Графитовые электроды: полная разбивка сырья и производственных процессов

2025-11-07 16:07:27

Графитовые электроды, эти термостойкие проводящие материалы, служат важными компонентами при выплавке стали в электродуговых печах!  В основном они производятся с использованием нефтяного и игольчатого кокса в качестве основных материалов, а в качестве связующего выступает каменноугольный пек, посредством ряда сложных технологических процессов. 1[2]^ В электродуговых печах графитовые электроды играют решающую роль: они передают электрическую энергию в печь, создавая мощную электрическую дугу между кончиком электрода и шихтой печи.  Интенсивное тепло этой дуги плавит сырье, облегчая процесс производства стали.  Помимо производства стали, они также необходимы в рудоплавильных печах для производства фосфора, технического кремния, абразивов и других материалов. 

Что касается сырья:

‌Нефтяной кокс:‌ Получается в результате коксования нефтяных остатков и асфальта.  Это черное пористое твердое вещество, состоящее в основном из углерода, с очень низким содержанием золы, обычно менее 0,5%. 

По температуре термической обработки его подразделяют на сырой (зеленый) кокс и прокаленный кокс. 1 Кокс-сырец, полученный методом замедленного коксования, содержит большое количество летучих веществ и имеет низкую механическую прочность. Прокаленный кокс получают путем обжига сырого кокса, что обеспечивает превосходное качество. 

Классификация по содержанию серы включает кокс высокосернистый (>1,5% S), среднесернистый кокс (0,5-1,5% S) и кокс малосернистый (<0,5% S). 1 Графитовые электроды и другие изделия из искусственного графита обычно производятся с использованием кокса с низким содержанием серы из-за его более высокого качества. 

‌Игольчатый кокс:‌ Отличается ярко выраженной волокнистой текстурой, исключительно низким коэффициентом теплового расширения и высокой графитируемостью. 1 Его физико-механические свойства сильно анизотропны: вдоль оси волокна он демонстрирует превосходную электро- и теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения и высокую термостойкость. Игольчатый кокс является основным сырьем для производства графитовых электродов большой (ВД) и сверхвысокой мощности (СВД).  Его подразделяют на игольчатый кокс на нефтяной основе (из нефтяных остатков) и игольчатый кокс на основе угля (из очищенного каменноугольного пека). 

‌Каменноугольный пек:‌ Основной продукт глубокой переработки каменноугольной смолы.  При комнатной температуре представляет собой черное высоковязкое полутвердое или твердое вещество без определенной температуры плавления; он размягчается и тает при нагревании. 1 В углеродной промышленности он служит одновременно связующим и пропитывающим веществом, существенно влияя на процесс производства и качество углеродной продукции. 

‌Связующий пек:‌ Обычно требуется средняя температура размягчения, высокая степень коксования и высокое содержание β-смолы (обычно среднетемпературный или модифицированный среднетемпературный пек). 

‌Пропиточная смола:‌ Должна иметь более низкую температуру размягчения, низкое содержание нерастворимых хинолина (QI) и хорошие реологические свойства (обычно среднетемпературная смола). 

Таким образом, процесс производства графитовых электродов включает в себя множество сложных этапов и тщательный выбор сырья, что в совокупности обеспечивает их высокое качество и широкое промышленное применение.