グラファイト電極の原材料と製造工程

グラファイト電極を製造するための原料は、石油コークス、ニードルコークス、コールタールである。
石油コークスは、石油残渣と石油アスファルトをコークス化して得られる可燃性の固体製品です。黒色で多孔質で、炭素が主成分で、灰分含有量が非常に低く、通常は 0.5% 未満です。石油コークスは、簡単に黒鉛化される炭素のカテゴリに属します。石油コークスは、化学および冶金業界で広く使用されており、人造黒鉛製品や電解アルミニウム用炭素製品を生産するための主な原料です。
石油コークスは、熱処理温度によって生コークスと焼成コークスに分けられます。前者は遅延コークス化法で得られる石油コークスで、揮発分が多く、機械的強度が低いです。焼成コークスは生コークスを焼成して得られます。中国のほとんどの製油所は生コークスのみを生産しており、焼成作業は主に炭素工場で行われています。
石油コークスは、硫黄含有量によって、高硫黄コークス（硫黄含有量が1.5％以上）、中硫黄コークス（硫黄含有量が4.5％以上）、低硫黄コークス（硫黄含有量が9.5％以下）の3種類に分けられます。グラファイト電極などの人造黒鉛製品は、通常、低硫黄コークスを使用して製造されます。ニードルコークスは、繊維状の組織が明らかで、熱膨張係数が極めて低く、黒鉛化しやすい高品質のコークスです。コークスブロックが破壊されると、組織に応じて細長い帯状の粒子（アスペクト比が一般に1.75以上）に分割されます。異方性の繊維構造は偏光顕微鏡で観察できるため、ニードルコークスと呼ばれています。ニードルコークスの物理的および機械的特性の異方性は非常に顕著です。粒子の長軸に平行な電気および熱伝導性が良好で、熱膨張係数が低いです。押し出し成形の際、ほとんどの粒子の長軸は押し出し方向に配列される。そのため、ニードルコークスは高出力または超高出力グラファイト電極を製造するための重要な原料である。製造されるグラファイト電極は、抵抗率が低く、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れている。ニードルコークスは、石油残渣を原料として製造される油性ニードルコークスと、精製コールタール原料として製造される石炭性ニードルコークスに分けられる。コールタールは、コールタールの深加工の主な製品の1つであり、さまざまな炭化水素の混合物です。常温では黒色で粘度の高い半固体または固体です。融点は一定ではなく、加熱すると軟化して溶けます。密度は1.25-1.35g / cm3です。軟化点に応じて、低温アスファルト、中温アスファルト、高温アスファルトの3種類に分けられます。中温アスファルトの収率は、コールタールの54-56％です。コールタールの組成は非常に複雑で、コールタールの特性とヘテロ原子の含有量に関係しており、コークス化プロセスシステムとコールタール処理条件によっても影響を受けます。 アスファルト軟化点、トルエン不溶分（TI）、キノリン不溶分（QI）、コークス化値、コールタールのレオロジー特性など、コールタールの特性を特徴付ける指標は多数あります。 コールタールは炭素産業でバインダーや含浸剤として使用され、その性能は炭素製品の製造プロセスと製品品質に大きな影響を与えます。 バインダーアスファルトには、一般に、軟化点が中程度、コークス化値が高く、樹脂が多い中温アスファルトまたは中温改質アスファルトが使用されます。 含浸剤には、軟化点が低く、QIが低く、レオロジー特性が良好な中温アスファルトを使用する必要があります。