Grafit elektrot üretim süreci akış şeması

Grafit elektrot üretim süreci akış şeması
Hammaddeler: Karbon üretimi için kullanılan hammaddeler nelerdir?
Karbon üretiminde yaygın olarak kullanılan hammaddeler iki kategoriye ayrılabilir: katı karbon hammaddeleri ve bağlayıcılar ve emprenye maddeleri. Katı karbon hammaddeleri arasında petrol kok, asfalt kok, metalurjik kok, antrasit, doğal grafit ve grafit parçaları yer alır; bağlayıcılar ve emprenye maddeleri arasında kömür katranı, kömür katranı, antrasen yağı ve sentetik reçineler bulunur. Ayrıca üretimde kuvars kumu, metalurjik kok parçacıkları ve kok tozu gibi bazı yardımcı malzemeler de kullanılmaktadır. Bazı özel karbon ve grafit ürünlerini (karbon elyafı, aktif karbon, pirolitik karbon ve pirolitik grafit, camsı karbon gibi) üretmek için diğer özel hammaddeler kullanılır.

Kalsinasyon: Kalsinasyon nedir? Hangi hammaddelerin kalsine edilmesi gerekiyor?
Karbon hammaddelerinin hava geçirmez koşullar altında yüksek sıcaklıkta (1200-1500 derece) ısıl işlemine kalsinasyon adı verilir. Kalsinasyon, karbon üretiminde ilk ısıl işlem prosesidir. Kalsinasyon, çeşitli karbon hammaddelerinin yapısında ve fiziksel ve kimyasal özelliklerinde bir dizi değişikliğe neden olur.
Antrasit ve petrol kok belirli miktarda uçucu madde içerir ve kalsine edilmesi gerekir. Zift kok ve metalurjik kokun koklaşma sıcaklığı nispeten yüksektir (1000 derecenin üzerinde), bu da karbon tesisindeki kalsinasyon fırınının sıcaklığına eşdeğerdir. Kalsine edilmelerine gerek yoktur, sadece nemin kurutulması gerekir. Ancak kalsinasyondan önce zift kok ile petrol kok karıştırılıyorsa kalsinasyon için petrol kokla birlikte kalsinasyon fırınına gönderilmelidir. Doğal grafit ve karbon siyahının kalsine edilmesine gerek yoktur.
Presleme: Ekstrüzyon kalıplamanın prensibi nedir?
Ekstrüzyon işleminin özü, hamurun basınç altında belirli bir şekle sahip kalıptan geçmesini sağlamak ve daha sonra sıkıştırılarak plastik olarak deforme edilerek belirli bir şekil ve boyutta bir işlenmemiş malzeme haline getirilmesidir. Ekstrüzyon kalıplama işlemi esas olarak hamurun plastik deformasyon işlemidir.
Macun ekstrüzyon işlemi malzeme haznesinde (veya macun silindirinde) ve yay şeklindeki kalıpta gerçekleştirilir. Malzeme haznesine yüklenen sıcak macun arka ana piston tarafından itilir. Macun içerisindeki gaz sürekli olarak dışarı atılmaya zorlanır, macun sürekli olarak yoğunlaşır ve aynı zamanda macun ileri doğru hareket eder. Macun, malzeme haznesinin silindirik kısmında hareket ettiğinde, macun kararlı bir akış olarak kabul edilebilir ve her parçacık katmanı temelde paralel olarak hareket eder. Macun ekstrüzyon nozuluna yay deformasyonuyla girdiğinde, nozül duvarına yakın olan macun daha büyük sürtünme direnciyle karşılaşır, malzeme tabakası bükülmeye başlar ve macunun içinde farklı ilerleme hızları oluşur. Macunun iç tabakası ileri doğru ilerler ve bu da ürünün radyal yönde eşit olmayan bir yoğunluğa sahip olmasına neden olur. Bu nedenle ekstrüzyon bloğunda iç ve dış katmanların farklı akış hızlarından kaynaklanan iç gerilim oluşur. Son olarak macun doğrusal deformasyon kısmına girer ve ekstrüzyona tabi tutulur.

Pişirme: Pişirme nedir? Pişirmenin amacı nedir?

Pişirme, ham ürünün preslendikten sonra koruyucu bir ortamda, hava geçirmez koşullar altında bir ısıtma fırınında belirli bir ısıtma hızında ısıtıldığı bir ısıl işlem prosesidir.

Pişirmenin amacı:

(1) Uçucu maddeleri ortadan kaldırın. Bağlayıcı olarak kömür katranı kullanan ürünler genellikle pişirme sonrasında yaklaşık %10 oranında uçucu madde yayar. Bu nedenle pişirme verimi genellikle %90'ın altındadır.
(2) Bağlayıcı koklaştırma Ham ürün, bağlayıcının koklaştırılması ve agrega parçacıkları arasında bir kok ağı oluşturulması, farklı parçacık boyutlarındaki tüm agregatların birbirine sıkı bir şekilde bağlanması ve böylece ürünün belirli fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olması için belirli işlem koşulları altında kavrulur. Aynı koşullar altında koklaşma oranı ne kadar yüksek olursa kalite de o kadar iyi olur. Genel olarak orta sıcaklıktaki asfaltın koklaşabilen artık karbon oranı %50 civarındadır.
(3) Sabit geometrik form Kavurma işlemi sırasında ham ürün yumuşar ve bağlayıcı madde yer değiştirir. Sıcaklık arttıkça, ürünü sertleştiren bir koklaşma ağı oluşur. Bu nedenle sıcaklık tekrar yükselse bile şekli değişmez.
(4) Direncin azaltılması Kavurma işlemi sırasında uçucu maddelerin uzaklaştırılması, asfaltın koklaşarak bir kok ağı oluşturması, asfaltın ayrışması ve polimerizasyonu ve büyük bir altıgen karbon halka düzlemi ağının oluşması nedeniyle özdirenç önemli ölçüde düşer. Ham ürünün direnci yaklaşık 10000×10-6Ω·m'dir ve kavurma sonrasında 40--50×10-6Ω·m'ye düşer ve iyi bir iletken olarak adlandırılır.
(5) Daha fazla hacim daralması Kavurma sonrasında ürünün çapı yaklaşık %1 oranında, uzunluğu yaklaşık %2 oranında ve hacmi %2-3 oranında küçülür.

Emdirme: Karbon ürünlerinin neden emprenye edilmesi gerekiyor?
Ham ürünün presleme sonrası gözenekliliği çok düşüktür. Ancak ham ürün kavrulduktan sonra kömür katranı ziftinin bir kısmı kavurma işlemi sırasında gaza ayrışır ve dışarı çıkar, diğer kısmı ise koklaşarak asfalt kok haline gelir. Üretilen asfalt kok hacmi, kömür katranı ziftinin orijinal hacminden çok daha küçüktür. Kavurma işlemi sırasında bir miktar büzülmesine rağmen, ürünün içinde hala farklı gözenek boyutlarına sahip çok sayıda düzensiz küçük gözenekler oluşmaktadır. Örneğin, grafitleştirilmiş ürünlerin toplam gözenekliliği genellikle %25-32'dir ve karbon ürünlerinin toplam gözenekliliği genellikle %16-25'dir. Çok sayıda gözeneğin varlığı kaçınılmaz olarak ürünün fiziksel ve kimyasal özellikleri üzerinde belirli bir etkiye sahip olacaktır. Genel anlamda grafitleştirilmiş ürünlerin gözenekliliği artar, hacim yoğunluğu azalır, özdirençleri artar, mekanik dayanımları düşer, belirli bir sıcaklıkta oksidasyon hızları hızlanır, korozyon dirençleri de bozulur, gaz ve sıvılar tarafından daha kolay nüfuz ederler.
Emprenye, ürünlerin gözenekliliğini azaltan, yoğunluğunu artıran, basınç dayanımını artıran, bitmiş ürünlerin direncini azaltan, ürünlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştiren bir işlemdir.

Grafitleşme: Grafitleşme nedir? Grafitleştirmenin amacı nedir?

Grafitleştirme, kavrulmuş ürünlerin bir grafitleştirme fırınındaki koruyucu bir ortama yerleştirildiği ve yüksek sıcaklığa ısıtıldığı, böylece altıgen karbon atomu düzlem ızgarasının iki boyutlu uzayda düzensiz bir örtüşmeden dönüştürüldüğü, yüksek sıcaklıkta bir ısıl işlem işlemidir. üç boyutlu uzayda sıralı bir örtüşmeye sahiptir ve grafit bir yapıya sahiptir.

Amacı:

(1) Ürünün termal ve elektriksel iletkenliğini iyileştirin.

(2) Ürünün termal şok direncini ve kimyasal stabilitesini artırın.

(3) Ürünün kayganlığını ve aşınma direncini artırın.

(4) Kirlilikleri giderin ve ürün gücünü artırın.

İşleme: Karbon ürünlerinin neden işlenmesi gerekiyor?
(1) Şekillendirme ihtiyacı
Belirli boyut ve şekle sahip karbon ham ürünleri, kavurma ve grafitizasyon işlemi sırasında değişen derecelerde deforme olacak ve zarar görecektir. Aynı zamanda yüzeylerine bazı dolgu maddeleri de yapıştırılır. Mekanik olarak işlenmezlerse kullanılamazlar. Bu nedenle ürünlerin belirlenen geometrik şekle getirilip işlenmesi gerekmektedir.
(2) Kullanım ihtiyacı
İşleme kullanıcının kullanım gereksinimlerine göre gerçekleştirilir. Örneğin, elektrikli fırın çeliği üretimine yönelik grafit elektrotların kullanım için bağlanması gerekiyorsa, ürünün her iki ucunda da dişli delikler açılmalı ve ardından iki elektrot, kullanım için özel bir dişli bağlantıyla bağlanmalıdır.
(3) İşleme ihtiyaçları
Bazı ürünlerin, kullanıcının proses ihtiyaçlarına göre özel şekil ve spesifikasyonlara göre işlenmesi gerekir ve hatta daha düşük bir yüzey pürüzlülüğü gerektirir.