Diagrama de flux del procés de producció d'elèctrodes de grafit

Diagrama de flux del procés de producció d'elèctrodes de grafit
Matèries primeres: quines són les matèries primeres utilitzades per a la producció de carboni?
En la producció de carboni, les matèries primeres utilitzades habitualment es poden dividir en dues categories: matèries primeres de carboni sòlid i aglutinants i impregnants. Les matèries primeres de carboni sòlid inclouen coc de petroli, coc d'asfalt, coc metal·lúrgic, antracita, grafit natural i fragments de grafit; els aglutinants i impregnants inclouen quitrà de hulla, quitrà de hulla, oli d'antracè i resines sintètiques. A més, també s'utilitzen alguns materials auxiliars en la producció, com ara sorra de quars, partícules de coc metal·lúrgic i pols de coc. Altres matèries primeres especials s'utilitzen per produir alguns productes especials de carboni i grafit (com ara fibra de carboni, carbó actiu, carbó pirolític i grafit pirolític, carbó vidre).

Calcinació: Què és la calcinació? Quines matèries primeres cal calcinar?
El procés de tractament tèrmic a alta temperatura (1200-1500 grau) de matèries primeres de carboni en condicions d'estanquitat a l'aire s'anomena calcinació. La calcinació és el primer procés de tractament tèrmic en la producció de carboni. La calcinació provoca una sèrie de canvis en l'estructura i les propietats físiques i químiques de diverses matèries primeres de carboni.
L'antracita i el coc de petroli contenen una certa quantitat de matèria volàtil i s'han de calcinar. La temperatura de cocització del coc de breu i del coc metal·lúrgic és relativament alta (per sobre dels 1000 graus), que és equivalent a la temperatura del forn de calcinació de la planta de carboni. No cal calcinar-los, només cal assecar la humitat. Tanmateix, si el coc de breu i el coc de petroli es barregen abans de la calcinació, s'han d'enviar al forn de calcinació juntament amb el coc de petroli per a la calcinació. El grafit natural i el negre de carboni no necessiten ser calcinats.
Premsat: quin és el principi de l'emmotllament per extrusió?
L'essència del procés d'extrusió és fer que la pasta passi per una determinada forma de matriu a pressió, i després es compacti i es deformi plàsticament per convertir-se en un blanc amb una determinada forma i mida. El procés d'emmotllament per extrusió és principalment el procés de deformació plàstica de la pasta.
El procés d'extrusió de pasta es realitza a la cambra de material (o cilindre de pasta) i la matriu en forma d'arc. La pasta calenta carregada a la cambra de material és empesa pel pistó principal posterior. El gas de la pasta es veu obligat a descarregar-se contínuament, la pasta és contínuament densa i la pasta avança al mateix temps. Quan la pasta es mou a la part cilíndrica de la cambra del material, la pasta es pot considerar com un flux estable i cada capa de partícules es mou bàsicament en paral·lel. Quan la pasta entra al broquet d'extrusió amb deformació d'arc, la pasta propera a la paret del broquet troba una major resistència a la fricció, la capa de material comença a doblegar-se i es generen diferents velocitats d'avanç dins de la pasta. La capa interna de pasta avança cap endavant, donant lloc a una densitat desigual del producte al llarg de la direcció radial. Per tant, al bloc d'extrusió es genera estrès intern causat per diferents cabals de les capes interior i exterior. Finalment, la pasta entra a la part de deformació lineal i s'extrudeix.

Cocció: Què és la cocció? Quin és l'objectiu de la cocció?

La cocció és un procés de tractament tèrmic en el qual el producte en brut després del premsat s'escalfa en un medi protector en un forn de calefacció en condicions d'estanqueïtat a l'aire a una velocitat d'escalfament determinada.

La finalitat de la cocció és:

(1) Eliminar els volàtils. Els productes que utilitzen quitrà de hulla com a aglutinant generalment emeten al voltant del 10% de les substàncies volàtils després de la cocció. Per tant, el rendiment de cocció és generalment inferior al 90%.
(2) Coquització d'aglutinant El producte cru es torre en determinades condicions de procés per cocitzar l'aglutinant i formar una xarxa de coc entre les partícules d'agregat, unint fermament tots els agregats de diferents mides de partícules, de manera que el producte tingui certes propietats físiques i químiques. En les mateixes condicions, com més gran sigui la taxa de cocització, millor serà la qualitat. En general, la taxa de carboni residual de coquització de l'asfalt de temperatura mitjana és d'aproximadament el 50%.
(3) Forma geomètrica fixa El producte cru s'estova i l'aglutinant migra durant el procés de torrat. A mesura que augmenta la temperatura, es forma una xarxa de cocització que fa que el producte sigui rígid. Per tant, encara que la temperatura torni a pujar, la seva forma no canvia.
(4) Reducció de la resistivitat Durant el procés de torrat, la resistivitat disminueix significativament a causa de l'eliminació de substàncies volàtils, la coquització de l'asfalt per formar una xarxa de coc, la descomposició i polimerització de l'asfalt i la formació d'una gran xarxa plana de carboni hexagonal. La resistivitat del producte en brut és d'uns 10000×10-6Ω·m, que baixa a 40--50×{10-6Ω·m després de la torrat, i s'anomena bon conductor.
(5) Més contracció de volum Després de rostir, el diàmetre del producte es redueix aproximadament un 1%, la longitud es redueix aproximadament un 2% i el volum es redueix un 2-3%.

Impregnació: per què cal impregnar els productes de carboni?
La porositat del producte cru després del premsat és molt baixa. Tanmateix, després de rostir el producte cru, una part de la breu de quitrà de hulla es descompon en gas i s'escapa durant el procés de torrat, mentre que l'altra part es coca en coc d'asfalt. El volum del coc d'asfalt generat és molt més petit que el volum original de la brea de quitrà de hulla. Tot i que es redueix lleugerament durant el procés de torrat, encara es formen molts petits porus irregulars amb diferents mides de porus dins del producte. Per exemple, la porositat total dels productes grafititzats és generalment del 25-32%, i la porositat total dels productes de carboni és generalment del 16-25%. La presència d'un gran nombre de porus inevitablement tindrà un cert impacte en les propietats físiques i químiques del producte. En termes generals, la porositat dels productes grafititzats augmenta, la seva densitat de volum disminueix, la seva resistivitat augmenta, la seva resistència mecànica disminueix, la seva velocitat d'oxidació s'accelera a una determinada temperatura, la seva resistència a la corrosió també es deteriora i són més fàcilment penetrats pels gasos i líquids.
La impregnació és un procés que redueix la porositat dels productes, augmenta la densitat, augmenta la resistència a la compressió, redueix la resistivitat dels productes acabats i modifica les propietats físiques i químiques dels productes.

Grafitització: Què és la grafitització? Quina és la finalitat de la grafitització?

La grafitització és un procés de tractament tèrmic a alta temperatura en què els productes torrats es col·loquen en un medi protector en un forn de grafitització i s'escalfen a una temperatura elevada, de manera que la graella plana de l'àtom de carboni hexagonal es transforma d'una superposició desordenada en un espai bidimensional. a una superposició ordenada en l'espai tridimensional i té una estructura de grafit.

La seva finalitat és:

(1) Millorar la conductivitat tèrmica i elèctrica del producte.

(2) Millorar la resistència al xoc tèrmic i l'estabilitat química del producte.

(3) Millorar la lubricitat i la resistència al desgast del producte.

(4) Elimina les impureses i millora la força del producte.

Mecanitzat: per què s'han de mecanitzar els productes de carboni?
(1) La necessitat de donar forma
Els productes en brut de carboni amb una mida i una forma determinades es deformaran i es danyaran en diferents graus durant el procés de torrat i grafitització. Al mateix temps, alguns farcits també s'adhereixen a la seva superfície. Si no es processen mecànicament, no es poden utilitzar. Per tant, els productes s'han de donar forma i processar en la forma geomètrica especificada.
(2) Necessitat d'ús
El tractament es realitza segons els requisits d'ús de l'usuari. Per exemple, si els elèctrodes de grafit per a la fabricació d'acer del forn elèctric s'han de connectar per utilitzar-los, els forats roscats s'han de mecanitzar als dos extrems del producte i, a continuació, els dos elèctrodes s'han de connectar amb una junta roscada especial per al seu ús.
(3) Necessitats de processament
Alguns productes s'han de processar en formes i especificacions especials segons les necessitats del procés de l'usuari, i fins i tot requereixen una menor rugositat superficial.