Суровини: Какви суровини се използват за производството на въглерод?
При производството на въглерод, обикновено използваните суровини могат да бъдат разделени на твърди въглеродни суровини и свързващо вещество и импрегниращ агент.
Твърдите въглеродни суровини включват нефтен кокс, битуминозен кокс, металургичен кокс, антрацит, природен графит и графитен скрап и др.
Свързващото вещество и импрегниращият агент включват въглищна смола, въглищен катран, антраценово масло и синтетична смола и др.
Освен това в производството се използват и някои спомагателни материали като кварцов пясък, металургични коксови частици и коксов прах.
Някои специални въглеродни и графитни продукти (като въглеродни влакна, активен въглен, пиролитичен въглен и пиролитичен графит, стъклен въглен) се произвеждат от други специални материали.
Калциниране: Какво е калциниране? Какви суровини трябва да бъдат калцинирани?
Процесът на термична обработка се нарича калцинация.
Калцинирането е първият процес на термична обработка при производството на въглерод. Калцинирането причинява серия от промени в структурата и физичните и химичните свойства на всички видове въглеродни суровини.
Температурата на образуване на кокс при битуминозния и металургичния кокс е относително висока (над 1000°C), което е еквивалентно на температурата на калциниращата пещ в инсталацията за въглен. Коксът вече не може да се калцинира и е необходимо само да се изсуши с влага.
Ако обаче битуминозен кокс и нефтен кокс се използват заедно преди калциниране, те трябва да бъдат изпратени в калцинатора за калциниране заедно с нефтен кокс.
Естественият графит и саждите не изискват калциниране.
Процесът на екструдиране е основно процес на пластична деформация на пастата.
Процесът на екструдиране на пастата се извършва в камерата за материал (или цилиндъра за паста) и дюзата с кръгова дъга.
Горещата паста в зареждащата камера се задвижва от задното основно бутало.
Газът в пастата е принуден да бъде непрекъснато изтласкван, пастата се уплътнява непрекъснато и едновременно с това се движи напред.
Когато пастата се движи в цилиндричната част на камерата, тя може да се разглежда като стабилен поток, а гранулираният слой е основно успореден.
Когато пастата навлезе в частта на екструзионната дюза с дъгова деформация, пастата близо до стената на отвора е подложена на по-голямо съпротивление на триене при движение напред, материалът започва да се огъва, пастата вътре произвежда различна скорост на движение напред, вътрешната паста се придвижва напред, което води до неравномерна плътност на продукта по радиалната му част и по този начин в екструзионния блок.
Накрая пастата навлиза в частта за линейна деформация и се екструдира.
Печенето е процес на термична обработка, при който компресирани суровини се нагряват с определена скорост при условие на изолиране на въздуха в защитната среда в пещта.
В процеса на печене, поради елиминирането на летливите вещества, коксуването на асфалта образува коксова решетка, разлагането и полимеризацията на асфалта и образуването на голяма шестоъгълна мрежа от въглеродни пръстени и т.н., съпротивлението намалява значително. Съпротивлението на суровините с около 10000 x 10⁻⁶ Ω⁻⁶ „m“ след печене се нарича 40-50 x 10⁻⁶ Ω⁻⁶ Ω⁻⁶ m, което се нарича добър проводник.
След печене продуктът се свива с около 1% в диаметър, 2% в дължина и 2-3% в обем.
След изпичане на суровините обаче, част от въглищния асфалт се разлага на газ и излиза, а другата част се коксува на битуминозен кокс.
Обемът на генерирания битуминозен кокс е много по-малък от този на въглищния битум. Въпреки че се свива леко в процеса на печене, в продукта все още се образуват много неправилни и малки пори с различни размери.
Например, общата порьозност на графитизираните продукти обикновено е до 25-32%, а тази на въглеродните продукти обикновено е 16-25%.
Наличието на голям брой пори неизбежно ще повлияе на физичните и химичните свойства на продуктите.
Най-общо казано, графитизираните продукти имат повишена порьозност, намалена обемна плътност, повишено съпротивление и механична якост, при определена температура скоростта на окисление се ускорява, корозионната устойчивост също се влошава, а газовете и течностите стават по-лесно пропускливи.
Импрегнацията е процес за намаляване на порьозността, увеличаване на плътността, увеличаване на якостта на натиск, намаляване на съпротивлението на готовия продукт и промяна на физичните и химичните свойства на продукта.
Целите му са:
(1) Подобряване на топло- и електропроводимостта на продукта.
(2) За подобряване на устойчивостта на топлинен шок и химическата стабилност на продукта.
(3) Подобряване на смазочните свойства и износоустойчивостта на продукта.
(4) Премахване на примесите и подобряване на здравината на продукта.
Пресованите въглеродни продукти с определен размер и форма имат различна степен на деформация и повреди от сблъсък по време на изпичане и графитизация. В същото време, някои пълнители са свързани върху повърхността на пресованите въглеродни продукти.
Не може да се използва без механична обработка, така че продуктът трябва да бъде оформен и обработен в определена геометрична форма.
(2) Необходимостта от употреба
Според изискванията на потребителя за обработка.
Ако графитният електрод за електрическо производство на стомана трябва да бъде свързан, той трябва да бъде направен в резбован отвор в двата края на продукта, след което двата електрода трябва да бъдат свързани за употреба със специална резбова връзка.
(3) Технологични изисквания
Някои продукти трябва да бъдат обработени в специални форми и спецификации според технологичните нужди на потребителите.
Необходима е още по-ниска грапавост на повърхността.
Време на публикуване: 10 декември 2020 г.