Matérias-primas e processo de fabricação de eletrodos de grafite

As matérias-primas para a produção de eletrodos de grafite são coque de petróleo, coque agulha e alcatrão de hulha.
O coque de petróleo é um produto sólido combustível obtido por coque de resíduos de petróleo e asfalto de petróleo. É preto e poroso, com carbono como elemento principal e teor de cinzas muito baixo, geralmente abaixo de 0.5%. O coque de petróleo pertence à categoria de carbono facilmente grafitado. O coque de petróleo é amplamente utilizado nas indústrias química e metalúrgica e é a principal matéria-prima para a produção de produtos de grafite artificial e produtos de carbono para alumínio eletrolítico.
O coque de petróleo pode ser dividido em coque bruto e coque calcinado de acordo com a temperatura do tratamento térmico. O primeiro é o coque de petróleo obtido por coqueamento retardado, contém uma grande quantidade de matéria volátil e tem baixa resistência mecânica. O coque calcinado é obtido pela calcinação do coque bruto. A maioria das refinarias na China produz apenas coque bruto, e as operações de calcinação são realizadas principalmente em plantas de carbono.
O coque de petróleo pode ser dividido em três tipos de acordo com o teor de enxofre: coque com alto teor de enxofre (teor de enxofre acima de 1,5%), coque com médio teor de enxofre (teor de enxofre 0.5%-1.5%) e coque com baixo teor de enxofre (teor de enxofre abaixo de 0.5%). Eletrodos de grafite e outros produtos artificiais de grafite são geralmente produzidos usando coque com baixo teor de enxofre. O coque agulha é um coque de alta qualidade com textura fibrosa óbvia, coeficiente de expansão térmica extremamente baixo e fácil grafitização. Quando o bloco de coque quebra, ele pode ser dividido em partículas de tiras longas e finas (a proporção geralmente é acima de 1,75) de acordo com a textura. A estrutura fibrosa anisotrópica pode ser observada sob um microscópio polarizador, por isso é chamada de coque agulha. A anisotropia das propriedades físicas e mecânicas do coque agulha é muito óbvia. Ele tem boa condutividade elétrica e térmica paralela ao longo eixo da partícula e tem um baixo coeficiente de expansão térmica. Durante a moldagem por extrusão, o eixo longo da maioria das partículas é disposto na direção da extrusão. Portanto, o coque de agulha é a principal matéria-prima para a fabricação de eletrodos de grafite de alta ou ultra-alta potência. Os eletrodos de grafite produzidos têm baixa resistividade, pequeno coeficiente de expansão térmica e boa resistência ao choque térmico. O coque de agulha é dividido em coque de agulha à base de óleo produzido com resíduo de petróleo como matéria-prima e coque de agulha à base de carvão produzido com alcatrão de carvão refinado como matéria-prima. O alcatrão de carvão é um dos principais produtos do processamento profundo do alcatrão de carvão. É uma mistura de vários hidrocarbonetos. É um semissólido ou sólido preto de alta viscosidade à temperatura ambiente. Não tem ponto de fusão fixo. Ele amolece e derrete após o aquecimento. A densidade é 1.25-1.35g/cm3. De acordo com o ponto de amolecimento, ele é dividido em três tipos: asfalto de baixa temperatura, média temperatura e alta temperatura. O rendimento do asfalto de média temperatura é de 54-56% do alcatrão de carvão. A composição do alcatrão de hulha é extremamente complexa, o que está relacionado às propriedades do alcatrão de hulha e ao conteúdo de heteroátomos, e também é afetada pelo sistema de processo de coqueificação e pelas condições de processamento do alcatrão de hulha. Existem muitos indicadores para caracterizar as propriedades do alcatrão de hulha, como ponto de amolecimento do asfalto, matéria insolúvel em tolueno (TI), matéria insolúvel em quinolina (QI), valor de coqueificação e propriedades reológicas do alcatrão de hulha. O alcatrão de hulha é usado como um ligante e impregnante na indústria de carbono, e seu desempenho tem uma grande influência no processo de produção e na qualidade do produto de produtos de carbono. O asfalto ligante geralmente usa asfalto modificado de temperatura média ou de temperatura média com ponto de amolecimento moderado, alto valor de coqueificação e alta resina. O impregnante deve usar asfalto de temperatura média com baixo ponto de amolecimento, baixo QI e boas propriedades reológicas.