Matières premières : Quelles sont les matières premières utilisées pour la production de carbone ?
Dans la production de carbone, les matières premières habituellement utilisées peuvent être divisées en matières premières de carbone solide et en liant et agent d'imprégnation.
Les matières premières carbonées solides comprennent le coke de pétrole, le coke bitumineux, le coke métallurgique, l'anthracite, le graphite naturel et les déchets de graphite, etc.
Les liants et agents d'imprégnation comprennent le brai de houille, le goudron de houille, l'huile d'anthracène et la résine synthétique, etc.
De plus, certains matériaux auxiliaires tels que le sable de quartz, les particules de coke métallurgique et la poudre de coke sont également utilisés dans la production.
Certains produits spéciaux à base de carbone et de graphite (tels que la fibre de carbone, le charbon actif, le carbone pyrolytique et le graphite pyrolytique, le carbone vitreux) sont fabriqués à partir d'autres matériaux spéciaux.
Calcination : Qu’est-ce que la calcination ? Quelles matières premières doivent être calcinées ??
Le procédé de traitement thermique est appelé calcination.
La calcination est le premier traitement thermique dans la production de carbone. Elle provoque une série de modifications de la structure et des propriétés physico-chimiques de toutes sortes de matières premières carbonées.
La température de formation du coke bitumineux et du coke métallurgique est relativement élevée (supérieure à 1000 °C), ce qui correspond à la température du four de calcination d'une usine de carbone. Il ne peut alors plus être calciné et nécessite uniquement un séchage à l'humidité.
Toutefois, si du coke bitumineux et du coke de pétrole sont utilisés ensemble avant la calcination, ils doivent être envoyés au calcinateur pour être calcinés avec le coke de pétrole.
Le graphite naturel et le noir de carbone ne nécessitent pas de calcination.
Le procédé de moulage par extrusion est principalement un procédé de déformation plastique de la pâte.
Le processus d'extrusion de la pâte est réalisé dans la chambre de matériau (ou le cylindre de pâte) et la buse à arc circulaire.
La pâte chaude contenue dans la chambre de chargement est actionnée par le piston principal arrière.
Le gaz contenu dans la pâte est expulsé en continu, la pâte est continuellement compactée et elle avance simultanément.
Lorsque la pâte se déplace dans la partie cylindrique de la chambre, on peut considérer qu'elle s'écoule de manière stable et que la couche granulaire est globalement parallèle.
Lorsque la pâte pénètre dans la partie de la buse d'extrusion présentant une déformation en arc, la pâte proche de la paroi de l'orifice est soumise à une plus grande résistance au frottement lors de l'avancement, le matériau commence à se courber, la pâte à l'intérieur produit une vitesse d'avancement différente, la pâte intérieure avance en avance, ce qui entraîne une densité radiale non uniforme du produit, donc dans le bloc d'extrusion.
Enfin, la pâte pénètre dans la partie de déformation linéaire et est extrudée.
La torréfaction est un procédé de traitement thermique dans lequel des produits bruts comprimés sont chauffés à une certaine vitesse sous atmosphère protectrice à l'intérieur du four.
Lors du processus de grillage, en raison de l'élimination des composés volatils, de la cokéfaction de l'asphalte formant une grille de coke, de la décomposition et de la polymérisation de l'asphalte, et de la formation d'un vaste réseau plan d'anneaux de carbone hexagonaux, etc., la résistivité a considérablement diminué. La résistivité des produits bruts est d'environ 10 000 x 10-6 Ω “m, après grillage de 40-50 x 10-6 Ω” m, ce qui les rend qualifiés de bons conducteurs.
Après torréfaction, le produit rétrécit d'environ 1 % en diamètre, 2 % en longueur et 2 à 3 % en volume.
Cependant, après la torréfaction des produits bruts, une partie de l'asphalte de charbon se décompose en gaz et s'échappe, et l'autre partie se transforme en coke bitumineux.
Le volume du coke bitumineux produit est bien inférieur à celui du bitume de charbon. Malgré un léger rétrécissement lors du grillage, de nombreux pores irréguliers et de petite taille, présentant des dimensions variables, se forment encore dans le produit.
Par exemple, la porosité totale des produits graphitisés atteint généralement 25 à 32 %, et celle des produits carbonés est généralement de 16 à 25 %.
La présence d'un grand nombre de pores affectera inévitablement les propriétés physiques et chimiques des produits.
De manière générale, les produits graphitisés présentent une porosité accrue, une densité volumique réduite, une résistivité accrue, une résistance mécanique accrue, une vitesse d'oxydation accélérée à une certaine température, une résistance à la corrosion également détériorée, et une perméabilité accrue aux gaz et aux liquides.
L'imprégnation est un procédé permettant de réduire la porosité, d'augmenter la densité, d'accroître la résistance à la compression, de réduire la résistivité du produit fini et de modifier les propriétés physiques et chimiques du produit.
Ses objectifs sont :
(1) Améliorer la conductivité thermique et électrique du produit.
(2) Pour améliorer la résistance aux chocs thermiques et la stabilité chimique du produit.
(3) Améliorer la lubrification et la résistance à l'usure du produit.
(4) Éliminer les impuretés et améliorer la force du produit.
Les produits en carbone compressé, de taille et de forme spécifiques, subissent différents degrés de déformation et d'endommagement par collision lors de la cuisson et de la graphitisation. Parallèlement, des charges se fixent à leur surface.
Il ne peut être utilisé sans transformation mécanique ; le produit doit donc être façonné et transformé selon une forme géométrique spécifique.
(2) La nécessité d'utiliser
Conformément aux exigences de traitement de l'utilisateur.
Si l'électrode en graphite d'un four électrique de fabrication d'acier doit être raccordée, il faut réaliser un trou fileté aux deux extrémités du produit, puis raccorder les deux électrodes à l'aide d'un joint fileté spécial.
(3) Exigences technologiques
Certains produits doivent être transformés en formes et spécifications spéciales en fonction des besoins technologiques des utilisateurs.
Une rugosité de surface encore plus faible est requise.
Date de publication : 10 décembre 2020