Yüksek Saflıkta Grafit ve Üretim Süreci

%99,99'dan fazla karbon içeriğine sahip yüksek saflıkta grafit. Yüksek saflıkta grafit, yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci, termal şok direnci, küçük termal genleşme katsayısı, kendi kendini yağlama, küçük direnç ve kolay işleme gibi avantajlara sahiptir. Metalurji, makine, çevre koruma, tıp, askeriye, havacılık ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle güneş fotovoltaik endüstrisinde çok önemli bir rol oynamaktadır. Küresel güneş fotovoltaik endüstrisinin ortalama yıllık büyüme oranı %40'tır ve Çin, dünyanın en büyük güneş fotovoltaik üreticisi olarak dünyanın %70'ini paylaşmaktadır. Bu endüstri, 2011 yılında 23.000 ton veya daha fazla yüksek kaliteli grafit malzemesi tüketmiştir ve gelecekteki fotovoltaik endüstrisinde monokristal silikon ve polisilikon için yüksek saflıkta grafit malzemelerine olan talebin yıllık %20 ila %25 oranında büyümesi beklenmektedir. Şu anda, Çin'in grafit endüstrisi hala dünyanın düşük seviyeli sınıfındadır, ürünler ağırlıklı olarak ham maddeler ve birincil işleme ürünleridir, üründeki yüksek safsızlıklar daha az uygulamayla sınırlıdır. Bu nedenle, bir yandan, Çin'in grafitinin düşük fiyatları büyük miktarda ihracata yol açmıştır; diğer yandan, iç pazar, ağırlıklı olarak yurt dışından ithal edilen yüksek saflıkta ultra ince grafit ürünlerine ihtiyaç duymaktadır. Özetle, yüksek saflıkta grafit üretim teknolojisi araştırması yapmak ve ürün kalitesini artırmak, Çin'in yüksek saflıkta grafit endüstrisi için çok önemlidir.

1 yüksek saflıkta grafit üretim süreci:

Yüksek saflıkta grafitin üretim süreci ve grafit elektrot üretim süreci farklıdır. Yüksek saflıkta grafit, izotropik ham maddeler gerektirir, ham maddeleri daha ince bir toz haline getirmek gerekir, izostatik presleme teknolojisi kullanılması gerekir, pişirme döngüsü uzundur, istenen yoğunluğa ulaşmak için çoklu emprenye - pişirme döngüsü gerektirir ve Grafitizasyon döngüsü de sıradan grafitten çok daha uzundur

1.1 ham maddeler

Yüksek saflıkta grafit üretimi için ham maddeler, agregalar, yapıştırıcılar ve emprenye malzemesidir. Agregalar genellikle iğne petrokok ve zift kokundan yapılır. Bunun nedeni, iğne benzeri petrokokun düşük kül içeriğine (genellikle %1'den az), yüksek sıcaklıkta kolayca grafitlenmesine, iyi elektriksel ve termal iletkenliğe, küçük doğrusal genleşme katsayısına ve benzerlerine sahip olmasıdır; Zift koku ile, aynı grafitizasyon sıcaklığında elde edilen grafit bile daha yüksek direnç ve daha yüksek mekanik mukavemete sahiptir, bu nedenle grafitlenmiş ürünlerin genel üretiminde, petrokokun yanı sıra, ürünün mekanik mukavemetini artırmak için belirli bir yüzde zift koku da vardır. Bağlayıcı genellikle kömür katranı kullanır, kömür katranı damıtma işleminin ürünüdür, oda sıcaklığında siyah katıdır, sabit bir erime noktası yoktur. Her işletmenin farklı ekipman koşullarına ve teknolojik gereksinimlerine göre, kömür katranı ziftinin yumuşama noktası 50 ℃ ila 250 ℃ arasındadır. Genellikle, yüksek saflıkta grafit ürünlerin üretimi için yüksek saflıkta veya yüksek sıcaklıkta kömür katranı zifti seçilir. Emprenye maddesi esasen bağlayıcı ile aynıdır. Ürünün yığın yoğunluğunu, geçirimsizliğini, yağlanabilirliğini, mukavemetini ve diğer özel özelliklerini artırmak için gereklidir. Pişirme, grafitizasyon veya işleme işleminden sonra emprenye malzemesi eklenmesi gerekir.

1.2 Kalsinasyon / arıtma

Seçilen agregalar, koklaşma sıcaklıkları veya kömür yaşları farklı olduğundan, iç yapılarında bir miktar su, safsızlık veya uçucu madde içerirler. Bu maddeleri önceden hariç tutmaz ve bunları doğrudan grafit malzemesi üretmek için kullanırsak, bu ürün kalitesini ve performansını etkileyecektir, bu nedenle seçilen agrega için kalsinasyon veya arıtma işlemi yapmalıyız. Kalsinasyon, çeşitli katı karbon ham maddelerinin yüksek sıcaklıkta izole hava koşullarında ısıl işlem görmesidir. Düşük sıcaklıklı kurutma aşamasında, esas olarak nemi dışlamak; uçucu fazın deşarj aşamasında, esas olarak ham maddelerdeki aromatik bileşiklerin ayrışmasını tamamlamak ve belirli bileşiklerin yoğunlaşmasını tamamlamak. Arıtma esas olarak bazı safsızlıkları gidermektir. Şu anda, yurtiçinde ve yurtdışında grafitin arıtma yöntemi ağırlıklı olarak flotasyon, alkali asit, hidroflorik asit, klorlama kavurma, yüksek sıcaklık vb.'dir.

1.3 öğütme

Katı malzemelerin grafit üretimi için, blok boyutunun kalsinasyonu veya arıtılmasına rağmen, parçacık boyutu hala nispeten büyüktür ve uçucu, homojen olmayan bileşim, agregat boyut gereksinimlerini bileşenlere ezme ihtiyacı vardır. Yüksek saflıkta grafit agrega boyutu genellikle 20μm'ye ulaşmaktır. Şu anda, ortalama parçacık boyutu 10 ila 20 μm olan tozu öğütmek için dikey bir merdaneli değirmen kullanılmaktadır.

1.4 Pelet

Öğütülmüş toz, dağılabilir ve homojen değildir. Belirli bir oranda kömür katranı zift bağlayıcı ile karıştırılması ve ardından malzemenin eşit olarak dağılmasını sağlamak ve yapıştırıcının toz parçacığının yüzeyine eşit ve ince bir şekilde sarılmasını ve toz parçacığının yüzeyine nüfuz etmesini ve sızmasını sağlamak için ısıtma tipi yoğurma makinesine konulması gerekir.

1.5 Kalıplama

Şu anda, birçok karbon şekillendirme yöntemi vardır, ana yöntemler ekstrüzyon kalıplama, kalıplama, titreşim kalıplama, izostatik preslemedir. Yüksek saflıkta grafit üretimi, soğuk izostatik presleme ve sıcak izostatik preslemeye sahip izostatik presleme yöntemini kullanır. İzostatik kalıplama, malzemenin yumuşak kalıba yerleştirilmesi, yoğunlaştırılması, vakumlandıktan sonra kapatılması, izostatik pres silindirine yerleştirilmesi, kalıbın dışındaki sıvının her yönden kalıp üzerinde aynı basınçta rol oynaması, silindirik veya dikdörtgen bir ürün haline getirilmesidir. Elde edilen ürün, izotropik yapıya ve performansa sahiptir, bu da izostatik grafit ürünlerinin en büyük avantajıdır.

1.6 Pişirme

Karbon ürünlerinin kalsinasyonundan sonra, pişirme işlemine girer, yani ham madde bloklarını izolasyon ortamında, ısıl işlemden (yaklaşık 1000 ℃) sonra, bağlayıcının bağlayıcı kok haline gelmesini sağlar. Bu yavaş bir işlemdir, tüm işlem birkaç aşamaya ayrılır, her aşamada karbon agregası yüzeyinde belirli bir kalınlıkta bağlayıcı film oluşturmak, bağlayıcı sıvı göçü, asfalt buharı Kılcal yoğunlaşma, gazlaştırma ve yüzey difüzyonu dahil olmak üzere bir dizi fiziksel ve kimyasal reaksiyon vardır.

1.7 Emprenye

Emprenyenin amacı, yığın yoğunluğunu, elektriksel iletkenliği, mekanik mukavemeti, Kimyasal korozyonu ve benzerlerini iyileştirmek için, erimiş asfalt gibi emprenye maddesini, kalsinasyon işlemi sırasında üründe oluşan küçük gözeneklere ve agrega kok parçacıklarında mevcut olan açık gözeneklere emprenye etmektir. Emprenye genellikle basınçlı emprenye ile gerçekleştirilir, ürün önce önceden ısıtılmalı ve ardından emprenye tankında vakumla gazı giderilmeli, ardından iyi kömür katranı zift emprenye tankı eklenmeli, emprenye maddesi asfaltını iç kısma sokmak için basınç uygulanmalıdır

1.8 Grafitizasyon

Grafitizasyon, termodinamik olarak kararsız grafit olmayan karbonu, termal aktivasyon yoluyla grafite dönüştürmek için yüksek sıcaklıkta ısıl işlem işlemidir. 2000 ~ 2800 ℃ yüksek sıcaklıkta grafitizasyon ile karbon pişmiş ürünler, karbon atomlarının karbon kafesinin kaotik katman yapısı, üç boyutlu sıralı katmanlı bir yapıya dönüştürülürken, safsızlıklar giderilir. Grafitizasyon yöntemleri Acheson yöntemi, iç ısı serisi yöntemi, ara frekans indüksiyon yöntemidir.