Motius de les esquerdes de grafitització en productes de grafit

La grafitització és un dels principals processos de tractament tèrmic en el procés de producció de productes de carboni-grafit. El forn de grafitització Acheson és el principal tipus de forn per a la producció actual de grafit de productes de carboni-grafit. L'espai on es carreguen els productes i els materials de resistència al forn s'anomena nucli del forn. L'àrea de la secció transversal del nucli del forn sol ser 3-6M2. Un fort corrent passa al forn de grafitització. Amb l'ajuda de la resistència del nucli del forn del forn de grafitització, l'energia elèctrica es converteix en L'energia tèrmica fa que el producte assoleixi la temperatura més alta de grafitització i completa el procés de grafitització, que segueix la llei de Joule-Lenz.

Es pot veure que la temperatura en diferents punts del nucli del forn de grafitització és diferent i, al mateix punt, la temperatura és diferent en diferents moments. Es pot veure que la temperatura del nucli del forn de grafitització no només és una funció de l'espai, sinó també una funció del temps. Per tant, la distribució de la temperatura de cada part del nucli del forn està desequilibrada.

Després d'activar el forn de grafitització Acheson, es basa en la calor generada pel material de resistència per escalfar el producte, de manera que la temperatura del nucli del forn augmenta gradualment. L'augment de la temperatura del nucli del forn és molt desigual i la distribució de la temperatura és molt diferent. La diferència de temperatura entre la part central del nucli i els dos costats del nucli del forn a prop del material d'aïllament pot ser de centenars de graus centígrads, i la diferència de temperatura entre la part superior i la part inferior del nucli del forn també pot arribar als 100 graus. Celsius. Per tant, la distribució no uniforme de la temperatura de calefacció en el mateix nucli del forn de grafitització és la principal causa de les esquerdes als productes del nucli del forn.

Causes de les esquerdes de grafitització en els productes

En el procés de grafitització, el factor intern de les esquerdes del producte és que la qualitat del producte no és alta i la resistència a la calor és pobre; el factor extern és que la temperatura del nucli del forn augmenta massa ràpidament durant el procés de grafitització, i la diferència de temperatura entre els costats superior i inferior del producte també és. Amb l'augment, l'estrès tèrmic també augmenta en conseqüència, que és el motiu principal. per esquerdes al producte.

1. El sistema de procés de grafitització no és raonable

1. Mètode de càrrega del forn

Els productes del forn de grafitització d'Acheson solen instal·lar-se en un mètode d'instal·lació vertical, i el mètode d'instal·lació vertical té dues formes: instal·lació normal i instal·lació incorrecta. Quan s'instal·la el producte bàsic del forn, per a qualsevol producte, només hi ha un cinturó de calefacció de corrent d'alta densitat. Com més ample sigui el cinturó de calefacció, més uniforme serà l'escalfament del producte. Quan s'instal·la incorrectament, hi ha dos cinturons de calefacció de corrent d'alta densitat per a cada producte i l'escalfament del producte és més uniforme que el de la instal·lació formal. Per tant, el mètode de càrrega dels productes del forn de grafitització no està correctament seleccionat. Durant el procés de grafitització i transmissió d'energia, la velocitat d'augment de la temperatura al voltant del producte varia molt i l'estrès tèrmic generat pel producte supera l'estrès tèrmic que pot suportar el cos, cosa que és molt fàcil de causar esquerdes al producte.

2. El sistema d'encesa no és raonable

La corba de canvi de temperatura del nucli del forn de grafitització Acheson està controlada per la corba de potència de distribució de potència constant. Si el sistema d'encesa del forn de grafitització no és raonable, la corba d'encesa determinada del forn de grafitització comença amb una potència massa alta i augmenta massa ràpid, de manera que quan el producte s'activa, el gradient de temperatura interior i exterior és massa. gran, i la tensió tèrmica generada supera molt la resistència del producte, donant lloc a esquerdes. Especialment quan la temperatura del forn és de 1300-1800 graus, per controlar estrictament l'etapa d'augment de la temperatura del forn, l'estructura física i la composició química del producte comencen a canviar molt en aquesta etapa i la grafitització del carboni amorf no s'inicia. . De fet, la reacció química és principalment, els elements com l'hidrogen, l'oxigen, el nitrogen, el sofre i altres elements units a l'estructura cristal·lita del carboni amorf continuen escapant. Com a resultat de l'escapada, els elements d'impuresa a la part de la vora de l'estructura cristal·líta de carboni amorf continuen disminuint i es mantenen alguns defectes de gelosia. , Al mateix temps, l'estrès tèrmic està relativament concentrat i és molt fàcil provocar esquerdes al producte.

3. La resistència del material de resistència

La resistència del nucli del forn de grafitització es compon de la resistència del producte i la resistència del material de resistència en sèrie. Quan el forn de grafitització comença a activar-se, la resistència del material de resistència representa aproximadament el 99 per cent de la resistència del nucli del forn. Al voltant del 97 per cent, es pot veure que en tot el procés de grafitització, és principalment la calor generada pel corrent que passa pel material de resistència per escalfar el producte. Quan la resistència del material de resistència és força diferent de la resistència del producte, la calor generada pel material de resistència està lluny durant el procés de grafitització i electrificació. És molt més gran que la calor del propi producte, la qual cosa fa que la diferència de temperatura entre l'interior i l'exterior del producte sigui massa gran, cosa que provocarà un estrès tèrmic excessiu per provocar esquerdes al producte.

2. La qualitat de l'operació de grafitització no és alta

1. La qualitat de la càrrega del forn no és alta

El funcionament del forn de grafitització no compleix els requisits de les normes tècniques del procés. Quan es carrega el forn, els productes bàsics del forn no estan ordenats, l'espai entre els grups de productes és inconsistent, l'ompliment del material de resistència és desigual i fins i tot es produeix el fenomen de "material expandit" del material de resistència, que apareixen al forn de grafitització. En el procés de transmissió d'energia, la distribució actual al voltant del nucli del forn és molt desigual, el que resulta en índexs d'escalfament i augment de temperatura desiguals del producte, i la diferència de temperatura a l'interior del producte és massa gran i l'estrès tèrmic generat provocarà el producte. trencar i malgastar.

2. La qualitat del material de resistència és desigual

Quan el forn de càrrega grafititzat utilitza coc mixt com a material de resistència, la resistivitat del coc metal·lúrgic és 5-8 vegades més gran que la del coc grafititzat. Quan el nucli del forn s'activa, la velocitat d'augment de la temperatura de cada part del nucli del forn és molt desigual, la diferència de temperatura entre les parts superior i inferior del producte i la zona circumdant és massa gran i també augmenta l'estrès tèrmic, cosa que és fàcil produir un gran nombre de residus esquerdats.

3. Flux de biaix del nucli del forn de grafitització

Segons la llei de calefacció elèctrica del forn de grafitització Acheson, la distribució de la temperatura al nucli del forn de grafitització no només està relacionada amb la resistència del nucli del forn, sinó que també està estretament relacionada amb el corrent que passa pel nucli del forn. Quan el nucli del forn del forn de grafitització Acheson està esbiaixat per diverses raons, el corrent que passa pel nucli del forn és molt diferent i la distribució de la temperatura del nucli del forn és molt diferent. Quan la diferència entre la distribució actual del nucli del forn és gran, la part amb gran corrent genera més calor, l'augment de la temperatura dels productes en aquesta zona és més ràpid i la calor generada a la part amb petit corrent és menor, la temperatura L'augment dels productes en aquesta àrea és més lent, de manera que la temperatura del nucli del forn La diferència de distribució és gran, de manera que la diferència de temperatura interna del producte també és gran i l'estrès tèrmic generat augmenta en conseqüència, fent que el producte s'esquerde i es malgasti. .

3. La qualitat dels productes rostits

1. Esquerdes internes en productes rostits

Segons la informació, l'interval de temperatura de 350-500 graus i 700 graus i més durant el procés de rostit del producte és l'interval de temperatura més perillós on el material de carboni es pot danyar. Quan la temperatura de la superfície exterior del producte és de 800 graus i la diferència de temperatura radial màxima és de 10,7 graus, l'àrea amb un radi de 50-65 mm determina la resistència del material i es forma una zona de tensió de tracció perillosa dins del radi de 65 mm des del centre del blanc. Quan la temperatura és de 700 graus o més, la tensió en aquesta àrea és molt superior al límit de la resistència a la ruptura del material, per això el producte produeix esquerdes rectes longitudinals, que generalment no s'estenen a la superfície exterior del producte. , és a dir, producte d'esquerdes internes.

2. Homogeneïtat del producte

La uniformitat de la distribució de la densitat dels productes de carboni-grafit, la uniformitat de la densitat radial i la distribució de la densitat axial del producte està estretament relacionada amb la qualitat del producte durant el procés de tractament tèrmic de grafitització. Quan la distribució de la densitat del producte és desigual, en el procés de tractament tèrmic de grafitització, a causa de l'estrès tèrmic, el producte és propens a l'estrès intern i la distribució de l'estrès intern del producte també és desigual. Aquesta tensió interna desigual és fàcil de causar esquerdes al producte. Com a resultat, apareixen residus esquerdats durant el procés de grafitització.

3. La densitat a granel del producte és alta

La densitat a granel dels productes de carboni-grafit varia principalment amb les matèries primeres de producció i les condicions tecnològiques. La resistència a la flexió, el mòdul elàstic i la conductivitat tèrmica dels productes augmenten amb l'augment de la densitat aparent. Quan la densitat aparent és alta, el mòdul elàstic del producte augmenta i la fragilitat augmenta, donant lloc a una baixa resistència al xoc tèrmic del producte. Durant el procés de tractament tèrmic de grafitització, l'estrès tèrmic generat per l'alta temperatura supera en gran mesura l'estrès que pot suportar el propi producte. , Hi ha una gran diferència entre l'estrès intern i extern, i el producte produeix residus esquerdats.

4. La producció prèvia al procés és inestable

Com que la grafitització és l'últim procés de tractament tèrmic en la producció de productes de carboni-grafit, també és el procés de tractament tèrmic amb la temperatura més alta. En general, es creu que quan la producció del procés actual és inestable o la qualitat fluctua, s'exposarà intensament durant el procés de grafitització. Si la temperatura del material calcinat és baixa, el punt de suavització de l'asfalt no està qualificat, la temperatura de torrat és baixa i la taxa d'augment de pes de la impregnació no és qualificada, etc., el producte provocarà una contracció secundària o una contracció desigual durant la tractament de grafitització a alta temperatura, i és molt fàcil produir productes de residus esquerdats.

5. Fenòmen d'inflor

Durant el procés de grafitització del producte es produeix un cert grau d'expansió de volum irreversible. La raó principal és que el producte és causat per la ràpida fugida de la concentració de sofre durant el procés de grafitització. El grau d'expansió irreversible augmenta amb l'augment del contingut de sofre i l'augment de la velocitat del tractament tèrmic augmenta, i aquest comportament d'expansió irreversible s'anomena "fenomen de bufat".

Com tots sabem, el contingut d'elements no carbonics com l'hidrogen, l'oxigen, el nitrogen, etc. és generalment inferior al 0,1 per cent en el coc de petroli després de la calcinació a 1350 temperatura; tanmateix, els àtoms de carboni del sofre i els hidrocarburs aromàtics estan lligats tan fortament que l'enllaç cs comença a trencar-se per sobre dels 1400 graus, i es formen compostos sofre i carboni; a temperatures més altes, principalment a 1500-1800 graus, els compostos de sofre i de carboni generats s'alliberen ràpidament del producte en forma de gas Quan el contingut de sofre arriba a un cert nivell, sovint provoca esquerdes en els productes durant el procés de grafitització.