Proses teknis terperinci dari elektroda grafit

Bahan baku: Apa saja bahan baku yang digunakan untuk produksi karbon?

Dalam produksi karbon, bahan baku yang biasanya digunakan dapat dibagi menjadi bahan baku karbon padat dan bahan pengikat serta bahan pengimpregnasi.
Bahan baku karbon padat meliputi kokas minyak bumi, kokas bitumen, kokas metalurgi, antrasit, grafit alami, dan skrap grafit, dll.
Bahan pengikat dan bahan impregnasi meliputi terak batubara, tar batubara, minyak antrasena, dan resin sintetis, dll.
Selain itu, beberapa bahan pembantu seperti pasir kuarsa, partikel kokas metalurgi, dan bubuk kokas juga digunakan dalam produksi.
Beberapa produk karbon dan grafit khusus (seperti serat karbon, karbon aktif, karbon pirolitik dan grafit pirolitik, karbon kaca) diproduksi dari bahan khusus lainnya.

Kalsinasi: Apa itu kalsinasi? Bahan baku apa yang perlu dikalsinasi??

Suhu tinggi bahan baku karbon dalam isolasi dari udara (1200-1500°C)
Proses perlakuan panas disebut kalsinasi.
Kalsinasi adalah proses perlakuan panas pertama dalam produksi karbon. Kalsinasi menyebabkan serangkaian perubahan pada struktur serta sifat fisik dan kimia dari semua jenis bahan baku karbon.
Baik antrasit maupun kokas minyak bumi mengandung sejumlah zat mudah menguap dan perlu dikalsinasi.
Suhu pembentukan kokas pada kokas bitumen dan kokas metalurgi relatif tinggi (di atas 1000°C), yang setara dengan suhu tungku kalsinasi di pabrik karbon. Kokas tersebut tidak dapat lagi dikalsinasi dan hanya perlu dikeringkan dengan uap air.
Namun, jika kokas bitumen dan kokas minyak bumi digunakan bersama sebelum dikalsinasi, keduanya harus dikirim ke alat kalsinasi untuk dikalsinasi bersama dengan kokas minyak bumi.
Grafit alami dan karbon hitam tidak memerlukan kalsinasi.
Pembentukan: Apa prinsip pembentukan ekstrusi?
Inti dari proses ekstrusi adalah setelah pasta melewati nosel dengan bentuk tertentu di bawah tekanan, pasta tersebut dipadatkan dan mengalami deformasi plastis menjadi benda padat dengan bentuk dan ukuran tertentu.
Proses pencetakan ekstrusi terutama merupakan proses deformasi plastis dari pasta.

Proses ekstrusi pasta dilakukan di dalam ruang material (atau silinder pasta) dan nosel busur melingkar.
Pasta panas di ruang pengisian didorong oleh pendorong utama belakang.
Gas dalam pasta dipaksa untuk terus dikeluarkan, pasta terus dipadatkan dan pasta bergerak maju secara bersamaan.
Ketika pasta bergerak di bagian silinder ruang tersebut, pasta dapat dianggap sebagai aliran yang stabil, dan lapisan butirannya pada dasarnya sejajar.
Ketika pasta memasuki bagian nosel ekstrusi dengan deformasi lengkung, pasta yang dekat dengan dinding mulut mengalami hambatan gesekan yang lebih besar saat bergerak maju, material mulai membengkok, pasta di dalamnya menghasilkan kecepatan gerak maju yang berbeda, pasta bagian dalam bergerak lebih cepat, sehingga kepadatan produk di sepanjang radial tidak seragam, dan terjadi penyumbatan pada ekstrusi.

Tegangan internal yang disebabkan oleh perbedaan kecepatan lapisan dalam dan luar akan tercipta.
Terakhir, pasta memasuki bagian deformasi linier dan diekstrusi.
Pembakaran
Apa itu memanggang? Apa tujuan memanggang?

Pemanggangan adalah proses perlakuan panas di mana produk mentah yang dikompresi dipanaskan dengan kecepatan tertentu dalam kondisi isolasi udara di dalam media pelindung di dalam tungku.

Tujuan dari dukungan (backing) adalah:
(1) Tidak termasuk zat volatil. Untuk produk yang menggunakan aspal batubara sebagai pengikat, sekitar 10% zat volatil umumnya dibuang setelah pemanggangan. Oleh karena itu, tingkat produk yang dipanggang umumnya di bawah 90%.
(2) Bahan baku kokas pengikat dipanggang sesuai dengan kondisi teknologi tertentu untuk menghasilkan kokas pengikat. Jaringan kokas terbentuk di antara partikel agregat untuk mengikat semua agregat dengan ukuran partikel yang berbeda secara kuat, sehingga produk memiliki sifat fisik dan kimia tertentu. Dalam kondisi yang sama, semakin tinggi tingkat kokas, semakin baik kualitasnya. Tingkat kokas aspal suhu menengah sekitar 50%.
(3) Bentuk geometris tetap
Dalam proses pemanggangan produk mentah, terjadi fenomena pelunakan dan migrasi pengikat. Dengan meningkatnya suhu, terbentuk jaringan kokas yang membuat produk menjadi kaku. Oleh karena itu, bentuknya tidak berubah seiring kenaikan suhu.
(4) Mengurangi resistivitas
Dalam proses pemanggangan, karena penghilangan zat volatil, pengkokasan aspal membentuk jaringan kokas, dekomposisi dan polimerisasi aspal, dan pembentukan jaringan bidang cincin karbon heksagonal besar, dll., resistivitas menurun secara signifikan. Resistivitas produk mentah sekitar 10000 x 10-6 Ω “m, setelah pemanggangan menjadi 40-50 x 10-6 Ω” m, disebut konduktor yang baik.
(5) Kontraksi volume lebih lanjut
Setelah dipanggang, produk tersebut menyusut sekitar 1% pada diameter, 2% pada panjang, dan 2-3% pada volume.
Metode improgasi: Mengapa produk karbon perlu dimaserasi?
Produk mentah setelah pencetakan kompresi memiliki porositas yang sangat rendah.
Namun, setelah memanggang produk mentah, sebagian aspal batubara terurai menjadi gas dan menguap, dan bagian lainnya berubah menjadi kokas bitumen.
Volume kokas bitumen yang dihasilkan jauh lebih kecil daripada volume bitumen batubara. Meskipun sedikit menyusut dalam proses pemanggangan, banyak pori-pori kecil dan tidak beraturan dengan ukuran pori yang berbeda masih terbentuk dalam produk tersebut.
Sebagai contoh, porositas total produk grafit umumnya mencapai 25-32%, dan porositas total produk karbon umumnya mencapai 16-25%.
Keberadaan sejumlah besar pori-pori pasti akan memengaruhi sifat fisik dan kimia produk.
Secara umum, produk grafitisasi memiliki porositas yang meningkat, kepadatan volume yang menurun, resistivitas yang meningkat, kekuatan mekanik yang lebih tinggi, namun pada suhu tertentu laju oksidasinya meningkat, ketahanan korosinya juga memburuk, dan gas serta cairan lebih mudah ditembus.
Impregnasi adalah proses untuk mengurangi porositas, meningkatkan kepadatan, meningkatkan kekuatan tekan, mengurangi resistivitas produk jadi, dan mengubah sifat fisik dan kimia produk tersebut.
Grafitisasi: Apa itu grafitisasi?
Apa tujuan dari proses grafitisasi?
Grafitisasi adalah proses perlakuan panas suhu tinggi menggunakan produk yang dipanggang untuk dipanaskan hingga suhu tinggi dalam media pelindung tungku grafitisasi agar kisi bidang atom karbon heksagonal berubah dari tumpang tindih yang tidak teratur dalam ruang dua dimensi menjadi tumpang tindih yang teratur dalam ruang tiga dimensi dan memiliki struktur grafit.

Tujuan-tujuannya adalah:
(1) Meningkatkan konduktivitas termal dan listrik produk.
(2) Untuk meningkatkan ketahanan terhadap guncangan panas dan stabilitas kimia produk.
(3) Meningkatkan pelumasan dan ketahanan aus produk.
(4) Menghilangkan kotoran dan meningkatkan kekuatan produk.

Pemesinan: Mengapa produk karbon membutuhkan pemesinan?
(1) Kebutuhan akan operasi plastik

Produk karbon terkompresi dengan ukuran dan bentuk tertentu memiliki tingkat deformasi dan kerusakan akibat benturan yang berbeda selama proses pemanggangan dan grafitisasi. Pada saat yang sama, beberapa pengisi terikat pada permukaan produk karbon terkompresi.
Produk ini tidak dapat digunakan tanpa pemrosesan mekanis, sehingga produk tersebut harus dibentuk dan diproses menjadi bentuk geometris tertentu.

(2) Kebutuhan penggunaan

Sesuai dengan persyaratan pengguna untuk pemrosesan.
Jika elektroda grafit pada pembuatan baja tungku listrik perlu dihubungkan, maka harus dibuat lubang berulir di kedua ujung produk, dan kemudian kedua elektroda tersebut harus dihubungkan untuk digunakan dengan sambungan berulir khusus.

(3) Persyaratan teknologi

Beberapa produk perlu diproses menjadi bentuk dan spesifikasi khusus sesuai dengan kebutuhan teknologi pengguna.
Diperlukan kekasaran permukaan yang lebih rendah lagi.


Waktu posting: 10 Desember 2020