche Rohstoffe müssen kalziniert werden??
Der Prozess der Wärmebehandlung wird Kalzinierung genannt.
Die Kalzinierung ist der erste Wärmebehandlungsprozess bei der Kohlenstoffproduktion. Durch die Kalzinierung ergeben sich eine Reihe von Veränderungen in der Struktur sowie den physikalischen und chemischen Eigenschaften aller Arten von kohlenstoffhaltigen Rohstoffen.
Die Koksbildungstemperatur von bituminösem und metallurgischem Koks ist relativ hoch (über 1000 °C) und entspricht der Temperatur im Kalzinierungsofen einer Kohlefabrik. Bei dieser Temperatur kann der Koks nicht weiter kalziniert werden und muss lediglich mit Feuchtigkeit getrocknet werden.
Werden jedoch bituminöser Koks und Petrolkoks vor dem Kalzinieren zusammen verwendet, so müssen sie zusammen mit dem Petrolkoks zum Kalzinieren in den Kalzinator gegeben werden.
Natürlicher Graphit und Ruß benötigen keine Kalzinierung.
Beim Extrusionsformverfahren handelt es sich im Wesentlichen um einen plastischen Verformungsprozess der Paste.
Der Extrusionsprozess der Paste wird in der Materialkammer (bzw. im Pastenzylinder) und der kreisförmigen Bogendüse durchgeführt.
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 zylindrischen Teil der Kammer bewegt, kann von einem stabilen Fluss der Paste ausgegangen werden, und die Granulatschicht ist im Wesentlichen parallel.
Wenn die Paste in den Teil der Extrusionsdüse mit bogenförmiger Verformung eintritt, erfährt die Paste in der Nähe der Düsenwand einen größeren Reibungswiderstand beim Vorschub. Das Material beginnt sich zu biegen, die Paste im Inneren erzeugt unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten, die innere Paste wird schneller vorgeschoben, was dazu führt, dass die Produktdichte entlang der Radialrichtung ungleichmäßig ist und es im Extrusionsblock zu Verstopfungen kommt.
Schließlich gelangt die Paste in den linearen Verformungsbereich und wird extrudiert.
Beim Rösten handelt es sich um einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem komprimierte Rohprodukte unter Luftausschluss in einem Schutzmedium im Ofen mit einer bestimmten Geschwindigkeit erhitzt werden.
Beim Röstprozess kommt es aufgrund der Entfernung flüchtiger Bestandteile, der Verkokung des Asphalts, der Bildung eines Koksnetzes, der Zersetzung und Polymerisation des Asphalts sowie der Bildung eines großen hexagonalen Kohlenstoffringnetzwerks etc. zu einer signifikanten Verringerung des spezifischen Widerstands. Der spezifische Widerstand des Rohprodukts beträgt etwa 10000 x 10-6 Ω·m, nach dem Rösten nur noch 40-50 x 10-6 Ω·m; man spricht dann von guten Leitern.
Nach dem Rösten schrumpft das Produkt um etwa 1 % im Durchmesser, 2 % in der Länge und 2-3 % im Volumen.
Nach dem Rösten der Rohprodukte zersetzt sich jedoch ein Teil des Kohleasphalts in Gas und entweicht, während der andere Teil zu bituminösem Koks verkokt.
Das Volumen des erzeugten bituminösen Kokses ist deutlich geringer als das von Steinkohlenbitumen. Obwohl er sich beim Röstprozess leicht zusammenzieht, bilden sich im Produkt dennoch viele unregelmäßige und kleine Poren unterschiedlicher Größe.
Die Gesamtporosität graphitierter Produkte beträgt beispielsweise im Allgemeinen bis zu 25-32%, die von Kohlenstoffprodukten im Allgemeinen 16-25%.
Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Poren wird zwangsläufig die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Produkte beeinflussen.
Im Allgemeinen weisen graphitierte Produkte mit erhöhter Porosität, verringerter Volumendichte, erhöhtem spezifischem Widerstand und erhöhter mechanischer Festigkeit bei einer bestimmten Temperatur eine beschleunigte Oxidationsrate, eine verschlechterte Korrosionsbeständigkeit und eine erhöhte Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten auf.
Die Imprägnierung ist ein Verfahren, um die Porosität zu verringern, die Dichte zu erhöhen, die Druckfestigkeit zu steigern, den spezifischen Widerstand des Endprodukts zu verringern und die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts zu verändern.
Seine Ziele sind:
(1) Verbesserung der thermischen und elektrischen Leitfähigkeit des Produkts.
(2) Zur Verbesserung der Hitzeschockbeständigkeit und der chemischen Stabilität des Produkts.
(3) Verbesserung der Schmierfähigkeit und Verschleißfestigkeit des Produkts.
(4) Verunreinigungen entfernen und die Produktfestigkeit verbessern.
Die komprimierten Kohlenstoffprodukte mit bestimmter Größe und Form weisen während des Röst- und Graphitisierungsprozesses unterschiedliche Grade an Verformung und Stoßschäden auf. Gleichzeitig lagern sich Füllstoffe an der Oberfläche der komprimierten Kohlenstoffprodukte an.
Ohne mechanische Bearbeitung ist es nicht verwendbar, daher muss das Produkt in eine bestimmte geometrische Form gebracht und verarbeitet werden.
(2) Die Notwendigkeit der Verwendung
Gemäß den Verarbeitungsanforderungen des Nutzers.
Wenn die Graphitelektrode des Elektroofen-Stahlherstellungsgeräts angeschlossen werden muss, müssen an beiden Enden des Produkts Gewindebohrungen angebracht werden, und anschließend müssen die beiden Elektroden mit einem speziellen Gewindegelenk verbunden werden.
(3) Technologische Anforderungen
Manche Produkte müssen gemäß den technologischen Bedürfnissen der Anwender in spezielle Formen und Spezifikationen verarbeitet werden.
Eine noch geringere Oberflächenrauheit ist erforderlich.
Veröffentlichungsdatum: 10. Dezember 2020