グラファイト電極の原材料と製造プロセス
グラファイト電極は、石油コークスとニードルコークスをバインダーとして使用して、練り、成形、焼成、含浸、グラフィット化、機械処理などの一連のプロセスを通じて生成される一種の高温耐性グラファイト導電性材料です。
グラファイト電極は、電気炉鋼製のための重要な高温導電性材料です。電気エネルギーはグラファイト電極を介して電気炉に入力され、電極先端と電荷間の電動アークによって生成される高温は、鉄鋼メーキの電荷を溶かすために熱源として使用されます。黄色のリン、工業用シリコン、研磨剤、その他の材料を製錬するための他のいくつかの電気炉も、導電性材料としてグラファイト電極を使用しています。グラファイト電極の優れた特別な物理的および化学的特性を活用すると、他の産業部門でも広範な用途があります。グラファイト電極の一般的に使用されるグレードには、グラファイト電極RP、グラファイト電極HP、およびグラファイト電極UHPが含まれ、異なる電力の電気炉に使用されます。
グラファイト電極を生産するための原材料には、石油コークス、ニードルコークス、コールタールピッチが含まれます
石油コークスは、石油残留油と石油アスファルトをコーティングした後に得られた可燃性固体生成物です。それは黒で多孔質で、炭素は主な要素と非常に低い灰分で、一般的に0.5％未満です。石油コークスは、簡単にグラフィット化された炭素のカテゴリに属します。化学、冶金、その他の産業に広範な用途があり、電解アルミニウム用の人工グラファイト製品と炭素産物の生産のための主要な原料です。
石油コークスは、熱処理温度に基づいて2つのタイプに分類できます。グリーンコーラと焼成コークスです。前者は、大量の揮発性物質を含み、機械的強度が低い遅延したコーキングから得られます。焼成されたコーラは、グリーンコーラをカチカイすることによって生産されます。中国のほとんどの石油精製所は生のコーラのみを生産しており、石灰化作業は主に炭素植物内で行われます。
石油コークスは、硫黄含有量に基づいて3つのタイプに分類できます：高硫黄コークス（1.5％を超える硫黄含有量）、中硫黄コークス（硫黄含有量は0.5％から1.5％の範囲）、低硫黄コークス（硫黄含有量は0.5％未満）です。低硫黄コークスは一般に、グラファイト電極やその他の人工グラファイト産物の生産に使用されます。
ニードルコークスは、外観が明らかに繊維状のテクスチャー、特に低い熱膨張係数と非常に簡単なグラフィット化を備えた高品質のコークスです。コーラブロックが壊れると、テクスチャに応じて細いストリップのような粒子に分割されます（アスペクト比は一般に1.75を超えます）。偏光顕微鏡では、異方性繊維構造を観察することができ、したがって、針コークスと呼ばれます。
針コーラの物理的および機械的特性の異方性は非常に明白です。粒子の長軸に平行な方向に良好な電気導電率と熱伝導率があり、熱膨張係数は比較的低いです。押出成形中、ほとんどの粒子の長軸は押し出し方向に配置されます。したがって、ニードルコークスは、高出力または超高電力グラファイト電極を製造するための重要な原材料です。そこから作られたグラファイト電極は、抵抗率が低く、熱膨張係数が少ない、良好な熱衝撃耐性を持っています。
ニードルコーラは、石油油から生産されたオイルベースの針コークスに分割され、洗練された石炭タールピッチ原料から生産された石炭ベースのニードルコークスとして生産されます。
コールタールピッチは、コールタールの深い加工の主要な製品の1つです。さまざまな炭化水素の混合物です。室温では、固定融点がなく、黒で高粘度の半固体または固体です。加熱すると溶けて溶け、密度は1.25-1.35g/cm³です。柔らかい点に応じて3つのタイプに分類されます：低温、中温、高温アスファルト。中火アスファルトの収量は、コールタールの54〜56％です。コールタールピッチの組成は非常に複雑で、コールタールの特性とヘテロ原子の含有量に関連しており、コーキングプロセスシステムとコールタールの処理条件の影響も受けます。ピッチの軟化点、トルエン不溶性物質（TI）、キノリン不溶性物質（QI）、コーキング値、コールタールピッチなどのレオロジー特性など、コールタールピッチの特性を特徴付ける多くの指標があります。
コールタールピッチは、炭素産業のバインダーおよび含浸エージェントとして使用されており、その性能は、炭素製品の生産プロセスと製品品質に大きな影響を与えます。バインダーアスファルトは、一般に、中程度の軟化点、高いコーキング値、高β樹脂を備えた中程度の温度または中温修飾アスファルトを使用しています。含浸剤は、より低い軟化点、低気、良好なレオロジー特性を持つ中程度の温度アスファルトを使用する必要があります。
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