Materie prime: quali sono le materie prime utilizzate per la produzione di carbonio?
Nella produzione di carbonio, le materie prime solitamente utilizzate possono essere suddivise in materie prime di carbonio solido e agenti leganti e impregnanti.
Le materie prime di carbonio solido includono coke di petrolio, coke bituminoso, coke metallurgico, antracite, grafite naturale e scarti di grafite, ecc.
Tra i leganti e gli agenti impregnanti si annoverano pece di carbone, catrame di carbone, olio di antracene e resina sintetica, ecc.
Inoltre, nella produzione vengono utilizzati anche alcuni materiali ausiliari come sabbia di quarzo, particelle di coke metallurgico e polvere di coke.
Alcuni prodotti speciali a base di carbonio e grafite (come fibra di carbonio, carbone attivo, carbonio pirolitico e grafite pirolitica, carbonio vetroso) vengono prodotti a partire da altri materiali speciali.
Calcinazione: Cos'è la calcinazione? Quali materie prime devono essere calcinate??
Il processo di trattamento termico è chiamato calcinazione.
La calcinazione è il primo processo di trattamento termico nella produzione di carbonio. La calcinazione provoca una serie di cambiamenti nella struttura e nelle proprietà fisiche e chimiche di tutti i tipi di materie prime carboniose.
La temperatura di formazione del coke bituminoso e del coke metallurgico è relativamente alta (superiore a 1000 °C), equivalente alla temperatura del forno di calcinazione in un impianto di produzione di carbone. A quel punto non è più possibile calcinarlo e occorre solo essiccarlo con umidità.
Tuttavia, se il coke bituminoso e il coke di petrolio vengono utilizzati insieme prima della calcinazione, devono essere inviati al calcinatore per la calcinazione insieme al coke di petrolio.
La grafite naturale e il nerofumo non richiedono calcinazione.
Il processo di stampaggio per estrusione consiste principalmente nella deformazione plastica della pasta.
Il processo di estrusione della pasta avviene nella camera del materiale (o cilindro della pasta) e nell'ugello ad arco circolare.
La pasta calda nella camera di caricamento viene spinta dal pistone principale posteriore.
Il gas presente nella pasta viene espulso continuamente, la pasta viene continuamente compattata e allo stesso tempo si muove in avanti.
Quando la pasta si muove nella parte cilindrica della camera, si può considerare che il flusso della pasta sia stabile e che lo strato granulare sia sostanzialmente parallelo.
Quando la pasta entra nella parte dell'ugello di estrusione con deformazione ad arco, la pasta vicino alla parete della bocca è soggetta a una maggiore resistenza all'attrito nell'avanzamento, il materiale inizia a piegarsi, la pasta all'interno produce una velocità di avanzamento diversa, la pasta interna avanza in anticipo, con conseguente densità radiale non uniforme del prodotto, quindi nel blocco di estrusione.
Infine, la pasta entra nella sezione di deformazione lineare e viene estrusa.
La tostatura è un processo di trattamento termico in cui i prodotti grezzi compressi vengono riscaldati a una determinata velocità in presenza di aria in un mezzo protettivo all'interno del forno.
Nel processo di tostatura, a causa dell'eliminazione dei volatili, la cokizzazione dell'asfalto forma una griglia di coke, la decomposizione e la polimerizzazione dell'asfalto e la formazione di una grande rete planare ad anello esagonale di carbonio, ecc., la resistività è diminuita significativamente. Circa 10000 x 10-6 di resistività dei prodotti grezzi Ω "m, dopo la tostatura di 40-50 x 10-6 Ω" m, chiamati buoni conduttori.
Dopo la tostatura, il prodotto si riduce di circa l'1% in diametro, del 2% in lunghezza e del 2-3% in volume.
Tuttavia, dopo la tostatura dei prodotti grezzi, parte dell'asfalto di carbone si decompone in gas e fuoriesce, mentre l'altra parte si trasforma in coke bituminoso.
Il volume del coke bituminoso prodotto è molto inferiore a quello del bitume di carbone. Sebbene si riduca leggermente durante il processo di tostatura, nel prodotto si formano comunque numerosi pori irregolari e di piccole dimensioni.
Ad esempio, la porosità totale dei prodotti grafitizzati è generalmente pari al 25-32%, mentre quella dei prodotti in carbonio è generalmente compresa tra il 16 e il 25%.
La presenza di un elevato numero di pori influenzerà inevitabilmente le proprietà fisiche e chimiche dei prodotti.
In generale, i prodotti grafitizzati con porosità aumentata, densità volumetrica diminuita, resistività aumentata, resistenza meccanica aumentata, a una certa temperatura il tasso di ossidazione è accelerato, la resistenza alla corrosione è anche deteriorata e gas e liquidi sono più facilmente permeabili.
L'impregnazione è un processo volto a ridurre la porosità, aumentare la densità, incrementare la resistenza alla compressione, diminuire la resistività del prodotto finito e modificarne le proprietà fisiche e chimiche.
I suoi obiettivi sono:
(1) Migliorare la conduttività termica ed elettrica del prodotto.
(2) Per migliorare la resistenza allo shock termico e la stabilità chimica del prodotto.
(3) Migliorare la lubrificazione e la resistenza all'usura del prodotto.
(4) Rimuovere le impurità e migliorare la forza del prodotto.
I prodotti in carbonio compresso, di determinate dimensioni e forme, presentano diversi gradi di deformazione e danni da impatto durante la tostatura e la grafitizzazione. Allo stesso tempo, alcuni riempitivi si legano alla superficie dei prodotti in carbonio compresso.
Non può essere utilizzato senza lavorazione meccanica, quindi il prodotto deve essere modellato e lavorato in una specifica forma geometrica.
(2) La necessità di utilizzo
Secondo le esigenze di elaborazione dell'utente.
Se è necessario collegare l'elettrodo di grafite del forno elettrico per la produzione di acciaio, è necessario praticare un foro filettato ad entrambe le estremità del prodotto, e quindi collegare i due elettrodi utilizzando un apposito giunto filettato.
(3) Requisiti tecnologici
Alcuni prodotti devono essere lavorati per ottenere forme e specifiche particolari, in base alle esigenze tecnologiche degli utenti.
È necessaria una rugosità superficiale ancora inferiore.
Data di pubblicazione: 10 dicembre 2020