Hammaddeler: Karbon üretimi için kullanılan ham maddeler nelerdir?
Karbon üretiminde genellikle kullanılan hammaddeler katı karbon hammaddeleri ve bağlayıcı ve emdirme maddesi olarak ikiye ayrılabilir.
Katı karbonlu hammaddeler arasında petrol koku, bitümlü kok, metalurjik kok, antrasit, doğal grafit ve grafit hurdası vb. yer almaktadır.
Bağlayıcı ve emprenye edici maddeler arasında kömür zifti, kömür katranı, antrasen yağı ve sentetik reçine vb. bulunur.
Ayrıca üretimde kuvars kumu, metalurjik kok parçacıkları ve kok tozu gibi bazı yardımcı malzemeler de kullanılmaktadır.
Bazı özel karbon ve grafit ürünleri (karbon fiber, aktif karbon, pirolitik karbon ve pirolitik grafit, cam karbon gibi) diğer özel malzemelerden üretilir.
Kalsinasyon: Kalsinasyon nedir? Hangi hammaddelerin kalsine edilmesi gerekir??
Isıl işlem işlemine kalsinasyon denir.
Kalsinasyon, karbon üretiminde ilk ısıl işlem prosesidir. Kalsinasyon, her türlü karbonlu hammaddenin yapısında ve fiziksel ve kimyasal özelliklerinde bir dizi değişikliğe neden olur.
Bitümlü kok ve metalurjik kok'un kok oluşturma sıcaklığı nispeten yüksektir (1000°C'nin üzerinde), bu da karbon tesisindeki kalsinasyon fırınının sıcaklığına eşittir. Artık kalsine edilemez ve sadece nemle kurutulması gerekir.
Ancak, bitümlü kok ile petrol kokunun kalsinasyondan önce birlikte kullanılması halinde, petrol kokuyla birlikte kalsinasyon için kalsinatöre gönderilir.
Doğal grafit ve karbon siyahı kalsinasyon gerektirmez.
Ekstrüzyon kalıplama işlemi esas olarak hamurun plastik deformasyon işlemidir.
Macunun ekstrüzyon işlemi malzeme haznesinde (veya macun silindirinde) ve dairesel ark nozulunda gerçekleştirilir.
Yükleme haznesindeki sıcak macun, arka ana piston tarafından tahrik edilir.
Macun içindeki gaz sürekli dışarı atılmaya zorlanır, macun sürekli sıkıştırılır ve aynı zamanda macun ileriye doğru hareket eder.
Macun haznenin silindir kısmında hareket ettiğinde macun kararlı akış olarak kabul edilebilir ve granüler tabaka temelde paraleldir.
Macun, ekstrüzyon nozulunun bir kısmına ark deformasyonu ile girdiğinde, ağız duvarına yakın macun, ilerlemede daha fazla sürtünme direncine maruz kalır, malzeme bükülmeye başlar, içindeki macun farklı ilerleme hızı üretir, iç macun önceden ilerler, bunun sonucunda radyal yoğunluk boyunca ürün düzgün olmaz, bu nedenle ekstrüzyon bloğunda.
Son olarak macun doğrusal deformasyon kısmına girer ve ekstrüde edilir.
Kavurma, sıkıştırılmış ham maddelerin fırın içerisinde koruyucu ortamda izole edilmiş hava ile belirli bir oranda ısıtılmasıyla yapılan bir ısıl işlem prosesidir.
Kavurma işleminde uçucu maddelerin giderilmesi, asfaltın koklaşması, kok ızgarası oluşması, asfaltın ayrışması ve polimerizasyonu, büyük altıgen karbon halka düzlem ağı oluşumu vb. nedeniyle özdirenç önemli ölçüde azaldı. Yaklaşık 10000 x 10-6 ham ürünün özdirenci Ω “m, 40-50 x 10-6 Ω” m kavrulduktan sonra iyi iletkenler olarak adlandırılır.
Kavrulduktan sonra ürün çapında yaklaşık %1, uzunluğunda %2 ve hacminde ise %2-3 oranında küçülme meydana gelir.
Ancak ham ürünlerin kavrulması sonrasında kömür asfaltının bir kısmı gaza dönüşerek dışarı atılırken, bir kısmı da koklaşarak bitümlü kokuna dönüşmektedir.
Üretilen bitümlü kok hacmi kömür bitümünden çok daha küçüktür. Kavurma işleminde hafifçe küçülmesine rağmen, üründe hala farklı gözenek boyutlarına sahip birçok düzensiz ve küçük gözenek oluşur.
Örneğin grafitli ürünlerin toplam gözenekliliği genellikle %25-32'ye kadar çıkarken, karbonlu ürünlerin gözenekliliği genellikle %16-25'tir.
Çok sayıda gözenek bulunması kaçınılmaz olarak ürünlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkileyecektir.
Genel olarak grafitlenmiş ürünlerde gözeneklilik artmış, hacim yoğunluğu azalmış, özdirenç artmış, mekanik dayanım artmış, belirli bir sıcaklıkta oksidasyon hızı hızlanmış, korozyon direnci de bozulmuş, gaz ve sıvı daha kolay geçirgen hale gelmiştir.
Emprenye, gözenekliliği azaltmak, yoğunluğu artırmak, basınç dayanımını artırmak, bitmiş ürünün özdirencini azaltmak ve ürünün fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirmek için yapılan bir işlemdir.
Amaçları şunlardır:
(1) Ürünün termal ve elektriksel iletkenliğini iyileştirmek.
(2) Ürünün ısı şokuna dayanıklılığını ve kimyasal kararlılığını artırmak.
(3) Ürünün kayganlığını ve aşınma direncini artırın.
(4) Kirlilikleri giderin ve ürünün mukavemetini artırın.
Belirli boyut ve şekle sahip sıkıştırılmış karbon ürünleri, kavurma ve grafitleştirme sırasında farklı derecelerde deformasyon ve çarpışma hasarına sahiptir. Aynı zamanda, sıkıştırılmış karbon ürünlerinin yüzeyine bazı dolgu maddeleri bağlanır.
Mekanik işlem yapılmadan kullanılması mümkün olmadığından, ürünün belirli bir geometrik şekle getirilmesi ve işlenmesi gerekmektedir.
(2) Kullanım ihtiyacı
Kullanıcının isteğine göre işleme alınır.
Elektrikli fırın çelik üretiminde grafit elektrodun bağlanması gerekiyorsa, ürünün her iki ucuna dişli delik açılmalı ve daha sonra iki elektrod özel dişli bağlantı ile bağlanarak kullanılmalıdır.
(3) Teknolojik gereksinimler
Bazı ürünlerin kullanıcıların teknolojik ihtiyaçlarına göre özel şekil ve özelliklerde işlenmesi gerekmektedir.
Daha düşük yüzey pürüzlülüğüne ihtiyaç vardır.
Yayın zamanı: 10-Aralık-2020