Grafietpoeder, gebruikt als grafietelektrode, heeft veel voordelen. Maar hoe kunnen we die voordelen optimaal benutten om daadwerkelijk efficiëntieverbetering, kostenbesparing en een sterkere marktpositie te realiseren? Dit zijn niet alleen vraagstukken voor grafietproducenten, maar ook voor grafietgebruikers. Welke problemen moeten we dus als eerste aanpakken bij de toepassing van grafietmaterialen?
Stofverwijdering: Door de fijne deeltjesstructuur van grafiet ontstaat er tijdens de mechanische verwerking een grote hoeveelheid stof, wat een aanzienlijke impact heeft op het fabrieksmilieu. Bovendien heeft de impact van stof op apparatuur vooral invloed op de stroomvoorziening. Vanwege de uitstekende elektrische geleidbaarheid van grafiet kan het, eenmaal in de stroomkast terechtgekomen, kortsluiting en andere storingen veroorzaken. Daarom wordt aanbevolen om een speciale grafietverwerkingsmachine te gebruiken. Vanwege de hoge investeringskosten van dergelijke apparatuur zijn veel bedrijven hier echter terughoudend in. In dergelijke gevallen kunnen de volgende oplossingen worden toegepast:
Uitbesteding van grafietelektroden: Door de steeds wijdverspreidere toepassing van grafiet in de matrijzenindustrie zijn steeds meer OEM-bedrijven (matrijzenfabrikanten) ook begonnen met de OEM-productie van grafietelektroden.
Na de oliebehandeling: Na aankoop wordt het grafiet eerst gedurende een bepaalde tijd (de exacte tijd hangt af van het volume grafiet) ondergedompeld in vonkolie en vervolgens in een bewerkingscentrum geplaatst voor verdere verwerking. Op deze manier zal het grafietstof niet rondvliegen, maar neerslaan. Dit minimaliseert de impact op de apparatuur en het milieu.
Het aanpassen van een bewerkingscentrum: De zogenaamde aanpassing houdt voornamelijk in dat er een stofzuiger op een standaard bewerkingscentrum wordt gemonteerd.
De ontladingsafstand tijdens de verwerking van ontladingsgrafiet: In tegenstelling tot koper, wordt er door de snellere ontladingssnelheid van grafietelektroden per tijdseenheid meer verwerkingsslak afgescheiden. Het effectief verwijderen van deze slak vormt een probleem. Daarom is een grotere ontladingsafstand vereist dan bij koper. Over het algemeen wordt bij grafiet een ontladingsafstand van 10 tot 30% groter ingesteld dan bij koper.
Correct inzicht in de nadelen: Naast stofvorming kent grafiet ook enkele tekortkomingen. Bijvoorbeeld, bij de bewerking van matrijzen voor spiegeloppervlakken, is de kans kleiner dat grafietelektroden het gewenste effect bereiken in vergelijking met koperen elektroden. Om een beter oppervlakte-effect te verkrijgen, moet grafiet met de fijnste deeltjesgrootte worden geselecteerd, en de kosten van dit type grafiet liggen vaak 4 tot 6 keer hoger dan die van gewoon grafiet. Bovendien is de herbruikbaarheid van grafiet relatief laag. Door het productieproces kan slechts een klein deel van het grafiet worden hergebruikt. Het afvalgrafiet na elektro-erosie kan voorlopig niet worden hergebruikt, wat bepaalde uitdagingen met zich meebrengt voor het milieumanagement van bedrijven. In dit verband bieden wij onze klanten gratis recycling van afvalgrafiet aan om problemen met hun milieucertificering te voorkomen.
Afbrokkeling bij mechanische bewerking: Omdat grafiet brozer is dan koper, kan afbrokkeling van de elektroden optreden als grafiet op dezelfde manier wordt bewerkt als koperen elektroden, met name bij de bewerking van elektroden met dunne ribben. In dit verband kan gratis technische ondersteuning worden geboden aan matrijsfabrikanten. Dit wordt voornamelijk bereikt door de selectie van snijgereedschappen, de manier waarop het gereedschap wordt doorgevoerd en de redelijke configuratie van de bewerkingsparameters. Monsters van natuurlijk vlokgrafiet werden gevormd door koudpersen zonder bindmiddel. De effecten van veranderingen in de vormdruk en de drukduur op de dichtheid, porositeit en buigsterkte van de monsters werden respectievelijk bestudeerd. De relatie tussen de microstructuur en de buigsterkte van de monsters van natuurlijk vlokgrafiet werd kwalitatief geanalyseerd. Twee systemen, boorzuur-ureum en tetraethylsilicaat-aceton-zoutzuur, werden geselecteerd om de antioxiderende eigenschappen en mechanismen van natuurlijk grafietpoeder en monsters van natuurlijke grafietelektroden vóór en na antioxidantbehandeling te bestuderen en te bespreken. De belangrijkste onderzoeksresultaten zijn als volgt: De vormbaarheid van natuurlijk vlokgrafiet en de invloed van de vormomstandigheden op de microstructuur en eigenschappen werden bestudeerd. De resultaten tonen aan dat hoe hoger de vormdruk van het natuurlijke vlokgrafietmonster, hoe groter de dichtheid en buigsterkte van het monster, terwijl de porositeit van het monster kleiner is. De duur van de drukhandhaving heeft weinig invloed op de dichtheid van het monster. Bij een drukhandhaving van meer dan 5 minuten is de vervormbaarheid van het monster beter. De buigsterkte vertoont een duidelijke anisotropie, met gemiddelde buigsterktes in verschillende richtingen van respectievelijk 5,95 MPa, 9,68 MPa en 12,70 MPa. De anisotropie van de buigsterkte is nauw gerelateerd aan de microstructuur van het grafiet.
De antioxiderende eigenschappen van het boor-stikstofsysteem, bereid via de oplossingsmethode en de solmethode, en van natuurlijk vlokgrafietpoeder, gecoat met silica-sol vóór en na de impregnering, werden onderzocht. De resultaten tonen aan dat naarmate het aantal impregneringslagen toeneemt, de hoeveelheid silica-sol en het boor-stikstofsysteem op het oppervlak van het grafietpoeder toeneemt, en de antioxiderende eigenschappen verbeteren. De initiële oxidatietemperatuur van natuurlijk vlokgrafiet is 883 K, en de oxidatiesnelheid van het gewichtsverlies bij 923 K is 407,6 mg/g/u. Het grafietpoeder werd negen keer geïmpregneerd in respectievelijk het boorzuur-ureumsysteem en het ethylsilicaat-ethanol-zoutzuursysteem. Na een warmtebehandeling van 1 uur onder een atmosfeer van 1273 K en N2 bedroeg de oxidatiesnelheid van het gewichtsverlies van natuurlijk vlokgrafiet bij 923 K respectievelijk 47,9 mg/g/u en 206,1 mg/g/u. Na een warmtebehandeling van 1 uur in een N2-atmosfeer bij respectievelijk 1973 K en 1723 K, bedroegen de oxidatie-gewichtsverliezen van natuurlijk vlokgrafiet bij 923 K respectievelijk 3,0 mg/g/u en 42,0 mg/g/u. Beide systemen kunnen de oxidatie-gewichtsverliezen van natuurlijk vlokgrafiet verminderen, maar het antioxiderende effect van het boorzuur-ureumsysteem is beter dan dat van het ethylsilicaat-ethanol-zoutzuursysteem.
Grafietelektroden worden voornamelijk gebruikt in grootschalige industrieën zoals de staalproductie in elektrische ovens, de fosforproductie in ertsovens, het elektrisch smelten van magnesiumoxidezand, de bereiding van vuurvaste materialen door middel van elektrisch smelten, de elektrolyse van aluminium en de industriële productie van fosfor, silicium en calciumcarbide. Grafietelektroden worden onderverdeeld in twee typen: elektroden van natuurlijk grafiet en elektroden van kunstmatig grafiet. In vergelijking met elektroden van kunstmatig grafiet vereisen elektroden van natuurlijk grafiet geen chemisch proces voor de grafietproductie. Hierdoor wordt de productiecyclus van elektroden van natuurlijk grafiet aanzienlijk verkort, het energieverbruik en de vervuiling sterk verminderd en de kosten aanzienlijk verlaagd. Ze bieden duidelijke prijsvoordelen en economische voordelen, wat een van de belangrijkste redenen is voor de ontwikkeling van elektroden van natuurlijk grafiet.
Daarnaast zijn elektroden van natuurlijk grafiet hoogwaardige, diepgaand verwerkte producten van natuurlijk grafiet met een aanzienlijke ontwikkelings- en toepassingswaarde. De vormbaarheid, oxidatieweerstand en mechanische eigenschappen van elektroden van natuurlijk grafiet zijn echter momenteel inferieur aan die van elektroden van kunstmatig grafiet, wat het belangrijkste obstakel vormt voor hun ontwikkeling. Het overwinnen van deze obstakels is daarom cruciaal voor de verdere ontwikkeling van de toepassing van elektroden van natuurlijk grafiet.
De antioxiderende eigenschappen van het boor-stikstofsysteem, bereid via de oplossingsmethode en de solmethode, en van natuurlijke vlokgrafietblokken die vóór en na impregnering met silica-sol waren gecoat, werden onderzocht. De resultaten tonen aan dat de antioxiderende eigenschappen van natuurlijke grafietblokken gecoat met silica-sol afnemen naarmate het aantal impregneringen toeneemt. De met het boor-stikstofsysteem gecoate natuurlijke grafietblokken vertonen betere antioxiderende eigenschappen naarmate het aantal impregneringen toeneemt. De oxidatie-gewichtsverliezen van de natuurlijke grafietblokken bij 923 K en 1273 K bedroegen respectievelijk 122,432 mg/g/u en 191,214 mg/g/u. De natuurlijke grafietblokken werden respectievelijk negen keer geïmpregneerd in het boorzuur-ureumsysteem en het ethylsilicaat-ethanol-zoutzuursysteem. Na een warmtebehandeling van 1 uur in een atmosfeer van 1273 K en N2 bedroegen de oxidatie-gewichtsverliezen bij 923 K respectievelijk 20,477 mg/g/u en 28,753 mg/g/u. Bij 1273 K waren deze respectievelijk 37,064 mg/g/u en 54,398 mg/g/u. Na behandeling bij respectievelijk 1973 K en 1723 K bedroegen de oxidatie-gewichtsverliezen van natuurlijke grafietblokken bij 923 K respectievelijk 8,182 mg/g/u en 31,347 mg/g/u. Bij 1273 K waren deze respectievelijk 126,729 mg/g/u en 169,978 mg/g/u. Beide systemen kunnen de oxidatie-gewichtsverliezen van natuurlijke grafietblokken aanzienlijk verminderen. Op dezelfde manier is de antioxiderende werking van het boorzuur-ureumsysteem superieur aan die van het ethylsilicaat-ethanol-zoutzuursysteem.
Geplaatst op: 12 juni 2025