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??
กระบวนการให้ความร้อนนี้เรียกว่า การเผา (calcination)
การเผาเป็นกระบวนการให้ความร้อนขั้นแรกในการผลิตคาร์บอน การเผาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างในโครงสร้าง คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของวัตถุดิบคาร์บอนทุกชนิด
อุณหภูมิการเกิดโค้กของบิทูมินัสโค้กและเมทัลลูร์จิคัลโค้กค่อนข้างสูง (สูงกว่า 1000°C) ซึ่งเทียบเท่ากับอุณหภูมิของเตาเผาในโรงงานผลิตคาร์บอน หลังจากนั้นจะไม่สามารถเผาไหม้ได้อีกต่อไปและจำเป็นต้องทำให้แห้งด้วยความชื้นเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม หากใช้บิทูมินัสโค้กและปิโตรเลียมโค้กร่วมกันก่อนการเผา จะต้องส่งไปยังเตาเผาเพื่อเผาพร้อมกับปิโตรเลียมโค้ก
กราไฟต์และคาร์บอนแบล็กจากธรรมชาติไม่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการเผา
กระบวนการขึ้นรูปด้วยการอัดรีดเป็นกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติกของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นหลัก
กระบวนการอัดขึ้นรูปของเนื้อครีมจะดำเนินการในห้องวัสดุ (หรือกระบอกเนื้อครีม) และหัวฉีดรูปโค้งวงกลม
เนื้อครีมร้อนในช่องบรรจุจะถูกขับเคลื่อนโดยลูกสูบหลักด้านหลัง
ก๊าซในเนื้อปูนถูกบีบออกอย่างต่อเนื่อง เนื้อปูนถูกอัดแน่นอย่างต่อเนื่อง และเนื้อปูนก็เคลื่อนที่ไปข้างหน้าพร้อมกัน
เมื่อเนื้อครีมเคลื่อนที่ในส่วนทรงกระบอกของห้อง เนื้อครีมจะมีลักษณะการไหลที่คงที่ และชั้นของเม็ดครีมจะขนานกันโดยพื้นฐาน
เมื่อเนื้อแป้งเข้าสู่ส่วนโค้งของหัวฉีดอัดขึ้นรูป เนื้อแป้งที่อยู่ใกล้ผนังปากหัวฉีดจะพบกับแรงเสียดทานต้านทานที่มากขึ้น ทำให้วัสดุเริ่มงอ เนื้อแป้งภายในจึงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน ส่งผลให้ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ตามแนวรัศมีไม่สม่ำเสมอ จึงเกิดการอุดตันในการอัดขึ้นรูป
สุดท้าย เนื้อครีมจะเข้าสู่ส่วนการเปลี่ยนรูปเชิงเส้นและถูกอัดออกมา
การคั่วเป็นกระบวนการให้ความร้อนโดยการนำผลิตภัณฑ์ดิบที่อัดแน่นมาให้ความร้อนในอัตราที่กำหนด ภายใต้สภาวะที่ไม่มีอากาศแทรกซึมในตัวกลางป้องกันภายในเตาอบ
ในกระบวนการคั่ว เนื่องจากการกำจัดสารระเหย การเกิดโค้กของแอสฟัลต์จึงก่อตัวเป็นโครงข่ายโค้ก การสลายตัวและการเกิดพอลิเมอร์ของแอสฟัลต์ และการก่อตัวของโครงข่ายระนาบวงแหวนคาร์บอนหกเหลี่ยมขนาดใหญ่ ฯลฯ ทำให้ความต้านทานลดลงอย่างมาก ผลิตภัณฑ์ดิบมีความต้านทานประมาณ 10,000 x 10⁻⁶ โอห์มเมตร หลังจากคั่วแล้วเหลือ 40-50 x 10⁻⁶ โอห์มเมตร จัดเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
หลังจากอบแล้ว ผลิตภัณฑ์จะหดตัวลงประมาณ 1% ในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง 2% ในความยาว และ 2-3% ในปริมาตร
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
วัตถุประสงค์ของมันคือ:
(1) ปรับปรุงการนำความร้อนและการนำไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์
(2) เพื่อปรับปรุงความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันและความเสถียรทางเคมีของผลิตภัณฑ์
(3) ปรับปรุงคุณสมบัติการหล่อลื่นและความทนทานต่อการสึกหรอของผลิตภัณฑ์
(4) กำจัดสิ่งเจือปนและปรับปรุงความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์
ผลิตภัณฑ์คาร์บอนอัดที่มีขนาดและรูปร่างที่แน่นอนจะมีระดับการเสียรูปและความเสียหายจากการชนที่แตกต่างกันระหว่างการเผาและการกราไฟต์ ในขณะเดียวกัน สารตัวเติมบางชนิดจะถูกยึดติดบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์คาร์บอนอัดเหล่านั้น
ไม่สามารถใช้งานได้หากปราศจากการแปรรูปทางกล ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงต้องได้รับการขึ้นรูปและแปรรูปให้เป็นรูปทรงเรขาคณิตตามที่กำหนด
(2) ความจำเป็นในการใช้งาน
ตามความต้องการในการประมวลผลของผู้ใช้
หากจำเป็นต้องเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกราไฟต์ของเตาหลอมเหล็กไฟฟ้า จะต้องเจาะรูเกลียวที่ปลายทั้งสองด้านของผลิตภัณฑ์ จากนั้นจึงเชื่อมต่ออิเล็กโทรดทั้งสองเข้าด้วยกันโดยใช้ข้อต่อเกลียวพิเศษ
(3) ข้อกำหนดทางเทคโนโลยี
ผลิตภัณฑ์บางอย่างจำเป็นต้องได้รับการแปรรูปให้เป็นรูปทรงและคุณสมบัติพิเศษตามความต้องการทางเทคโนโลยีของผู้ใช้งาน
จำเป็นต้องลดความหยาบของพื้นผิวให้มากยิ่งขึ้นไปอีก
วันที่โพสต์: 10 ธันวาคม 2020