Grafit elektrotların hammaddeleri ve üretim süreci

Grafit elektrotların üretiminde kullanılan hammaddeler petrol koku, iğne koku ve kömür katranıdır.
Petrol koku, petrol kalıntısı ve petrol asfaltının koklaştırılmasıyla elde edilen yanıcı bir katı üründür. Siyah ve gözeneklidir, ana elementi karbondur ve kül içeriği çok düşüktür, genellikle 0.5%'in altındadır. Petrol koku, kolayca grafitlenen karbon kategorisine aittir. Petrol koku, kimya ve metalurji endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır ve yapay grafit ürünleri ve elektrolitik alüminyum için karbon ürünleri üretmek için ana hammaddedir.
Petrol koku, ısıl işlem sıcaklığına göre ham kok ve kalsine edilmiş kok olarak ikiye ayrılabilir. Birincisi, gecikmeli koklaştırma ile elde edilen petrol kokudur, büyük miktarda uçucu madde içerir ve düşük mekanik mukavemete sahiptir. Kalsine edilmiş kok, ham kokun kalsine edilmesiyle elde edilir. Çin'deki çoğu rafineri yalnızca ham kok üretir ve kalsinasyon işlemleri çoğunlukla karbon tesislerinde gerçekleştirilir.
Petrol koku, kükürt içeriğine göre üç türe ayrılabilir: yüksek kükürtlü kok (%1,5'in üzerinde kükürt içeriği), orta kükürtlü kok (%{4}},5%-1,5%) ve düşük kükürtlü kok (%{9}},5'in altında kükürt içeriği). Grafit elektrotlar ve diğer yapay grafit ürünleri genellikle düşük kükürtlü kok kullanılarak üretilir. İğne kok, belirgin lifli dokuya, son derece düşük termal genleşme katsayısına ve kolay grafitlenmeye sahip yüksek kaliteli bir koktur. Kok bloğu kırıldığında, dokuya göre uzun ve ince şerit parçacıklara (en boy oranı genellikle 1,75'in üzerindedir) ayrılabilir. Anizotropik lifli yapı, polarize mikroskop altında gözlemlenebilir, bu nedenle iğne kok olarak adlandırılır. İğne kokunun fiziksel ve mekanik özelliklerinin anizotropisi çok belirgindir. Parçacığın uzun eksenine paralel olarak iyi elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir ve düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Ekstrüzyon kalıplama sırasında çoğu parçacığın uzun ekseni ekstrüzyon yönünde düzenlenir. Bu nedenle, iğne kok yüksek güçlü veya ultra yüksek güçlü grafit elektrotların üretimi için temel hammaddedir. Üretilen grafit elektrotlar düşük özdirenç, küçük termal genleşme katsayısı ve iyi termal şok direncine sahiptir. İğne kok, hammadde olarak petrol kalıntısı ile üretilen yağ bazlı iğne kok ve hammadde olarak rafine kömür katranı ile üretilen kömür bazlı iğne kok olarak ikiye ayrılır. Kömür katranı, kömür katranının derin işlenmesinin ana ürünlerinden biridir. Çeşitli hidrokarbonların bir karışımıdır. Oda sıcaklığında siyah, yüksek viskoziteli yarı katı veya katıdır. Sabit bir erime noktası yoktur. Isıtıldıktan sonra yumuşar ve sonra erir. Yoğunluğu 1.25-1.35g/cm3'tür. Yumuşama noktasına göre üç türe ayrılır: düşük sıcaklık, orta sıcaklık ve yüksek sıcaklık asfaltı. Orta sıcaklık asfaltının verimi kömür katranının 54-56%'udur. Kömür katranının bileşimi, kömür katranının özellikleri ve heteroatomların içeriği ile ilgili olan ve ayrıca koklaştırma proses sistemi ve kömür katranı işleme koşullarından etkilenen son derece karmaşıktır. Kömür katranının özelliklerini karakterize etmek için asfalt yumuşama noktası, toluende çözünmeyen madde (TI), kinolin çözünmeyen madde (QI), koklaşma değeri ve kömür katranının reolojik özellikleri gibi birçok gösterge vardır. Kömür katranı, karbon endüstrisinde bağlayıcı ve emdirici olarak kullanılır ve performansı, karbon ürünlerinin üretim süreci ve ürün kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Bağlayıcı asfalt genellikle orta yumuşama noktasına, yüksek koklaşma değerine ve yüksek reçineye sahip orta sıcaklık veya orta sıcaklıkta modifiye edilmiş asfalt kullanır. Emprenye maddesi, düşük yumuşama noktasına, düşük QI'ye ve iyi reolojik özelliklere sahip orta sıcaklıkta asfalt kullanmalıdır.