Organigramme du processus de production d'électrodes de graphite

Organigramme du processus de production d'électrodes de graphite
Matières premières : Quelles sont les matières premières utilisées pour la production de carbone ?
Dans la production de carbone, les matières premières couramment utilisées peuvent être divisées en deux catégories : les matières premières en carbone solide et les liants et imprégnants. Les matières premières de carbone solide comprennent le coke de pétrole, le coke d'asphalte, le coke métallurgique, l'anthracite, le graphite naturel et les fragments de graphite ; les liants et les imprégnants comprennent le goudron de houille, le goudron de houille, l'huile d'anthracène et les résines synthétiques. En outre, certains matériaux auxiliaires sont également utilisés dans la production, tels que le sable de quartz, les particules de coke métallurgique et la poudre de coke. D'autres matières premières spéciales sont utilisées pour fabriquer certains produits spéciaux en carbone et en graphite (tels que la fibre de carbone, le charbon actif, le charbon pyrolytique et le graphite pyrolytique, le carbone vitreux).

Calcination : Qu’est-ce que la calcination ? Quelles matières premières doivent être calcinées ?
Le processus de traitement thermique à haute température (1200-1500 degré) des matières premières carbonées dans des conditions hermétiques est appelé calcination. La calcination est le premier processus de traitement thermique dans la production de carbone. La calcination provoque une série de changements dans la structure et les propriétés physiques et chimiques de diverses matières premières carbonées.
L'anthracite et le coke de pétrole contiennent tous deux une certaine quantité de matières volatiles et doivent être calcinés. La température de cokéfaction du coke de brai et du coke métallurgique est relativement élevée (au-dessus de 1 000 degrés), ce qui équivaut à la température du four de calcination de l'usine de carbone. Ils n'ont pas besoin d'être calcinés, mais seulement de sécher l'humidité. Cependant, si le coke de brai et le coke de pétrole sont mélangés avant la calcination, ils doivent être envoyés au four de calcination avec le coke de pétrole pour la calcination. Le graphite naturel et le noir de carbone n'ont pas besoin d'être calcinés.
Pressage : Quel est le principe du moulage par extrusion ?
L'essence du processus d'extrusion est de faire passer la pâte à travers une certaine forme de filière sous pression, puis d'être compactée et déformée plastiquement pour devenir une ébauche d'une certaine forme et taille. Le processus de moulage par extrusion est principalement le processus de déformation plastique de la pâte.
Le processus d'extrusion de la pâte est effectué dans la chambre de matériau (ou cylindre de pâte) et dans la filière en forme d'arc. La pâte chaude chargée dans la chambre de matériau est poussée par le piston principal arrière. Le gaz contenu dans la pâte est forcé d'être évacué en continu, la pâte est continuellement dense et la pâte avance en même temps. Lorsque la pâte se déplace dans la partie cylindrique de la chambre de matériau, la pâte peut être considérée comme un écoulement stable et chaque couche de particules se déplace essentiellement en parallèle. Lorsque la pâte entre dans la buse d'extrusion avec déformation en arc, la pâte proche de la paroi de la buse rencontre une plus grande résistance au frottement, la couche de matériau commence à se plier et différentes vitesses d'avancement sont générées à l'intérieur de la pâte. La couche interne de pâte avance, ce qui entraîne une densité inégale du produit dans la direction radiale. Par conséquent, une contrainte interne provoquée par des débits différents des couches interne et externe est générée dans le bloc d'extrusion. Enfin, la pâte entre dans la partie de déformation linéaire et est extrudée.

Pâtisserie : Qu’est-ce que la pâtisserie ? Quel est le but de la pâtisserie ?

La cuisson est un processus de traitement thermique dans lequel le produit brut après pressage est chauffé dans un milieu protecteur dans un four de chauffage dans des conditions hermétiques à une certaine vitesse de chauffage.

Le but de la pâtisserie est :

(1) Éliminer les substances volatiles. Les produits utilisant du goudron de houille comme liant émettent généralement environ 10 % de substances volatiles après cuisson. Le rendement de cuisson est donc généralement inférieur à 90 %.
(2) Cokéfaction du liant Le produit brut est grillé dans certaines conditions de traitement pour cokéfier le liant et former un réseau de coke entre les particules d'agrégat, reliant fermement tous les agrégats de différentes tailles de particules entre eux, de sorte que le produit possède certaines propriétés physiques et chimiques. Dans les mêmes conditions, plus le taux de cokéfaction est élevé, meilleure est la qualité. Généralement, le taux de carbone résiduel de cokéfaction des asphaltes à moyenne température est d'environ 50 %.
(3) Forme géométrique fixe Le produit brut se ramollit et le liant migre pendant le processus de torréfaction. Au fur et à mesure que la température augmente, un réseau de cokéfaction se forme, ce qui rend le produit rigide. Ainsi, même si la température augmente à nouveau, sa forme ne change pas.
(4) Réduction de la résistivité Au cours du processus de torréfaction, la résistivité diminue considérablement en raison de l'élimination des substances volatiles, de la cokéfaction de l'asphalte pour former un réseau de coke, de la décomposition et de la polymérisation de l'asphalte et de la formation d'un grand réseau plan hexagonal de carbone. La résistivité du produit brut est d'environ 10 000 × 10-6Ω·m, qui chute à 40--50×10-6Ω·m après la torréfaction, et est appelée un bon conducteur.
(5) Rétrécissement supplémentaire du volume Après la torréfaction, le diamètre du produit rétrécit d'environ 1 %, la longueur rétrécit d'environ 2 % et le volume rétrécit de 2-3 %.

Imprégnation : Pourquoi les produits en carbone doivent-ils être imprégnés ?
La porosité du produit brut après pressage est très faible. Cependant, une fois le produit brut grillé, une partie du brai de goudron de houille se décompose en gaz et s'échappe pendant le processus de grillage, tandis que l'autre partie est cokéfiée en coke d'asphalte. Le volume du coke d’asphalte généré est bien inférieur au volume initial du brai de goudron de houille. Bien qu'il rétrécisse légèrement pendant le processus de torréfaction, de nombreux petits pores irréguliers de différentes tailles se forment toujours à l'intérieur du produit. Par exemple, la porosité totale des produits graphitisés est généralement de 25-32 %, et la porosité totale des produits carbonés est généralement de 16-25 %. La présence d'un grand nombre de pores aura inévitablement un certain impact sur les propriétés physiques et chimiques du produit. D'une manière générale, la porosité des produits graphitisés augmente, leur densité volumique diminue, leur résistivité augmente, leur résistance mécanique diminue, leur vitesse d'oxydation s'accélère à une certaine température, leur résistance à la corrosion se détériore également et ils sont plus facilement pénétrés par les gaz et les liquides.
L'imprégnation est un processus qui réduit la porosité des produits, augmente la densité, augmente la résistance à la compression, réduit la résistivité des produits finis et modifie les propriétés physiques et chimiques des produits.

Graphitisation : Qu'est-ce que la graphitisation ? Quel est le but de la graphitisation ?

La graphitisation est un processus de traitement thermique à haute température dans lequel les produits torréfiés sont placés dans un milieu protecteur dans un four de graphitisation et chauffés à haute température, de sorte que la grille plane hexagonale des atomes de carbone soit transformée d'un chevauchement désordonné dans un espace bidimensionnel. à un chevauchement ordonné dans un espace tridimensionnel et possède une structure en graphite.

Son objectif est :

(1) Améliorer la conductivité thermique et électrique du produit.

(2) Améliorer la résistance aux chocs thermiques et la stabilité chimique du produit.

(3) Améliorer le pouvoir lubrifiant et la résistance à l'usure du produit.

(4) Élimine les impuretés et améliore la résistance du produit.

Usinage : Pourquoi les produits en carbone doivent-ils être usinés ?
(1) La nécessité de façonner
Les produits bruts en carbone d'une certaine taille et forme seront déformés et endommagés à des degrés divers au cours du processus de torréfaction et de graphitisation. Dans le même temps, certaines charges adhèrent également à leur surface. S'ils ne sont pas traités mécaniquement, ils ne peuvent pas être utilisés. Par conséquent, les produits doivent être façonnés et transformés selon la forme géométrique spécifiée.
(2) La nécessité d'utiliser
Le traitement est effectué en fonction des exigences d'utilisation de l'utilisateur. Par exemple, si les électrodes de graphite pour la fabrication de l'acier au four électrique doivent être connectées pour être utilisées, des trous filetés doivent être usinés aux deux extrémités du produit, puis les deux électrodes doivent être connectées avec un joint fileté spécial pour être utilisées.
(3) Besoins en matière de traitement
Certains produits doivent être transformés dans des formes et des spécifications spéciales en fonction des besoins du processus de l'utilisateur, et nécessitent même une rugosité de surface inférieure.