Grafiittielektrodien raaka-aineet ja valmistusprosessi

Grafiittielektrodien valmistuksen raaka-aineet ovat maaöljykoksi, neulakoksi ja kivihiiliterva
Maaöljykoksi on palava kiinteä tuote, joka saadaan koksaamalla öljyjäännös ja maaöljyasfaltti. Se on mustaa ja huokoista, pääaineena hiiltä ja erittäin alhainen tuhkapitoisuus, yleensä alle 0,5 %. Maaöljykoksi kuuluu helposti grafitoituvan hiilen luokkaan. Maaöljykoksia käytetään laajalti kemian- ja metallurgisessa teollisuudessa, ja se on pääraaka-aine keinotekoisten grafiittituotteiden ja elektrolyyttisen alumiinin hiilituotteiden valmistuksessa.
Maaöljykoksi voidaan jakaa raakakoksiin ja kalsinoituun koksiin lämpökäsittelylämpötilan mukaan. Edellinen on viivästetyllä koksauksella saatua maaöljykoksia, joka sisältää suuren määrän haihtuvia aineita ja sillä on alhainen mekaaninen lujuus. Kalsinoitu koksi saadaan kalsinoimalla raakakoksi. Suurin osa Kiinan jalostamoista tuottaa vain raakakoksia, ja kalsinointi tapahtuu pääosin hiilitehtaissa.
Maaöljykoksi voidaan jakaa kolmeen tyyppiin rikkipitoisuuden mukaan: runsasrikkinen koksi (rikkipitoisuus yli 1,5 %), keskirikkipitoisuus (rikkipitoisuus 0,5 %-1,5 %) ja vähärikkinen koksi (rikkipitoisuus alle 0,5 %). Grafiittielektrodit ja muut keinotekoiset grafiittituotteet valmistetaan yleensä käyttämällä vähärikkistä koksia. Neulakoksi on korkealaatuista koksia, jolla on selkeä kuitumainen rakenne, erittäin alhainen lämpölaajenemiskerroin ja helppo grafitoituminen. Koksilohkon rikkoutuessa se voidaan jakaa pitkiksi ja ohuiksi nauhahiukkasiksi (sivusuhde on yleensä yli 1,75) rakenteen mukaan. Anisotrooppinen kuiturakenne voidaan havaita polarisoivassa mikroskoopissa, joten sitä kutsutaan neulakoksiksi. Neulakoksin fysikaalisten ja mekaanisten ominaisuuksien anisotropia on hyvin ilmeinen. Sillä on hyvä sähkö- ja lämmönjohtavuus hiukkasen pitkän akselin suuntaisesti, ja sillä on alhainen lämpölaajenemiskerroin. Ekstruusiomuovauksen aikana useimpien hiukkasten pitkä akseli järjestetään ekstruusiosuuntaan. Siksi neulakoksi on tärkein raaka-aine suuritehoisten tai erittäin suuritehoisten grafiittielektrodien valmistuksessa. Valmistetuilla grafiittielektrodeilla on alhainen ominaisvastus, pieni lämpölaajenemiskerroin ja hyvä lämpöiskun kestävyys. Neulakoksi jaetaan öljypohjaiseen neulakoksiin, joka on valmistettu raaka-aineena maaöljytähteestä, ja hiilipohjaiseen neulakoksiin, joka on valmistettu jalostetusta kivihiilitervasta raaka-aineena. Kivihiiliterva on yksi kivihiilitervan syväkäsittelyn päätuotteista. Se on sekoitus erilaisia ​​hiilivetyjä. Se on musta, korkeaviskositeettinen puolikiinteä tai kiinteä aine huoneenlämpötilassa. Sillä ei ole kiinteää sulamispistettä. Se pehmenee ja sulaa sitten lämmittämisen jälkeen. Tiheys on 1.{23}}.35g/cm3. Pehmenemispisteen mukaan se jaetaan kolmeen tyyppiin: matalan lämpötilan, keskilämpötilan ja korkean lämpötilan asfaltti. Keskilämpöisen asfaltin saanto on 54-56% kivihiilitervasta. Kivihiilitervan koostumus on erittäin monimutkainen, mikä liittyy kivihiilitervan ominaisuuksiin ja heteroatomipitoisuuteen, ja siihen vaikuttavat myös koksausprosessijärjestelmä ja kivihiilitervan käsittelyolosuhteet. Kivihiilitervan ominaisuuksien karakterisoimiseksi on monia indikaattoreita, kuten asfaltin pehmenemispiste, tolueeniin liukenematon aines (TI), kinoliiniin liukenematon aines (QI), koksiarvo ja kivihiilitervan reologiset ominaisuudet. Kivihiilitervaa käytetään side- ja kyllästysaineena hiiliteollisuudessa, ja sen suorituskyky vaikuttaa suuresti hiilituotteiden tuotantoprosessiin ja tuotteiden laatuun. Sideasfaltissa käytetään yleensä keskilämpötilaista tai keskilämpötilaista modifioitua asfalttia, jolla on kohtalainen pehmenemispiste, korkea koksausarvo ja korkea hartsi. Kyllästysaineessa tulee käyttää keskilämpötilaista asfalttia, jolla on alhainen pehmenemispiste, alhainen QI ja hyvät reologiset ominaisuudet.