Grafitelektródák alapanyagai és gyártási folyamata

A grafitelektródák gyártásának nyersanyaga a kőolajkoksz, tűkoksz és kőszénkátrány
A kőolajkoksz egy éghető szilárd termék, amelyet kőolajmaradék és kőolaj-aszfalt kokszolásával nyernek. Fekete és porózus, fő eleme szén, és nagyon alacsony hamutartalommal, általában 0,5% alatti. A kőolajkoksz a könnyen grafitizálódó szén kategóriájába tartozik. A kőolajkokszot széles körben használják a vegyiparban és a kohászati ​​iparban, és ez a fő nyersanyag a mesterséges grafittermékek és az elektrolitikus alumíniumból készült széntermékek előállításához.
A kőolajkoksz a hőkezelési hőmérséklet szerint nyerskokszra és kalcinált kokszra osztható. Az előbbi késleltetett kokszosítással nyert kőolajkoksz, amely nagy mennyiségű illékony anyagot tartalmaz, és alacsony mechanikai szilárdságú. A kalcinált kokszot nyers koksz égetésével nyerik. A legtöbb kínai finomító csak nyers kokszot állít elő, és a kalcinálási műveleteket többnyire szénüzemekben végzik.
A kőolajkoksz kéntartalom szerint három típusra osztható: magas kéntartalmú koksz (1,5% feletti kéntartalom), közepes kéntartalmú koksz (kéntartalom 0,5%-1,5%) , és alacsony kéntartalmú koksz (kéntartalom 0,5% alatti). A grafitelektródákat és más mesterséges grafittermékeket általában alacsony kéntartalmú koksz felhasználásával állítják elő. A tűkoksz kiváló minőségű koksz, nyilvánvaló rostos szerkezettel, rendkívül alacsony hőtágulási együtthatóval és könnyen grafitizálható. Amikor a koksztömb eltörik, az állagának megfelelően hosszú és vékony csíkrészecskékre osztható (a képarány általában 1,75 felett van). Az anizotróp rostos szerkezet polarizáló mikroszkóp alatt megfigyelhető, ezért tűkoksznak nevezik. A tűkoksz fizikai és mechanikai tulajdonságainak anizotrópiája nagyon nyilvánvaló. Jó elektromos és hővezető képességgel rendelkezik a részecske hossztengelyével párhuzamosan, és alacsony a hőtágulási együtthatója. Az extrudálás során a legtöbb részecske hossztengelye az extrudálási irányban van elrendezve. Ezért a tűkoksz a legfontosabb nyersanyag a nagy teljesítményű vagy ultranagy teljesítményű grafitelektródák gyártásához. Az előállított grafitelektródák kis ellenállásúak, kis hőtágulási együtthatóval és jó hősokkállósággal rendelkeznek. A tűkokszot olajalapú tűkokszra osztják, amelyet nyersanyagként kőolajmaradványból állítanak elő, illetve finomított kőszénkátrányból nyert szénalapú tűkokszra. A kőszénkátrány a kőszénkátrány mélyfeldolgozásának egyik fő terméke. Különféle szénhidrogének keveréke. Fekete, nagy viszkozitású félszilárd vagy szobahőmérsékleten szilárd anyag. Nincs rögzített olvadáspontja. Meglágyul, majd melegítés után megolvad. A sűrűség 1.{23}}.35g/cm3. A lágyuláspont szerint három típusra osztható: alacsony hőmérsékletű, közepes hőmérsékletű és magas hőmérsékletű aszfaltra. A közepes hőmérsékletű aszfalt hozama a kőszénkátrány 54-56%-a. A kőszénkátrány összetétele rendkívül összetett, ami összefügg a kőszénkátrány tulajdonságaival és a heteroatomok tartalmával, valamint befolyásolja a kokszolási folyamat rendszere és a kőszénkátrány feldolgozási körülményei is. Számos mutató létezik a kőszénkátrány tulajdonságainak jellemzésére, mint például az aszfalt lágyulási pontja, a toluolban oldhatatlan anyag (TI), a kinolinban oldhatatlan anyag (QI), a kokszosodási érték és a kőszénkátrány reológiai tulajdonságai. A kőszénkátrányt kötőanyagként és impregnálószerként használják a széniparban, teljesítménye nagyban befolyásolja a széntermékek gyártási folyamatát és termékminőségét. A kötőanyag aszfalt általában közepes hőmérsékletű vagy közepes hőmérsékletű módosított aszfaltot használ, közepes lágyulásponttal, magas kokszosodási értékkel és magas gyantával. Az impregnálószerhez közepes hőmérsékletű aszfaltot kell használni, alacsony lágyulásponttal, alacsony QI-vel és jó reológiai tulajdonságokkal.