عملية تصنيع أقطاب الجرافيت

1. المواد الخام
فحم الكوك (حوالي 75-80٪ في المحتوى)

فحم الكوك
يعتبر فحم الكوك البترولي أهم مادة خام ، ويتكون في مجموعة واسعة من الهياكل ، من فحم الكوك الإبرة متباين الخواص إلى فحم الكوك المائع الخواص تقريبًا.لا غنى عن فحم الكوك ذو الإبرة شديدة التباين ، بسبب هيكله ، لتصنيع الأقطاب الكهربائية عالية الأداء المستخدمة في أفران القوس الكهربائي ، حيث يتطلب الأمر درجة عالية جدًا من قدرة تحمل الأحمال الكهربائية والميكانيكية والحرارية.يتم إنتاج فحم الكوك البترولي بشكل حصري تقريبًا عن طريق عملية التكويك المتأخرة ، وهي عملية كربنة بطيئة معتدلة لبقايا تقطير الزيت الخام.

فحم الكوك بالإبرة هو المصطلح الشائع الاستخدام لنوع خاص من فحم الكوك ذي قابلية رسم بيانية عالية للغاية ناتجة عن اتجاه موازٍ مفضل قوي لهيكل الطبقة التوربينية والشكل المادي المعين للحبوب.

المجلدات (حوالي 20-25٪ في المحتوى)

طبقة قطران الفحم
تُستخدم عوامل الربط لتكتل الجزيئات الصلبة مع بعضها البعض.وبالتالي ، فإن قدرتها العالية على الترطيب تحول المزيج إلى حالة بلاستيكية للقولبة أو البثق اللاحق.

طبقة قطران الفحم عبارة عن مركب عضوي وله بنية عطرية مميزة.نظرًا لنسبة عالية من حلقات البنزين المستبدلة والمكثفة ، فإنه يحتوي بالفعل على بنية شبكية سداسية الشكل مسبقة التشكيل من الجرافيت ، مما يسهل تكوين مجالات جرافيت جيدة الترتيب أثناء الرسم البياني.ثبت أن الملعب هو الموثق الأكثر فائدة.إنها بقايا تقطير قطران الفحم.

2. الخلط والبثق
يتم خلط الكوك المطحون بقار قطران الفحم وبعض الإضافات لتكوين عجينة موحدة.يتم إحضار هذا في اسطوانة البثق.في الخطوة الأولى ، يجب إزالة الهواء عن طريق الضغط المسبق.من خطوة البثق الفعلية التي تلي حيث يتم بثق الخليط لتشكيل قطب كهربائي من القطر والطول المطلوب.لتمكين الخلط وخاصة عملية البثق (انظر الصورة على اليمين) يجب أن يكون الخليط لزجًا.يتم تحقيق ذلك عن طريق إبقائه عند درجة حرارة مرتفعة تقريبًا.120 درجة مئوية (حسب الملعب) خلال عملية الإنتاج الخضراء بأكملها.يُعرف هذا الشكل الأساسي ذو الشكل الأسطواني باسم "القطب الأخضر".

3. الخبز
هناك نوعان من أفران الخبز قيد الاستخدام:

هنا يتم وضع القضبان المبثوقة في عبوات أسطوانية من الفولاذ المقاوم للصدأ (ساجرز).لتجنب تشوه الأقطاب الكهربائية أثناء عملية التسخين ، تمتلئ الدعامات أيضًا بغطاء واقي من الرمال.يتم تحميل المسننات على منصات عربات السكك الحديدية (قيعان السيارات) وتدحرج في أفران تعمل بالغاز الطبيعي.

فرن دائري

هنا يتم وضع الأقطاب الكهربائية في تجويف خفي من الحجر أسفل قاعة الإنتاج.هذا التجويف جزء من نظام حلقي يتكون من أكثر من 10 غرف.الغرف متصلة مع نظام دوران الهواء الساخن لتوفير الطاقة.تمتلئ الفراغات الموجودة بين الأقطاب أيضًا بالرمل لتجنب التشوه.أثناء عملية الخبز ، حيث تكون الطبقة متفحمة ، يجب التحكم في درجة الحرارة بعناية لأنه عند درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية ، يمكن أن يتسبب تراكم الغاز السريع في حدوث تكسير في القطب.

في هذه المرحلة ، تبلغ كثافة الأقطاب الكهربائية حوالي 1،55 - 1،60 كجم / dm3.

4. الحمل
يتم تشريب الأقطاب الكهربائية المخبوزة بخطوة خاصة (درجة سائلة عند 200 درجة مئوية) لمنحها كثافة أعلى وقوة ميكانيكية وموصلية كهربائية ستحتاجها لتحمل ظروف التشغيل القاسية داخل الأفران.

5. إعادة الخبز
مطلوب دورة خبز ثانية ، أو "إعادة امتصاص" ، لكربنة تشريب طبقة الصوت وطرد أي مواد متطايرة متبقية.تصل درجة حرارة إعادة التسخين إلى ما يقرب من 750 درجة مئوية.في هذه المرحلة يمكن أن تصل كثافة الأقطاب الكهربائية إلى حوالي 1،67 - 1،74 كجم / dm3.

6. الرسم البياني
فرن أتشيسون
تتمثل الخطوة الأخيرة في تصنيع الجرافيت في تحويل الكربون المخبوز إلى الجرافيت ، وهو ما يسمى بالجرافيت.أثناء عملية الرسم البياني ، يتم تحويل الكربون المطلوب مسبقًا (الكربون التوربيني) إلى هيكل ثلاثي الأبعاد من الجرافيت.

توضع الأقطاب الكهربائية في أفران كهربائية محاطة بجزيئات الكربون لتكوين كتلة صلبة.يمر تيار كهربائي عبر الفرن ، مما يرفع درجة الحرارة إلى ما يقرب من 3000 درجة مئوية.يتم تحقيق هذه العملية عادةً باستخدام إما فرن ACHESON أو فرن بطول الطول (LWG).

مع فرن أتشسون ، يتم رسم الأقطاب الكهربائية باستخدام عملية دفعية ، بينما في فرن LWG ، يتم رسم العمود بأكمله في نفس الوقت.

7. الآلات
يتم تشكيل أقطاب الجرافيت (بعد التبريد) لتحديد الأبعاد والتفاوتات.قد تشمل هذه المرحلة أيضًا المعالجة الآلية وتركيب نهايات (مآخذ) الأقطاب الكهربائية باستخدام نظام ربط بدبوس من الجرافيت (الحلمة).