กระบวนการทางเทคนิคโดยละเอียดของอิเล็กโทรดกราไฟต์

วัตถุดิบ: วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตคาร์บอนมีอะไรบ้าง?

ในกระบวนการผลิตคาร์บอน วัตถุดิบที่ใช้โดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นวัตถุดิบคาร์บอนแข็ง สารยึดเกาะ และสารเคลือบผิว
วัตถุดิบคาร์บอนแข็ง ได้แก่ ปิโตรเลียมโค้ก, บิทูมินัสโค้ก, เมทัลลูริคัลโค้ก, แอนทราไซต์, กราไฟต์ธรรมชาติ และเศษกราไฟต์ เป็นต้น
สารยึดเกาะและสารทำให้ซึมซับ ได้แก่ น้ำมันดินจากถ่านหิน น้ำมันแอนทราซีน และเรซินสังเคราะห์ เป็นต้น
นอกจากนี้ ยังมีการใช้วัสดุเสริมบางอย่าง เช่น ทรายควอตซ์ อนุภาคถ่านโค้กสำหรับงานโลหะวิทยา และผงถ่านโค้ก ในกระบวนการผลิตด้วย
ผลิตภัณฑ์คาร์บอนและกราไฟต์ชนิดพิเศษบางชนิด (เช่น เส้นใยคาร์บอน ถ่านกัมมันต์ คาร์บอนไพโรไลติก และกราไฟต์ไพโรไลติก คาร์บอนแก้ว) ผลิตขึ้นจากวัสดุพิเศษอื่นๆ

การเผา: การเผาคืออะไร? วัตถุดิบใดบ้างที่ต้องนำมาเผา??

อุณหภูมิสูงของวัตถุดิบคาร์บอนในสภาวะที่แยกจากอากาศ (1200-1500°C)
กระบวนการให้ความร้อนนี้เรียกว่า การเผา (calcination)
การเผาเป็นกระบวนการให้ความร้อนขั้นแรกในการผลิตคาร์บอน การเผาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในโครงสร้าง คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของวัตถุดิบคาร์บอนทุกชนิด
ทั้งถ่านหินแอนทราไซต์และถ่านโค้กปิโตรเลียมมีสารระเหยอยู่จำนวนหนึ่งและจำเป็นต้องผ่านกระบวนการเผาให้ร้อน
อุณหภูมิการเกิดโค้กของบิทูมินัสโค้กและเมทัลลูร์จิคัลโค้กค่อนข้างสูง (สูงกว่า 1000°C) ซึ่งเทียบเท่ากับอุณหภูมิของเตาเผาในโรงงานผลิตคาร์บอน หลังจากนั้นจะไม่สามารถเผาไหม้ได้อีกต่อไปและจำเป็นต้องทำให้แห้งด้วยความชื้นเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม หากใช้บิทูมินัสโค้กและปิโตรเลียมโค้กร่วมกันก่อนการเผา จะต้องส่งไปยังเตาเผาเพื่อเผาพร้อมกับปิโตรเลียมโค้ก
กราไฟต์และคาร์บอนแบล็กจากธรรมชาติไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการเผา
การขึ้นรูป: หลักการของการขึ้นรูปด้วยการอัดรีดคืออะไร?
สาระสำคัญของกระบวนการอัดรีดคือ เมื่อเนื้อวัสดุผ่านหัวฉีดที่มีรูปร่างเฉพาะภายใต้แรงดันแล้ว จะถูกอัดและเปลี่ยนรูปเป็นชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดตามต้องการ
กระบวนการขึ้นรูปด้วยการอัดรีดเป็นกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติกของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นหลัก

กระบวนการอัดขึ้นรูปของเนื้อครีมจะดำเนินการในห้องวัสดุ (หรือกระบอกเนื้อครีม) และหัวฉีดรูปโค้งวงกลม
เนื้อครีมร้อนในช่องบรรจุจะถูกขับเคลื่อนโดยลูกสูบหลักด้านหลัง
ก๊าซในเนื้อปูนถูกบีบออกอย่างต่อเนื่อง เนื้อปูนถูกอัดแน่นอย่างต่อเนื่อง และเนื้อปูนก็เคลื่อนที่ไปข้างหน้าพร้อมกัน
เมื่อเนื้อครีมเคลื่อนที่ในส่วนทรงกระบอกของห้อง เนื้อครีมจะมีลักษณะการไหลที่คงที่ และชั้นของเม็ดครีมจะขนานกันโดยพื้นฐาน
เมื่อเนื้อแป้งเข้าสู่ส่วนโค้งของหัวฉีดอัดขึ้นรูป เนื้อแป้งที่อยู่ใกล้ผนังปากหัวฉีดจะพบกับแรงเสียดทานต้านทานที่มากขึ้น ทำให้วัสดุเริ่มงอ เนื้อแป้งภายในจึงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ส่งผลให้ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ตามแนวรัศมีไม่สม่ำเสมอ จึงเกิดการอุดตันในการอัดขึ้นรูป

เกิดความเครียดภายในเนื่องจากความเร็วที่แตกต่างกันของชั้นในและชั้นนอก
สุดท้าย เนื้อครีมจะเข้าสู่ส่วนการเปลี่ยนรูปเชิงเส้นและถูกอัดออกมา
การอบ
การคั่วคืออะไร? จุดประสงค์ของการคั่วคืออะไร?

การคั่วเป็นกระบวนการให้ความร้อนโดยการนำผลิตภัณฑ์ดิบที่อัดแน่นมาให้ความร้อนในอัตราที่กำหนด ภายใต้สภาวะที่ไม่มีอากาศแทรกซึมในตัวกลางป้องกันภายในเตาอบ

วัตถุประสงค์ของการให้เงินสนับสนุนคือ:
(1) ไม่รวมสารระเหย สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ถ่านหินแอสฟัลต์เป็นสารยึดเกาะ โดยทั่วไปจะมีสารระเหยประมาณ 10% ที่ถูกปล่อยออกมาหลังจากการเผา ดังนั้นอัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการเผาจึงโดยทั่วไปต่ำกว่า 90%
(2) ผลิตภัณฑ์โค้กสำหรับยึดเกาะจะถูกคั่วตามเงื่อนไขทางเทคโนโลยีบางประการเพื่อให้ได้โค้กสำหรับยึดเกาะ โดยจะเกิดเครือข่ายโค้กขึ้นระหว่างอนุภาคของมวลรวมเพื่อเชื่อมต่อมวลรวมที่มีขนาดอนุภาคต่างกันทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีบางประการ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยิ่งอัตราการโค้กสูง คุณภาพก็จะยิ่งดีขึ้น อัตราการโค้กของแอสฟัลต์อุณหภูมิปานกลางอยู่ที่ประมาณ 50%
(3) รูปทรงเรขาคณิตคงที่
ในกระบวนการคั่วผลิตภัณฑ์ดิบ ปรากฏการณ์การอ่อนตัวและการเคลื่อนตัวของสารยึดเกาะเกิดขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โครงข่ายการเกิดถ่านโค้กจะก่อตัวขึ้น ทำให้ผลิตภัณฑ์แข็งตัว ดังนั้นรูปร่างของผลิตภัณฑ์จึงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
(4) ลดความต้านทาน
ในกระบวนการคั่ว เนื่องจากการกำจัดสารระเหย การเกิดโค้กของแอสฟัลต์จึงก่อตัวเป็นโครงข่ายโค้ก การสลายตัวและการเกิดพอลิเมอร์ของแอสฟัลต์ และการก่อตัวของโครงข่ายระนาบวงแหวนคาร์บอนหกเหลี่ยมขนาดใหญ่ ฯลฯ ทำให้ความต้านทานลดลงอย่างมาก ผลิตภัณฑ์ดิบมีความต้านทานประมาณ 10,000 x 10⁻⁶ โอห์มเมตร หลังจากคั่วแล้วเหลือ 40-50 x 10⁻⁶ โอห์มเมตร จัดเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
(5) การหดตัวของปริมาตรเพิ่มเติม
หลังจากอบแล้ว ผลิตภัณฑ์จะหดตัวลงประมาณ 1% ในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง 2% ในความยาว และ 2-3% ในปริมาตร
วิธีการตรวจสอบ: เหตุใดจึงต้องแช่ผลิตภัณฑ์คาร์บอนในน้ำ?
ผลิตภัณฑ์ดิบหลังการขึ้นรูปด้วยการอัดจะมีรูพรุนต่ำมาก
อย่างไรก็ตาม หลังจากคั่ววัตถุดิบแล้ว ส่วนหนึ่งของยางมะตอยจากถ่านหินจะสลายตัวกลายเป็นก๊าซและระเหยออกไป ส่วนอีกส่วนหนึ่งจะกลายเป็นถ่านโค้กบิทูมินัส
ปริมาตรของถ่านโค้กบิทูมินัสที่ได้นั้นน้อยกว่าปริมาตรของถ่านหินบิทูเมนมาก แม้ว่าจะหดตัวลงเล็กน้อยในกระบวนการเผา แต่ก็ยังคงเกิดรูพรุนขนาดเล็กและไม่สม่ำเสมอจำนวนมากที่มีขนาดรูพรุนแตกต่างกันในผลิตภัณฑ์
ตัวอย่างเช่น โดยทั่วไปแล้ว ความพรุนรวมของผลิตภัณฑ์กราไฟต์จะสูงถึง 25-32% และของผลิตภัณฑ์คาร์บอนจะอยู่ที่ 16-25%
การมีรูพรุนจำนวนมากย่อมส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
โดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์กราไฟต์จะมีรูพรุนเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นปริมาตรลดลง ความต้านทานเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงเชิงกลเพิ่มขึ้น แต่ที่อุณหภูมิหนึ่ง อัตราการเกิดออกซิเดชันจะเร่งขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง และก๊าซและของเหลวจะซึมผ่านได้ง่ายขึ้น
การอัดฉีดเป็นกระบวนการลดรูพรุน เพิ่มความหนาแน่น เพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงอัด ลดความต้านทานไฟฟ้า และเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
กระบวนการกราไฟต์: กระบวนการกราไฟต์คืออะไร?
จุดประสงค์ของการทำกราไฟต์คืออะไร?
การกราไฟต์เป็นกระบวนการให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง โดยใช้ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการอบแล้วให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงในเตาเผาแบบกราไฟต์ เพื่อให้โครงสร้างระนาบอะตอมคาร์บอนหกเหลี่ยมเปลี่ยนจากการซ้อนทับกันอย่างไม่เป็นระเบียบในพื้นที่สองมิติ ไปเป็นการซ้อนทับกันอย่างเป็นระเบียบในพื้นที่สามมิติ และมีโครงสร้างเป็นกราไฟต์

วัตถุประสงค์ของมันคือ:
(1) ปรับปรุงการนำความร้อนและการนำไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์
(2) เพื่อปรับปรุงความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันและความเสถียรทางเคมีของผลิตภัณฑ์
(3) ปรับปรุงคุณสมบัติการหล่อลื่นและความทนทานต่อการสึกหรอของผลิตภัณฑ์
(4) กำจัดสิ่งเจือปนและปรับปรุงความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์

การกลึง: เหตุใดผลิตภัณฑ์คาร์บอนจึงจำเป็นต้องผ่านการกลึง?
(1) ความจำเป็นในการศัลยกรรมตกแต่ง

ผลิตภัณฑ์คาร์บอนอัดที่มีขนาดและรูปร่างที่แน่นอนจะมีระดับการเสียรูปและความเสียหายจากการชนที่แตกต่างกันระหว่างการเผาและการกราไฟต์ ในขณะเดียวกัน สารตัวเติมบางชนิดจะถูกยึดติดบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์คาร์บอนอัดเหล่านั้น
ไม่สามารถใช้งานได้หากปราศจากการแปรรูปทางกล ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงต้องได้รับการขึ้นรูปและแปรรูปให้เป็นรูปทรงเรขาคณิตตามที่กำหนด

(2) ความจำเป็นในการใช้งาน

ตามความต้องการในการประมวลผลของผู้ใช้
หากจำเป็นต้องเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกราไฟต์ของเตาหลอมเหล็กไฟฟ้า จะต้องเจาะรูเกลียวที่ปลายทั้งสองด้านของผลิตภัณฑ์ จากนั้นจึงเชื่อมต่ออิเล็กโทรดทั้งสองเข้าด้วยกันโดยใช้ข้อต่อเกลียวพิเศษ

(3) ข้อกำหนดทางเทคโนโลยี

ผลิตภัณฑ์บางอย่างจำเป็นต้องได้รับการแปรรูปให้เป็นรูปทรงและคุณสมบัติพิเศษตามความต้องการทางเทคโนโลยีของผู้ใช้งาน
จำเป็นต้องลดความหยาบของพื้นผิวให้มากยิ่งขึ้นไปอีก


วันที่โพสต์: 10 ธันวาคม 2020