บทบาทของการบำบัดความร้อนในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์

การรักษาความร้อนหมายถึงอะไรในโรงงานอิเล็กโทรด

การอบชุบด้วยความร้อนในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ไม่ใช่การดำเนินการเพียงครั้งเดียว เป็นลำดับของขั้นตอนการให้ความร้อนที่ใช้ ณ จุดต่างๆ ของกระบวนการ โดยแต่ละขั้นตอนมีจุดประสงค์ที่กำหนดไว้ ได้แก่ การเผาโค้กดิบ การอบส่วนที่เป็นสีเขียวที่อัดออกมา การชุบด้วยระดับเสียงสูงตามด้วยการอบครั้งที่สอง และสุดท้ายคือการสร้างกราฟ ลำดับทั้งหมดจะแปลงส่วนผสมของสารตัวเติมคาร์บอนแข็งและพิตช์ของสารยึดเกาะเป็นคอลัมน์กราไฟท์ที่มีความหนาแน่น-ต้านทานต่ำ และมีความเสถียรทางความร้อน ซึ่งสามารถส่งกระแสไฟฟ้าในเตาอาร์กไฟฟ้าได้โดยไม่เกิดข้อผิดพลาด การข้ามหรือย่อขั้นตอนใดๆ จะแสดงในภายหลังว่ามีความต้านทานสูง การแตกร้าว หรือการใช้ทิปมากเกินไป

ขั้นตอนที่หนึ่ง: การเผาโค้กดิบ

โค้กเข็มปิโตรเลียมมาถึงพร้อมกับสารระเหยที่อาจหดตัวและบิดเบือนอิเล็กโทรดในระหว่างการสร้างกราฟ การเผาจะกำจัดส่วนที่ระเหยได้นั้นออกไปโดยการให้ความร้อนแก่โค้กจนถึงอุณหภูมิประมาณ 1,200 ถึง 1,400 C ในเตาเผาแบบหมุน เพลา หรือเตาเผาแบบหมุน- ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นโค้กที่ผ่านการเผาด้วยผลึกที่หนาแน่นกว่า โดยมีสารระเหยตกค้างต่ำและมีขนาดคงที่ นี่คือจุดแรกที่คุณภาพของการบำบัดด้วยความร้อนจะกำหนดความต้านทานที่สามารถเข้าถึงได้โดยตรงในภายหลัง เนื่องจากโครงสร้างโค้กและระดับสิ่งเจือปนเป็นตัวกำหนดเพดานประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนที่สองและสาม: การอบและการชุบ

หลังจากผสมกับสารยึดเกาะและการอัดขึ้นรูป ตัวสีเขียวจะถูกอบที่อุณหภูมิปกติ 800 ถึง 1,200 C ฟังก์ชั่นที่ชัดเจน: สารยึดเกาะในสนามจะสลายตัวและเกิดคาร์บอไนซ์ สารระเหยจะถูกขับออกไป ความพรุนภายในลดลง และวัสดุได้รับความแข็งแรงเชิงกลเพิ่มขึ้น โครงสร้างคาร์บอนหนาแน่นที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้คือสิ่งที่ทำให้การสร้างกราฟในภายหลังมีประสิทธิภาพ เนื่องจากความพรุนบางส่วนยังคงอยู่อยู่เสมอ เกรดพรีเมียมจึงถูกชุบด้วยระดับความกดดันและอบใหม่- ซึ่งจะเติมเต็มรูพรุนที่เปิดอยู่ เพิ่มความหนาแน่นรวม และปรับปรุงทั้งความแข็งแรงและค่าการนำไฟฟ้า การชุบและการอบใหม่-เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกรดพลังงาน-สูง-เป็นพิเศษมีความหนาแน่นสูงกว่าและมีความต้านทานต่ำกว่าเกรดมาตรฐานจากโค้กชนิดเดียวกัน

ขั้นตอนที่สี่: การสร้างกราฟิติเซชั่นประมาณ 2,500 ถึง 3,000 C

การทำกราฟิติเซชั่นเป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ตัวที่อบจะถูกให้ความร้อนที่ประมาณ 2,500 ถึง 3,000 C ในเตาประเภท Acheson ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้านทานการให้ความร้อนของประจุเอง ที่อุณหภูมินั้น คาร์บอนอสัณฐานที่ไม่เป็นระเบียบจะจัดเรียงตัวใหม่เป็นโครงสร้างผลึกกราไฟท์แบบหลายชั้น คุณสมบัติที่วัดได้สามประการเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ถูกต้องในคราวเดียว ได้แก่ ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะลดลงอย่างรวดเร็ว ค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้น และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนลดลง การขยายตัวทางความร้อนที่ลดลงมีความสำคัญเนื่องจากจะช่วยลดความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างรอบการให้ความร้อนครั้งแรกในเตาเผา และความเครียดดังกล่าวเป็นสาเหตุทั่วไปของการแตกร้าวตามยาวของอิเล็กโทรดใหม่

มีการตรวจสอบผลกระทบอย่างไร

เนื่องจากการอบชุบด้วยความร้อนคือสิ่งที่ลูกค้าต้องจ่ายในท้ายที่สุด ผลลัพธ์จึงถูกวัดแทนที่จะคิดเอาเอง ความต้านทานถูกกำหนดโดย ASTM C611, ความต้านทานแรงดัดงอโดย ASTM C651, ความหนาแน่นรวมที่ปรากฏและความพรุนโดย ASTM C1039 และเถ้าโดย ASTM C561 การขยายตัวทางความร้อนที่มากกว่า 100 ถึง 600 C วัดโดยไดลาโตเมทรีตามมาตรฐาน ASTM E228 สำหรับอิเล็กโทรดที่เสร็จแล้ว ต้องใช้ข้อกำหนดด้านมิติและข้อต่อของ GB/T 3072 และ GB/T 3073 โดยให้ความใส่ใจเป็นพิเศษกับความเรียวของจุกนม เนื่องจากข้อต่อที่ยึดไม่ถูกต้องจะสร้างจุดร้อนเฉพาะจุดที่ทำให้อายุการใช้งานของอิเล็กโทรดหมดเร็ว

จุดควบคุมกระบวนการที่ตัดสินคุณภาพขั้นสุดท้าย

จุดควบคุมสี่จุดครองผลลัพธ์ ประการแรก โปรไฟล์อุณหภูมิการเผา: ภายใต้-โค้กที่ถูกเผาจะปล่อยสารระเหยในระหว่างการสร้างกราฟและทำให้เกิดการแตกร้าว ประการที่สอง ปริมาณพิตช์และอุณหภูมิในการผสม ซึ่งจะกำหนดว่าความพรุนแบบปิดที่ยังคงอยู่ต่อการอบจะมากน้อยเพียงใด ประการที่สาม อัตราการทำความเย็นหลังการสร้างกราฟ ร่างกายเย็นเร็วเกินไปทำให้เกิดความเครียดภายในซึ่งจะปรากฏในภายหลังว่าเป็นการแตกหักเท่านั้น ประการที่สี่ การควบคุมบรรยากาศเตาเผา เนื่องจากการเกิดออกซิเดชันระหว่างการบำบัดที่อุณหภูมิสูง-จะทำให้สิ้นเปลืองวัสดุและลดผลผลิต แต่ละสิ่งเหล่านี้เป็นตัวแปรที่สามารถวัดได้ และโรงงานที่บันทึกพวกมันจะสัมพันธ์กับความต้านทานขั้นสุดท้ายและการร้องเรียนเรื่องการแตกหักของลูกค้า

คำถามที่พบบ่อย

Q:เหตุใดการทำกราฟิคจึงดำเนินการที่อุณหภูมิสูงเช่นนี้
ตอบ: เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนที่ไม่เป็นระเบียบไปเป็นโครงตาข่ายกราไฟต์จะเกิดขึ้นเร็วพอที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,500 C โดยประมาณเท่านั้น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนั้นคือสิ่งที่ลดความต้านทานลงจนถึงระดับที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการที่มีความหนาแน่นกระแสสูง

Q:อะไรคือความแตกต่างระหว่างการอบและการทำกราฟิค?
ตอบ: การอบจะทำให้สารยึดเกาะเป็นถ่านที่อุณหภูมิประมาณ 800 ถึง 1,200 C และสร้างความแข็งแรงเชิงกล การทำกราไฟท์ที่อุณหภูมิประมาณ 2,500 ถึง 3,000 C จะจัดระเบียบคาร์บอนใหม่ให้เป็นผลึกกราไฟท์ และปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าและความร้อนเป็นหลัก

Q:การชุบจะเปลี่ยนองค์ประกอบของอิเล็กโทรดหรือไม่?
ตอบ: มันจะเพิ่มคาร์บอนจากระยะที่ชุ่มเข้าไปในเครือข่ายรูพรุน จุดมุ่งหมายคือความหนาแน่นสูงขึ้นและความพรุนลดลงโดยไม่เพิ่มขี้เถ้า ดังนั้นจึงใช้ระยะพิทช์ที่มีเถ้าต่ำ-

Q:การอบชุบด้วยความร้อนเกี่ยวข้องกับการแคร็กในงานบริการอย่างไร?
ตอบ: อิเล็กโทรดกราไฟต์ที่ดีมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ดังนั้นจึงลดความเครียดจากความร้อนระหว่างการให้ความร้อน การรักษาที่ไม่ดีหรือไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความเครียดภายในสูง และปรากฏเป็นรอยแตกตามยาวหรือข้อต่อแตก

Q:ขั้นตอนการรักษาสามารถสั้นลงเพื่อลดต้นทุนได้หรือไม่?
ตอบ: สามารถปรับเวลาพักให้เหมาะสมได้ แต่หากประจุไม่ถึงอุณหภูมิเป้าหมายตลอดทั้งส่วน ความต้านทานและความหนาแน่นจะอยู่นอกข้อกำหนด การประหยัดเวลาในเตาเผามักจะน้อยกว่าต้นทุนของการคัดแยกที่เกิดขึ้น

Q:ค่าใบรับรองใดที่บ่งชี้ถึงการบำบัดความร้อนที่ถูกต้องได้ดีที่สุด
ตอบ: ความต้านทาน ความหนาแน่นรวม และสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนรวมกัน ความต้านทานเพียงอย่างเดียวสามารถพบกับตัววัตถุที่มีกราไฟท์หนาแน่นแต่มีกราฟได้ไม่ดี ดังนั้นจึงไม่ควรตัดสินแยกกัน