Materias primas: ¿Cuáles son las materias primas que se utilizan para la producción de carbono?
En la producción de carbono, las materias primas que se suelen utilizar se pueden dividir en materias primas de carbono sólido y aglutinante y agente impregnante.
Las materias primas de carbono sólido incluyen coque de petróleo, coque bituminoso, coque metalúrgico, antracita, grafito natural y chatarra de grafito, etc.
Entre los aglutinantes y agentes impregnantes se incluyen brea de hulla, alquitrán de hulla, aceite de antraceno y resina sintética, etc.
Además, en la producción también se utilizan algunos materiales auxiliares como arena de cuarzo, partículas de coque metalúrgico y polvo de coque.
Algunos productos especiales de carbono y grafito (como la fibra de carbono, el carbón activado, el carbono pirolítico y el grafito pirolítico, el carbono vítreo) se producen a partir de otros materiales especiales.
Calcinación: ¿Qué es la calcinación? ¿Qué materias primas necesitan ser calcinadas??
El proceso de tratamiento térmico se llama calcinación.
La calcinación es el primer proceso de tratamiento térmico en la producción de carbono. La calcinación provoca una serie de cambios en la estructura y las propiedades físico-químicas de todo tipo de materias primas carbonáceas.
La temperatura de formación del coque bituminoso y del coque metalúrgico es relativamente alta (superior a 1000 °C), lo que equivale a la temperatura del horno de calcinación en la planta de carbono. A partir de ese punto, ya no se puede calcinar y solo necesita secarse con humedad.
Sin embargo, si el coque bituminoso y el coque de petróleo se utilizan juntos antes de la calcinación, deberán enviarse al calcinador para su calcinación conjunta con el coque de petróleo.
El grafito natural y el negro de humo no requieren calcinación.
El proceso de moldeo por extrusión es principalmente un proceso de deformación plástica de la pasta.
El proceso de extrusión de la pasta se lleva a cabo en la cámara de material (o cilindro de pasta) y en la boquilla de arco circular.
La pasta caliente en la cámara de carga es impulsada por el émbolo principal trasero.
El gas contenido en la pasta se ve obligado a ser expulsado continuamente, la pasta se compacta continuamente y, al mismo tiempo, avanza.
Cuando la pasta se mueve en la parte cilíndrica de la cámara, se puede considerar que fluye de forma estable y la capa granular es básicamente paralela.
Cuando la pasta entra en la parte de la boquilla de extrusión con deformación de arco, la pasta cercana a la pared de la boca está sujeta a una mayor resistencia a la fricción en el avance, el material comienza a doblarse, la pasta en el interior produce una velocidad de avance diferente, la pasta interior avanza por delante, lo que da como resultado que la densidad radial del producto no sea uniforme, por lo que en el bloque de extrusión.
Finalmente, la pasta entra en la parte de deformación lineal y se extruye.
El tostado es un proceso de tratamiento térmico en el que los productos crudos comprimidos se calientan a una velocidad determinada en condiciones de aislamiento de aire en el medio protector del horno.
En el proceso de tostado, debido a la eliminación de volátiles, la coquización del asfalto forma una red de coque, la descomposición y polimerización del asfalto, y la formación de una gran red plana de anillos de carbono hexagonales, etc., la resistividad disminuyó significativamente. Aproximadamente 10000 x 10-6 resistividad de productos crudos Ω “m, después del tostado por 40-50 x 10-6 Ω” m, llamados buenos conductores.
Tras el tostado, el producto se encoge aproximadamente un 1% en diámetro, un 2% en longitud y entre un 2% y un 3% en volumen.
Sin embargo, tras tostar los productos crudos, parte del asfalto de carbón se descompone en gas y se escapa, mientras que la otra parte se transforma en coque bituminoso.
El volumen de coque bituminoso generado es mucho menor que el del betún de carbón. Si bien se contrae ligeramente durante el proceso de tostado, en el producto se siguen formando numerosos poros pequeños e irregulares de diferentes tamaños.
Por ejemplo, la porosidad total de los productos grafitizados suele ser de entre el 25% y el 32%, mientras que la de los productos de carbono suele ser de entre el 16% y el 25%.
La existencia de un gran número de poros afectará inevitablemente a las propiedades físicas y químicas de los productos.
En términos generales, los productos grafitizados presentan mayor porosidad, menor densidad volumétrica, mayor resistividad y resistencia mecánica; a cierta temperatura, la velocidad de oxidación se acelera, la resistencia a la corrosión también se deteriora y los gases y líquidos son más permeables.
La impregnación es un proceso para reducir la porosidad, aumentar la densidad, incrementar la resistencia a la compresión, reducir la resistividad del producto terminado y modificar las propiedades físicas y químicas del producto.
Sus objetivos son:
(1) Mejorar la conductividad térmica y eléctrica del producto.
(2) Para mejorar la resistencia al choque térmico y la estabilidad química del producto.
(3) Mejorar la lubricidad y la resistencia al desgaste del producto.
(4) Eliminar impurezas y mejorar la resistencia del producto.
Los productos de carbono comprimido, con un tamaño y forma determinados, presentan diferentes grados de deformación y daños por colisión durante el tostado y la grafitización. Asimismo, se adhieren algunos rellenos a la superficie de dichos productos.
No puede utilizarse sin un procesamiento mecánico, por lo que el producto debe moldearse y procesarse hasta obtener una forma geométrica específica.
(2) La necesidad de uso
Según los requisitos de procesamiento del usuario.
Si es necesario conectar el electrodo de grafito del horno eléctrico para la fabricación de acero, se debe hacer un orificio roscado en ambos extremos del producto, y luego conectar los dos electrodos mediante una junta roscada especial.
(3) Requisitos tecnológicos
Algunos productos deben procesarse para obtener formas y especificaciones especiales según las necesidades tecnológicas de los usuarios.
Se requiere una rugosidad superficial aún menor.
Fecha de publicación: 10 de diciembre de 2020