Μενού περιεχομένου
● Σύνθεση πάστα ηλεκτροδίων
>> 1. Calcined Anthracite
>> 2. Petroleum Coke
>> 3.
>> 4. Πρόσθετα
● Διαδικασία κατασκευής: Από πρώτες ύλες έως ηλεκτρόδια
>> 1. Επιλογή πρώτων υλών και προεπεξεργασία
>> 2. Μίξη και εξώθηση
>> 3. Ψήσιμο στον φούρνο
● Λειτουργικός ρόλος σε φούρνους καρβιδίου ασβεστίου
>> 1. Μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας
>> 2. Σύστημα ηλεκτροδίων αυτο-δημιουργίας
>> 3. Βελτιστοποίηση απόδοσης
● Κρίσιμοι παράγοντες απόδοσης
>> 1. Ηλεκτρική αντίσταση
>> 2. Θερμική αγωγιμότητα
>> 3. Αντίσταση οξείδωσης
● Καινοτομίες στην τεχνολογία πάστα ηλεκτροδίων
>> 1.
>> 2.
>> 3.
● Τάσεις της παγκόσμιας αγοράς (2025-2030)
● Προκλήσεις και στρατηγικές μετριασμού
● Σύναψη
● Συχνές ερωτήσεις
>> 1. Πώς επηρεάζει το μέγεθος των σωματιδίων από την απόδοση της πάστα των ηλεκτροδίων;
>> 2. Μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ή να ανακυκλωθεί η πάστα ηλεκτροδίου;
>> 3. Τι προκαλεί να σπάσει η πάστα ηλεκτροδίων κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης;
>> 4. Πώς επηρεάζουν οι κλειστές έναντι των ανοιχτών κλιβών τις απαιτήσεις πάστα;
>> 5. Ποιες είναι οι εναλλακτικές λύσεις για τα συνδετικά βήματος άνθρακα;
● Αναφορές:
Η παραγωγή καρβιδίου ασβεστίου (CAC₂) αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο της σύγχρονης βιομηχανικής χημείας, επιτρέποντας εφαρμογές από τη σύνθεση αερίου ακετυλενίου έως τη παραγωγή χάλυβα. Στο επίκεντρο αυτής της διαδικασίας βρίσκεται η πάστα ηλεκτροδίων για ασβέστιο Η παραγωγή καρβιδίου , ένα εξειδικευμένο υλικό με βάση τον άνθρακα που εξουσιοδοτεί ηλεκτρικούς φούρνους τόξου (EAFS). Αυτό το άρθρο ασχολείται με τη σύνθεση, την κατασκευή, τον επιχειρησιακό ρόλο και τις εξελίξεις αιχμής, παρέχοντας πληροφορίες για τις βιομηχανίες που εξαρτώνται από το καρβίδιο ασβεστίου υψηλής καθαρότητας.
Σύνθεση πάστα ηλεκτροδίων
Η πάστα ηλεκτροδίου είναι κατασκευασμένη για να εξισορροπήσει την αγωγιμότητα, τη θερμική σταθερότητα και τη μηχανική αντοχή. Τα βασικά του συστατικά περιλαμβάνουν:
1. Calcined Anthracite
- Ρόλος: Πρωτογενές αγώγιμο υλικό (σταθερός άνθρακας> 88%).
- Επεξεργασία: Θερμάνεται στους 1350 ° C για να απομακρυνθεί η πτητική ύλη, ενισχύοντας τις ηλεκτρικές ιδιότητες.
- Μέγεθος σωματιδίων: 1-15 mm Κακοί εξασφαλίζουν τη βέλτιστη πυκνότητα συσκευασίας.
2. Petroleum Coke
- Λειτουργία: Μειώνει την αντίσταση και βελτιώνει τη θερμική αντοχή σε σοκ.
- Βαθμοί: Coke Needle (χαμηλή θερμική επέκταση) έναντι Coke Sponge (οικονομικά αποδοτικό).
3.
- Ο παράγοντας δέσμευσης: διεισδύει σε σωματίδια άνθρακα, σχηματίζοντας μια συνεκτική μήτρα κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης.
- Σημείο μαλάκυνσης: 75-95 ° C για να εξασφαλιστεί η ροή πριν από το ψήσιμο.
4. Πρόσθετα
- Φιλιγκίτες γραφίτη: Ενισχύστε την αγωγιμότητα και μείωση της κατανάλωσης ηλεκτροδίων κατά 12-18%.
- Ανακυκλωμένος άνθρακας: δαπανώνται ηλεκτρόδια ή άνοδο (έως και 20%) χαμηλότερο κόστος και απόβλητα.
Διαδικασία κατασκευής: Από πρώτες ύλες έως ηλεκτρόδια
1. Επιλογή πρώτων υλών και προεπεξεργασία
- Ανθρακίτη ασβεστοποίηση: περιστροφικοί κλιβάνοι θερμαίνονται ακατέργαστο ανθρακίτη στους 1250-1350 ° C, μειώνοντας την πτητική περιεκτικότητα σε <5%.
- λείανση οπτάνθρακα: θραυστήρες σιαγόνων και κυλίνδρους κονσέρβες κονιοποιούν το πετρελαϊκό οπτάνθρακα σε σωματίδια 0,5-5 mm.
- Τροποποίηση βήματος: Το βήμα πίσσας άνθρακα αναμειγνύεται με λάδι ανθρακένης για να ρυθμίσει το ιξώδες για ομοιόμορφη ανάμιξη.
2. Μίξη και εξώθηση
- Κλειστοί ζονιστές: Αποτρέψτε την οξείδωση κατά τη διάρκεια της ανάμειξης (χρόνος ανάμιξης: 30-45 λεπτά).
- Χύτευση εξώθησης: Οι υδραυλικές πιέσεις διαμορφώνουν την πάστα σε κυλίνδρους (π.χ. 400 χ 600 mm) με πυκνότητα 1,6-1,8 g/cm³.
3. Ψήσιμο στον φούρνο
- Συγκρότημα στήλης ηλεκτροδίου: Τα κελύφη χάλυβα είναι γεμάτα με πάστα και αναστέλλονται πάνω από το EAF.
- Φάση πυροσυσσωμάτωσης: Καθώς λειτουργεί ο κλιβάνος, η θερμότητα ανεβαίνει, ψήνει την πάστα στους 500-800 ° C. Τα πτητικά (π.χ. τολουόλιο, φαινόλες) συλλαμβάνονται μέσω καθαρισμού.
Βασικές μετρήσεις ποιότητας:
- Αντίσταση: ≤75 μΩ · m
- Αντοχή συμπίεσης: ≥22 MPa
- Περιεχόμενο τέφρας: ≤6,5%
Λειτουργικός ρόλος σε φούρνους καρβιδίου ασβεστίου
1. Μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας
- Generation ARC: Τα ηλεκτρόδια μεταδίδουν 3 φάσεις AC/DC ρεύμα, δημιουργώντας τόξα στους 2000-2200 ° C.
Χημεία αντίδρασης:
CAO +3C → CAC 2+CO ↑
Η πάστα ηλεκτροδίου προμηθεύει τον άνθρακα που απαιτείται για αυτήν την αντίδραση.
2. Σύστημα ηλεκτροδίων αυτο-δημιουργίας
- Συνεχής κατανάλωση: Τα ηλεκτρόδια διαβρώνουν στα 2-5 cm/ώρα, που απαιτούν αναπλήρωση πάστα.
-Ζώνη πυροσυσσωμάτωσης: Η μετάβαση 'πάστα προς στερεά ' συμβαίνει εντός 1,5-2,5 μέτρων από την κορυφή του κλιβάνου.
3. Βελτιστοποίηση απόδοσης
- Θέση ηλεκτροδίων: Οι αυτοματοποιημένοι ρυθμιστές διατηρούν το βέλτιστο μήκος τόξου (15-30 cm).
- Λειτουργία χωρίς ολίσθηση: Η σωστή πυροσυσσωρευμένη πάστα εμποδίζει την ολίσθηση των ηλεκτροδίων σε σφιγκτήρες.
Κρίσιμοι παράγοντες απόδοσης
1. Ηλεκτρική αντίσταση
- Χαμηλή αντίσταση: Ελαχιστοποιεί την απώλεια ενέργειας (στόχος: 65-80 μΩ · m).
- Μέθοδος δοκιμής: Τεχνική τεσσάρων προστασιών στους 1000 ° C (ASTM D6113).
2. Θερμική αγωγιμότητα
- Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα (4-6 W/M · K) αποτρέπει την τοπική υπερθέρμανση.
3. Αντίσταση οξείδωσης
- Επικαλύψεις κατά της οξείδωσης: Οι επικαλύψεις νιτριδίου βορίου (BN) μειώνουν την οξείδωση του άκρου του ηλεκτροδίου κατά 40%.
Καινοτομίες στην τεχνολογία πάστα ηλεκτροδίων
1.
- νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs): Η προσθήκη 0,5-1% CNTs μειώνει την αντίσταση κατά 25% και βελτιώνει την αντοχή σε εφελκυσμό.
-Παράδειγμα διπλώματος ευρεσιτεχνίας: Το CN108585255A (Κίνα) χρησιμοποιεί το βήμα τροποποιημένο με γραφένιο για εξαιρετικά υψηλή αγωγιμότητα.
2.
-Βοηθήματα βιο-βασισμένα: Τα συνδετικά που προέρχονται από λιγνίνη μειώνουν τις εκπομπές VOC κατά 60% (έργο Carbicel που χρηματοδοτείται από την ΕΕ).
3.
- Μοντέλα μηχανικής μάθησης: Προβλέψτε τη βέλτιστη ταχύτητα πυροσυσσωμάτωσης με βάση τις παραμέτρους του κλιβάνου (π.χ. ρεύμα φορτίου, υγρασία πρώτων υλών).
Οι τάσεις της παγκόσμιας αγοράς (2025-2030)
| περιοχής |
οδηγός ανάπτυξης |
CAGR CAGR |
| Ασία-Ειρηνικός |
Αύξηση της ζήτησης χάλυβα και PVC |
5,8% |
| Ευρώπη |
Μετατόπιση σε ανανεώσιμες πηγές EAFS |
4,2% |
| Βόρεια Αμερική |
Σχιστόλιθος γεώτρηση αερίου (συγκόλληση ακετυλενίου) |
3,9% |
Οι κλειστές φούρνοι απαιτούν ταχύτερους πάστες (πρόσθετα όπως το Fe₂o₃ Accelerate Baking).
Οι προκλήσεις και οι στρατηγικές μετριασμού
| αμφισβητούν |
την λύση |
οικονομικών επιπτώσεων |
| Θραύση ηλεκτροδίου |
Θερμική απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο |
Μειώνει το χρόνο διακοπής κατά 20% |
| Έξοδα υψηλής ενέργειας |
Εξαιρετικά χαμηλές πάστες αντίστασης (π.χ. +CNTs) |
Εξοικονομεί $ 120/τόνο CAC₂ |
| Περιβαλλοντικοί κανονισμοί |
Συστήματα ανάκτησης κλειστού βρόχου |
Μειώνει τα πρόστιμα συμμόρφωσης κατά 35% |
Σύναψη
Η πάστα ηλεκτροδίου για την παραγωγή καρβιδίου ασβεστίου είναι μια λιμάνι της βιομηχανικής χημείας, επιτρέποντας την αποτελεσματική, μεγάλης κλίμακας σύνθεση CAC₂. Με τις καινοτομίες όπως οι συνθέσεις με ενισχυμένες με CNT και η πυροσυσσωμάτωση της AI, η βιομηχανία είναι έτοιμη να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 15-25% έως το 2030.
Συχνές ερωτήσεις
1. Πώς επηρεάζει το μέγεθος των σωματιδίων από την απόδοση της πάστα των ηλεκτροδίων;
Μικρότερα σωματίδια (1-5 mm) βελτιώνουν την πυκνότητα της συσκευασίας και την ομοιομορφία πυροσυσσωμάτωσης, μειώνοντας τις διακυμάνσεις της αντίστασης.
2. Μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί ή να ανακυκλωθεί η πάστα ηλεκτροδίου;
Οι αναλυμένες άκρες των ηλεκτροδίων συνθλίβονται και επανεισάγονται σε νέες παρτίδες (μέχρι 20% ανακυκλωμένο περιεχόμενο).
3. Τι προκαλεί να σπάσει η πάστα ηλεκτροδίων κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης;
Ταχείες διαβαθμίσεις θερμοκρασίας ή υπερβολική πτητική απελευθέρωση. Λύση: Σταδιακές ζώνες προθερμάτισης στο φούρνο.
4. Πώς επηρεάζουν οι κλειστές έναντι των ανοιχτών κλιβών τις απαιτήσεις πάστα;
Οι κλειστές φούρνοι απαιτούν ταχύτερους πάστες (πρόσθετα όπως το Fe₂o₃ Accelerate Baking).
5. Ποιες είναι οι εναλλακτικές λύσεις για τα συνδετικά βήματος άνθρακα;
Συνθετική βήμα μεσοφάσης (υψηλότερο κόστος) ή ρητίνες λιγνίνης-φαινόλης (φιλική προς το περιβάλλον αλλά χαμηλότερη θερμική σταθερότητα).
Αναφορές:
[1] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf
[2] https://www.el6group.ru/en/klientam/produkcziya-i-texnologii/produkcziya/uglerodnaya-massa/
[3] https://saxincarbon.com/7-factors-influencing-electrode-paste-conspiontion-in-calcium-carbide-furnaces-i/
[4] https://www.linkedin.com/pulse/electrode-paste-calcium-carbide-production-process-leevi-zhou
[5] https://patents.google.com/patent/cn105590661b/en
[6] https://jinsuncarbon.com/carbon-electrode-paste-uses/
[7] https://tanlincarbon.com/blog/electrode-paste-mainly-has-the-follow-uses/
[8] https://www.gufancarbon.com/news/electrode-paste-uses/
[9] https://www.elkem.com/products/carbon/elsep-soderberg-electrode-paste/
[10] https://www.gufancarbon.com/electrode-paste-overview/
[11] https://www.linkedin.com/pulse/4-ways-reduce-consplement-electrode-paste-calcium-carbide-anna-li
[12] https://www.linkedin.com/pulse/types-application-aracteristics-electrode-paste-anna-li
[13] https://www.linkedin.com/pulse/electrode-paste-calcium-carbide-production-process-leevi-zhou
[14] https://electrodepaste.en.made-in-china.com/product/xjanvfmhbzhc/china-vm-11-14-electrode-paste-calcium-carbide-factory.html
[15] https://patents.google.com/patent/cn102951914a/en
[16] https://jinsuncarbon.com/es/uses-of-electrode-paste/
[17] https://www.gufancarbon.com/electrode-paste-overview/
[18] https://saxincarbon.com/what-is-the-use-of-electrode-paste/
[19] https://saxincarbon.com/7-factors-influencing-electrode-paste-consplement-in-calcium-carbide-furnaces-ii/
[20] https://saxincarbon.com/what-are-the-theat-sources-for-heating-electrode-paste-in-a-calcium-carbide-furnace/
[21] https://jinsuncarbon.com/zh/uses-of-electrode-paste/
[22] https://electrodepaste.com/article/53.html
[23] https://www.ascconline.com/img/services/project_report/calcium_carbide_project_report_sample.pdf
[24] http://www.hengqiaocarbon.com/product/cylinder-soderberg-electrode-paste-for-calcium-carbide-production
[25] https://julongchemical.en.made-in-china.com/product/ajguzzydvtpa/china-china-carbon-electrode-paste-for-smelting-calcium-carbide.html
[26] http://www.hengqiaocarbon.com/product/egg-shaped-carbon-electrode-paste
[27] https://www.hbrbts.com/2021-high-quality-electrode-paste-for-calcium-carbide-production-cleanness-graphite-electrode-scrap-electrode-paste-at-at-competitive-carness-rubang-2-product/
[28] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s2212982024001707
[29] https://www.eastcarb.com/el/electrode-paste/
[30] https://xingshi2019.en.made-in-china.com/product/ldtmzfhzfjwj/china-self-baked-electrode-paste-for-forro-farro-laly-and-calcium-carbide-factory.html
[31] https://patents.google.com/patent/us20050255347a1
[32] https://jinsuncarbon.com/zh/%E4%BA%A7%E5%93%81/electrode-paste/
[33] https://www.instagram.com/p/ditfvmbzjf8/
[34] https://saxincarbon.com/blog/
[35] https://www.eastcarb.com/electrode-paste/
[36] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s 13858947240 34442
[37] https://www.youtube.com/watch?v=M79K4RMNOPE
[38] https://jinsuncarbon.com/fr/uses-of-electrode-paste/
[39] https://www.tjtywh.com/common-faqs-about-calcium-carbide-10-questions-customers-care-about.html
[40] https://jinsuncarbon.com/differences-between-graphite-electrodes-and-carbon-electrodes/
[41] https://www3.epa.gov/ttnchie1/ap42/ch11/final/c11s04.pdf
[42] https://electrodepaste.en.made-in-china.com/product/bweesbrklfcq/china-low-ash-carbon-electrode-paste-for-calcium-carbide-productuction.html
[43] https://dataintelo.com/report/global-soderberg-electrode-paste-market
[44] https://saxincarbon.com/analysis-of-causes-for-soft-break-accidents-during-electrode-paste-usage/
[45] https://gaftp.epa.gov/ap42/ch11/s04/related/rel01_c11s04.pdf
[46] https://aimehq.org/doclibrary-assets/books/electric%20furnace%201966/electric%20furnace%201966%20-%20040.pdf
[47] https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/calcium-carbide
[48] https://patents.google.com/patent/cn205843343u/en
[49] https://www.el6group.ru/en/klientam/produkcziya-i-texnologii/produkcziya/uglerodnaya-massa/
[50] https://saxincarbon.com/how-the-electrode-paste-work-in-the-submerged-arc-furnace/
[51] https://www.gufancarbon.com/carbon-electrode-paste-anode-paste-product/
[52] https://patents.google.com/patent/cn102701205b/en
