المواد الخام: ما هي المواد الخام المستخدمة لإنتاج الكربون؟
في إنتاج الكربون، يمكن تقسيم المواد الخام المستخدمة عادةً إلى مواد خام كربونية صلبة وعامل رابطة وعامل تشريب.
تشمل المواد الخام الكربونية الصلبة فحم الكوك البترولي، وفحم الكوك البيتوميني، وفحم الكوك المعدني، والأنثراسيت، والجرافيت الطبيعي وخردة الجرافيت، وما إلى ذلك.
تشتمل المواد الرابطة والمشربة على زفت الفحم، وقطران الفحم، وزيت الأنثراسين، والراتنجات الاصطناعية، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام بعض المواد المساعدة مثل رمل الكوارتز وجزيئات فحم الكوك المعدنية ومسحوق فحم الكوك في الإنتاج.
يتم إنتاج بعض منتجات الكربون والجرافيت الخاصة (مثل ألياف الكربون والكربون المنشط والكربون الحراري والجرافيت الحراري والكربون الزجاجي) من مواد خاصة أخرى.
التكليس: ما هو التكليس؟ ما هي المواد الخام التي تحتاج إلى التكليس?
عملية المعالجة الحرارية تسمى التكليس.
التكليس هو أول عملية معالجة حرارية في إنتاج الكربون. يسبب التكليس سلسلة من التغيرات في التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية لجميع أنواع المواد الخام الكربونية.
درجة حرارة تكوين فحم الكوك لفحم الكوك البيتوميني وفحم الكوك المعدني مرتفعة نسبيًا (أعلى من 1000 درجة مئوية)، وهو ما يعادل درجة حرارة فرن التكليس في مصنع الكربون. لم يعد من الممكن أن يتكلس ويحتاج فقط إلى التجفيف بالرطوبة.
ومع ذلك، إذا تم استخدام فحم الكوك البيتوميني وفحم الكوك البترولي معًا قبل التكليس، فيجب إرسالهما إلى وحدة التكليس للتكليس مع فحم الكوك البترولي.
لا يتطلب الجرافيت الطبيعي وأسود الكربون التكليس.
عملية صب البثق هي في الأساس عملية تشوه البلاستيك للمعجون.
تتم عملية بثق العجينة في غرفة المادة (أو أسطوانة العجينة) والفوهة القوسية الدائرية.
يتم دفع المعجون الساخن الموجود في غرفة التحميل بواسطة المكبس الرئيسي الخلفي.
يتم طرد الغاز الموجود في المعجون بشكل مستمر، ويتم ضغط المعجون بشكل مستمر ويتحرك المعجون للأمام في نفس الوقت.
عندما يتحرك المعجون في جزء الأسطوانة من الحجرة، يمكن اعتبار المعجون تدفقًا مستقرًا، وتكون الطبقة الحبيبية متوازية بشكل أساسي.
عندما يدخل المعجون إلى جزء فوهة البثق مع تشوه قوسي، فإن المعجون القريب من جدار الفم يخضع لمقاومة احتكاك أكبر في المقدمة، وتبدأ المادة في الانحناء، وينتج المعجون الداخلي سرعة تقدم مختلفة، ويتقدم المعجون الداخلي في التقدم، مما أدى إلى أن المنتج على طول الكثافة الشعاعية غير موحد، لذلك في كتلة البثق.
أخيرًا، يدخل المعجون إلى جزء التشوه الخطي ويتم بثقه.
التحميص هو عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين المنتجات الخام المضغوطة بمعدل معين بشرط عزل الهواء في الوسط الواقي في الفرن.
في عملية التحميص، بسبب القضاء على المواد المتطايرة، يشكل فحم الإسفلت شبكة فحم الكوك، وتحلل وبلمرة الأسفلت، وتشكيل شبكة كبيرة من حلقات الكربون السداسية، وما إلى ذلك، انخفضت المقاومة بشكل ملحوظ. حوالي 10000 × 10-6 مقاومة المنتجات الخام Ω “m، بعد التحميص بنسبة 40-50 × 10-6 Ω” m، تسمى الموصلات الجيدة.
بعد التحميص، ينكمش المنتج بحوالي 1% في القطر، و2% في الطول، و2-3% في الحجم.
ومع ذلك، بعد تحميص المنتجات الخام، جزء من أسفلت الفحم يتحلل إلى غاز ويتسرب، والجزء الآخر يتم فحم الكوك إلى فحم الكوك البيتوميني.
حجم فحم الكوك البيتوميني الناتج أصغر بكثير من حجم قار الفحم. على الرغم من أنه ينكمش قليلاً في عملية التحميص، إلا أن العديد من المسام الصغيرة وغير المنتظمة ذات أحجام مختلفة من المسام لا تزال تتشكل في المنتج.
على سبيل المثال، تصل المسامية الإجمالية للمنتجات الجرافيتية بشكل عام إلى 25-32%، ومسامية منتجات الكربون بشكل عام 16-25%.
إن وجود عدد كبير من المسام سيؤثر حتما على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمنتجات.
بشكل عام، المنتجات الجرافيتية ذات المسامية المتزايدة، وانخفاض كثافة الحجم، وزيادة المقاومة، والقوة الميكانيكية، عند درجة حرارة معينة يتم تسريع معدل الأكسدة، كما تتدهور مقاومة التآكل، والغاز والسائل أكثر نفاذية بسهولة.
التشريب هو عملية لتقليل المسامية، وزيادة الكثافة، وزيادة قوة الضغط، وتقليل مقاومة المنتج النهائي، وتغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمنتج.
أهدافها هي:
(1) تحسين التوصيل الحراري والكهربائي للمنتج.
(2) لتحسين مقاومة الصدمات الحرارية والاستقرار الكيميائي للمنتج.
(3) تحسين مداهنة ومقاومة التآكل للمنتج.
(4) إزالة الشوائب وتحسين قوة المنتج.
منتجات الكربون المضغوط ذات حجم وشكل معين لها درجات مختلفة من التشوه وأضرار الاصطدام أثناء التحميص والجرافيت. وفي الوقت نفسه، يتم لصق بعض الحشوات على سطح منتجات الكربون المضغوط.
ولا يمكن استخدامه دون معالجة ميكانيكية، لذلك يجب تشكيل المنتج ومعالجته إلى شكل هندسي محدد.
(2) الحاجة إلى الاستخدام
وفقا لمتطلبات المستخدم للمعالجة.
إذا كان قطب الجرافيت الخاص بصناعة الفولاذ بالفرن الكهربائي يحتاج إلى توصيل، فيجب تحويله إلى ثقب ملولب في كلا طرفي المنتج، ومن ثم يجب توصيل القطبين الكهربائيين لاستخدامهما مع وصلة ملولبة خاصة.
(3) المتطلبات التكنولوجية
تحتاج بعض المنتجات إلى المعالجة إلى أشكال ومواصفات خاصة وفقًا للاحتياجات التكنولوجية للمستخدمين.
مطلوب حتى خشونة السطح أقل.
وقت النشر: 10 ديسمبر 2020