グラファイト電極の詳細な技術プロセス

原材料:カーボン生産に使用される原材料は何ですか?

炭素生産において、通常使用される原料は、固体炭素原料とバインダーおよび含浸剤に分けられます。
固体炭素原料には、石油コークス、瀝青質コークス、冶金コークス、無煙炭、天然黒鉛、黒鉛スクラップなどがあります。
バインダーおよび含浸剤としては、石炭ピッチ、コールタール、アントラセン油、合成樹脂などが挙げられる。
さらに、石英砂、冶金コークス粒子、コークス粉末などの補助材料も生産に使用されます。
一部の特殊な炭素およびグラファイト製品(炭素繊維、活性炭、熱分解炭素および熱分解グラファイト、ガラス炭素など)は、他の特殊な材料から製造されます。

焼成:焼成とは何か?焼成が必要な原材料は何か??

空気から隔離された炭素原料の高温(1200~1500℃)
熱処理のプロセスは焼成と呼ばれます。
焼成は炭素生産における最初の熱処理工程です。焼成は、あらゆる種類の炭素質原料の構造と物理的・化学的性質に一連の変化を引き起こします。
無煙炭と石油コークスはどちらも一定量の揮発性物質を含んでいるため、焼成する必要があります。
瀝青コークスと冶金コークスのコークス形成温度は比較的高く(1000℃以上)、これは炭素工場の焼成炉の温度に相当します。もはや焼成は不可能であり、水分を含ませて乾燥させるだけで済みます。
ただし、瀝青質コークスと石油コークスを焼成前に併用する場合には、石油コークスとともに焼成炉に送って焼成するものとする。
天然黒鉛およびカーボンブラックは焼成を必要としません。
成形:押し出し成形の原理は何ですか?
押し出しプロセスの本質は、ペーストが圧力を受けて特定形状のノズルを通過した後、圧縮され、塑性変形されて特定の形状とサイズのブラン​​クになることです。
押し出し成形工程は主にペーストの塑性変形工程です。

ペーストの押し出し工程は、材料室(またはペーストシリンダー)と円弧ノズルで実行されます。
充填室内の熱いペーストは、後部のメインプランジャーによって駆動されます。
ペースト内のガスは強制的に連続的に排出され、ペーストは連続的に圧縮され、同時にペーストは前方に移動します。
ペーストがチャンバーの円筒部分内を移動するとき、ペーストは安定した流れとみなされ、粒状層は基本的に平行になります。
ペーストが円弧変形を伴う押出ノズル部分に入ると、口壁に近いペーストは前進時により大きな摩擦抵抗を受け、材料が曲がり始め、ペースト内部で異なる前進速度が生じ、内側のペーストが先行して前進するため、製品の半径方向の密度が均一でなくなり、押出ブロックに問題が発生します。

内層と外層の速度差により内部応力が発生します。
最後にペーストが直線変形部に入り込み押し出されます。
ベーキング
焙煎とは何ですか?焙煎の目的は何ですか?

焙煎とは、圧縮された原料を炉内の保護媒体で空気を遮断した状態で一定速度で加熱する熱処理プロセスです。

バックアップの目的は次のとおりです。
(1)揮発分を除去する石炭アスファルトをバインダーとして用いた製品の場合、焙焼後に揮発分が通常10%程度排出される。そのため、焙焼製品の揮発分排出率は一般的に90%以下となる。
(2)バインダーコークス原料は、一定の技術条件に従って焙焼され、バインダーコークスが作られます。骨材粒子間にコークスネットワークが形成され、粒子サイズの異なる骨材がすべてしっかりと結合されるため、製品は一定の物理的および化学的性質を持ちます。同じ条件下では、コークス化率が高いほど、品質は良くなります。中温アスファルトのコークス化率は約50%です。
(3)固定された幾何学的形状
原料製品の焙煎工程において、軟化とバインダーの移動という現象が発生しました。温度の上昇に伴い、コーキングネットワークが形成され、製品が硬くなります。そのため、温度が上昇しても形状は変化しません。
(4)抵抗率を下げる
焙煎工程では、揮発成分の除去、アスファルトのコークス化によるコークス格子の形成、アスファルトの分解と重合、大きな六角形炭素環平面ネットワークの形成などにより、抵抗率が大幅に低下します。生の製品の抵抗率は約10000 x 10-6 Ω "mですが、焙煎後は40〜50 x 10-6 Ω "mになり、良導体と呼ばれます。
(5)さらなる数量減少
焙煎後、製品の直径は約1%、長さは約2%、体積は2~3%収縮します。
含浸法:なぜ炭素製品を浸軟させるのですか?
圧縮成形後の原料製品は多孔度が非常に低いです。
しかし、原料を焙焼すると、石炭アスファルトの一部はガスに分解されて放出され、残りは瀝青質コークスに固化します。
生成される瀝青コークスの量は石炭瀝青よりもはるかに少ないです。焙焼工程でわずかに収縮しますが、それでも製品には多数の不規則で小さな、様々なサイズの細孔が形成されます。
例えば、黒鉛化製品の全気孔率は一般に 25 ~ 32% までであり、炭素製品の全気孔率は一般に 16 ~ 25% です。
多数の気孔が存在すると、必然的に製品の物理的・化学的特性に影響を与えます。
一般的に、黒鉛化された製品は多孔度が増加し、体積密度が減少し、抵抗率が増加し、機械的強度が増し、特定の温度で酸化速度が加速され、耐食性も低下し、ガスや液体が透過しやすくなります。
含浸は、多孔性を低減し、密度を高め、圧縮強度を高め、完成品の抵抗率を下げ、製品の物理的および化学的特性を変えるプロセスです。
グラファイト化: グラファイト化とは何ですか?
グラファイト化の目的は何ですか?
黒鉛化とは、焼成物を黒鉛化炉の保護媒体中で高温に加熱し、六角形の炭素原子面格子を二次元空間での無秩序な重なりから三次元空間での秩序ある重なりに変換し、黒鉛構造を形成する高温熱処理プロセスです。

その目的は次のとおりです。
(1)製品の熱伝導性および電気伝導性を向上させる。
(2)製品の耐熱衝撃性および化学的安定性を向上させる。
(3)製品の潤滑性および耐摩耗性を向上させる。
(4)不純物を除去し、製品強度を向上させる。

機械加工:カーボン製品にはなぜ機械加工が必要なのでしょうか?
(1)整形手術の必要性

一定のサイズと形状を持つ圧縮炭素製品は、焙焼および黒鉛化の過程で、程度の差はあるものの、変形や衝突による損傷を受けます。同時に、圧縮炭素製品の表面には充填剤が付着しています。
機械加工をせずに使用することはできないため、指定された幾何学的形状に成形・加工する必要があります。

(2)使用の必要性

ユーザーの要求に応じて処理します。
電気炉製鋼の黒鉛電極を接続する必要がある場合は、製品の両端にネジ穴を開け、専用のネジ継手を使用して 2 つの電極を接続して使用する必要があります。

(3)技術要件

一部の製品は、ユーザーの技術的ニーズに応じて特殊な形状や仕様に加工する必要があります。
さらに低い表面粗さが求められます。


投稿日時: 2020年12月10日