تختلف أنواع أقطاب الكربون والجرافيت، باختلاف استخداماتها، ولها متطلبات استخدام ومؤشرات جودة خاصة بها. عند اختيار المواد الخام المناسبة لمنتج معين، يجب أولاً دراسة كيفية تلبية هذه المتطلبات ومؤشرات الجودة الخاصة.
(1) اختيار المواد الخام لتوصيل أقطاب الجرافيت المستخدمة في العمليات الكهروكيميائية مثل صناعة الفولاذ باستخدام فرن القوس الكهربائي.
يجب أن يتمتع قطب الجرافيت الموصل المستخدم في العمليات الكهروكيميائية مثل صناعة الفولاذ باستخدام فرن القوس الكهربائي بموصلية جيدة وقوة ميكانيكية مناسبة ومقاومة جيدة للإخماد والتسخين في درجات الحرارة العالية ومقاومة للتآكل ومحتوى منخفض من الشوائب.
① تُصنع أقطاب الجرافيت عالية الجودة من فحم البترول وفحم الكوك وغيرها من المواد الخام منخفضة الرماد. ومع ذلك، يتطلب إنتاج أقطاب الجرافيت معدات أكثر، وسير عملية طويل، وتكنولوجيا معقدة، ويتراوح استهلاك الطاقة لقطب جرافيت واحد (طن واحد) بين 6000 و7000 كيلو واط/ساعة.
② يُستخدم الفحم الحجري عالي الجودة أو فحم الكوك المعدني كمادة خام لإنتاج أقطاب الكربون. لا يتطلب إنتاج أقطاب الكربون معدات الجرافيت، وتتشابه عمليات الإنتاج الأخرى مع إنتاج أقطاب الجرافيت. موصلية أقطاب الكربون أسوأ بكثير من موصلية أقطاب الجرافيت، كما أن مقاومتها الكهربائية أعلى عادةً بمرتين إلى ثلاث مرات من مقاومتها الكهربائية. يختلف محتوى الرماد باختلاف جودة المواد الخام، حيث يبلغ حوالي 10%. ولكن بعد التنظيف الخاص، يمكن تقليل محتوى رماد الفحم الحجري إلى أقل من 5%. ويمكن تقليل محتوى الرماد في المنتج إلى حوالي 1% إذا تمت عملية الجرافيت. يمكن استخدام أقطاب الكربون لصهر فولاذ فرن القوس الكهربائي الشائع وسبائك الحديد.
③ باستخدام الجرافيت الطبيعي كمادة خام، تم إنتاج أقطاب الجرافيت الطبيعية. لا يمكن استخدام الجرافيت الطبيعي إلا بعد اختياره بعناية وتقليل نسبة الرماد فيه. تبلغ مقاومته الكهربائية ضعف مقاومة الأقطاب الجرافيتية تقريبًا، إلا أن قوته الميكانيكية منخفضة نسبيًا، مما يسهل كسره عند الاستخدام. في المناطق التي يكثر فيها إنتاج الجرافيت الطبيعي، يمكن إنتاج أقطاب الجرافيت الطبيعية لتوفير فرن كهربائي ذو قوس صغير لصهر فولاذ فرن كهربائي ذو قوس عادي. عند استخدام الجرافيت الطبيعي لإنتاج أقطاب موصلة، تكون المعدات والتكنولوجيا المستخدمة سهلة الاستخدام وإتقانها.
④ يُستخدم قطب الجرافيت لإنتاج قطب مُجدَّد (أو قطب مُكسور مُجرَّف) عن طريق سحق وطحن حطام القطع أو نفاياتها. يحتوي المنتج على نسبة رماد منخفضة (حوالي 1%)، وموصليته الكهربائية أقل من موصلية القطب المُجرَّف. تبلغ مقاومته حوالي 1.5 مرة من مقاومة القطب المُجرَّف، لكن تأثيره التطبيقي أفضل من قطب الجرافيت الطبيعي. على الرغم من سهولة إتقان التكنولوجيا والمعدات اللازمة لإنتاج قطب مُجدَّد، إلا أن مصدر المواد الخام لعملية الجرافيت محدود، لذا فإن هذه الطريقة ليست في صميم التطوير.
وقت النشر: ١١ يونيو ٢٠٢١