Prasowanie izostatyczne grafituGrafit to nowy rodzaj materiału grafitowego opracowany w latach 60. XX wieku, który charakteryzuje się szeregiem doskonałych właściwości. Na przykład, grafit prasowany izostatycznie charakteryzuje się dobrą odpornością na ciepło. W atmosferze obojętnej jego wytrzymałość mechaniczna nie tylko nie maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale wręcz rośnie, osiągając najwyższą wartość w temperaturze około 2500°C. W porównaniu ze zwykłym grafitem, jego struktura jest drobna i gęsta, a jednorodność dobra. Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest bardzo niski i charakteryzuje się doskonałą odpornością na szok termiczny. Izotropowy. Wysoka odporność na korozję chemiczną, dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne. Doskonałe właściwości obróbki mechanicznej.
To właśnie ze względu na swoje doskonałe właściwości grafit prasowany izostatycznie jest szeroko stosowany w takich dziedzinach jak metalurgia, chemia, przemysł elektryczny, lotniczy i energetyka jądrowa. Co więcej, wraz z rozwojem nauki i technologii, obszary jego zastosowań stale się rozszerzają.
Proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie
Proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie pokazano na rysunku 1. Oczywiste jest, że proces produkcji grafitu prasowanego izostatycznie różni się od procesu produkcji elektrod grafitowych.
Prasowanie izostatyczne grafitu wymaga strukturalnie izotropowych surowców, które muszą zostać zmielone na drobniejszy proszek. Wymaga to zastosowania technologii formowania izostatycznego na zimno, a cykl prażenia jest bardzo długi. Aby osiągnąć docelową gęstość, konieczne są wielokrotne cykle prażenia impregnacyjnego, a cykl grafityzacji jest znacznie dłuższy niż w przypadku grafitu zwykłego.
Inną metodą produkcji grafitu metodą prasowania izostatycznego jest wykorzystanie jako surowca mikrosfer węglowych z mezofazy. Najpierw mikrosfery węglowe z mezofazy poddaje się obróbce stabilizującej utlenianie w wyższych temperaturach, a następnie prasowaniu izostatycznemu, po którym następuje dalsza kalcynacja i grafityzacja. Metoda ta nie została omówiona w niniejszym artykule.
1.1 Surowce
ThSurowce do produkcji grafitu prasowanego izostatycznie obejmują kruszywa i spoiwa. Kruszywa są zazwyczaj wytwarzane z koksu naftowego i koksu asfaltowego, a także zmielonego koksu asfaltowego. Na przykład grafit izostatyczny serii AXF, produkowany przez firmę POCO w Stanach Zjednoczonych, jest wytwarzany z mielonego koksu asfaltowego Gilsontecoke.
Aby dostosować wydajność produktu do różnych zastosowań, jako dodatki stosuje się również sadzę i sztuczny grafit. Koks naftowy i asfaltowy należy zazwyczaj kalcynować w temperaturze 1200–1400°C w celu usunięcia wilgoci i substancji lotnych przed użyciem.
Jednakże, w celu poprawy właściwości mechanicznych i gęstości strukturalnej produktów, istnieje również bezpośrednia produkcja grafitu prasowanego izostatycznie z surowców takich jak koks. Cechą charakterystyczną koksowania jest to, że zawiera on substancje lotne, ma właściwości samospiekające oraz rozszerza się i kurczy synchronicznie z koksem wiążącym. Spoiwem jest zazwyczaj pak węglowy, a w zależności od warunków sprzętowych i wymagań procesowych danego przedsiębiorstwa, temperatura mięknienia paku węglowego waha się od 50°C do 250°C.
Wydajność grafitu prasowanego izostatycznie w dużym stopniu zależy od surowców, a ich dobór jest kluczowym elementem w procesie produkcji wymaganego produktu końcowego. Przed podaniem surowców należy dokładnie sprawdzić ich właściwości i jednorodność.
1.2 Szlifowanie
Zwykle wymagana jest ziarnistość grafitu prasowanego izostatycznie poniżej 20 μm. Obecnie najbardziej rafinowany grafit prasowany izostatycznie ma maksymalną średnicę cząstek 1 μm. Jest on bardzo cienki.
Do rozdrobnienia koksu kruszonego na tak drobny proszek potrzebna jest kruszarka ultradrobna. Mielenie o średniej wielkości cząstek 10-20 μ. Proszek m wymaga użycia młyna walcowego pionowego o średniej wielkości cząstek poniżej 10 μ. Proszek m wymaga użycia młyna pneumatycznego.
1.3 Mieszanie i ugniatanie
Wsyp zmielony proszek i lepiszcze smołowo-węglowe w odpowiednich proporcjach do mieszalnika grzewczego w celu ugniatania, tak aby warstwa asfaltu równomiernie przylegała do powierzchni cząstek proszku koksowego. Po ugniataniu wyjmij pastę i pozostaw do ostygnięcia.
Czas publikacji: 27.09.2023