Графитация

Большой объем исследований выполнен по разработке рентгеноструктурного метода определения коэффициента термического расширения кристаллической решетки нефтяных коксов. Термическое расширение является одной из важнейших эксплуатационных характеристик коксов и углеграфитовых материалов. Оно определяет поведение коксов при прокаливании, графитации и эксплуатации при высоких температурах. Линейное расширение коксов обычно измеряется дилатометрическим методом. Образцы для измерений готовятся в виде графитированных электродов с полным длительным многодневным циклом их изготовления. Соответственно, метод является длительным, трудоемким и трудновоспроизводимым. Более простым и достаточно объективным представляется рентгеноструктурный метод определения термического расширения кристаллической решетки. Для измерения используются серийно выпускаемые дифрактометры с высокими точностными характеристиками. [c.121]

В производстве графитированных электродов большое объемное расширение при графитации приводит часто к растрескиванию (продольному) электродов. Предпочтение надо отдавать коксам, дающим при графитации нулевую, а в ряде случаев и положительную усадку. [c.190]

Начиная с момента образования нефтяного кокса в реакторах и до процесса графитации происходят непрерывные изменения его объема. В пределах температур от 430—450 °С до [c.188]

Но все эти ценные свойства кокс приобретает только после термической обработки при температурах не ниже 650—750 °С. Графитацию кокса проводят при 2600—3000 °С. [c.66]

Изменения молекулярной структуры углеродистых материалов при их термической обработке изучают путем исследования рентгеновской дифракционной картины по соотношениям интенсивности, линий рентгенограмм в системе НЫ. Так, например, количественной мерой степени графитации считают показатель [c.66]

В процессе графитации кислород играет роль тормозящего агента [98]. Известно, что сахара, содержащие альдегиды, не графитируются даже при 3000 °С. [c.68]

При графитации в печах сопротивления также всегда отмечалась более высокая плотность тока во внутренних частях электродов, чем на поверхности. В этом заключается отличие электронагрева кокса от нагрева газами или радиантного нагрева, при которых передача тепла происходит от периферии к центру и увеличение размеров кусков кокса приводит к снижению эффекта обессеривания. Опыты по термическому обессериванию в электрокальцинаторе были повторены затем [c.163]

Как показала практика, величина плотности характеризует особенности переходных форм углеродистых материалов, в частности нефтяного кокса при нагревании его вплоть до графитации. В связи с этим методика определения плотности нефтяного кокса приобретает исключительно большое значение. [c.193]

При дальнейшей прокалке нефтяного кокса вплоть до графитации происходит следующее. [c.189]

Рис. 71. Объемная усадка кокса при графитации (прокалка при 1300 °С в течение 5 ч)

Установлено отсутствие корреляции структурных характеристик с содержанием серы в ис <одных коксах при температурах прокаливания до 1300 °С. Однако на стадии графитации содержание серы оказывает существенное влияние на объемное формирование электродов. Остаточное удлинение графитированных электродов ((А///)ТОО) на основе анизотропных коксов с увеличением содержания серы в коксах увеличивается по закономерности [c.26]

Отмеченные зависимости показывают, что при наличии прочно связанного водорода в ароматических структурах пиролизной смолы и кислорода в сложных гетероциклических высокомолекулярных соединениях тяжелых нефтяных остатков снижается истинная плотность кокса из этого сырья. Торможен ие в процессе уплотнения углеродных комплексов продолжается до превращения кокса в графит, и требуются более высокие температуры для заверщения это. о процесса. В связи с этим можно сказать, что чем меньше истинная плотность кокса, тем больше энергия активации его графитации. [c.198]

Чем выше активационный барьер, тем больше теплоемкость тела в этом энергетическом промежутке. Практически это означает, что при нагревании кокса в процессе графитации его в промежутке между метастабильным и абсолютно устойчивым состоянием следует учитывать изменения теплоемкости кокса. Чем выше теплоемкость кокса, тем больше требуется подводить тепла, чтобы обеспечить равномерное повышение температурь так как температурный градиент [c.205]

После прокалки при 2500°С (температура графитации) способность окисляться для всех коксов снижается до 0,1 — 0,3%. [c.220]

Режим графитации опытных электродов был неодинаковый. Интенсификация процесса, особенно в пределах температур 1300—2100 °С, давала положительные результаты, что согласуется с результатами изучения плотности коксов. [c.246]

На Челябинском электродном заводе в 1955 г. проводили опыты при содержании сернистого кокса в шихте 45,7%). Графитацию осуществляли при подъеме мощности тока 150— 200 кет. Удельный расход электроэнергии составил всего 5000—5108 квт-ч на 1 т готовой продукции и максимальная мощность 4500 кет. Выход графитированных электродов высшего сорта (по удельному электросопротивлению) составлял 13—23,6% против 85,8% при работе на обычном малосернистом коксе, а брак по трещинам — 20,9% против 0,9% из малосернистого кокса при тех же условиях. [c.246]

В 1958—1959 гг. с целью отработки оптимального режима графитации на Челябинском электродном заводе продолжали опыты с сернистым нефтяным коксом, содержание которого в шихте составляло от 13,3 до 46,7%. При этом испытывали различные режимы графитации. Самому жесткому режиму соответствовал максимальный расход электроэнергии — 5825 кет. При таком подъеме мощности удельный расход электроэнергии на 1 т готовой продукции был наименьший (около 4700 квт-ч) брак по трещинам и выход электродов второго сорта были незначительными. Выход годных электродов высшего и первого сорта крупных сечений составил 96%>, т. е. только на 0,2% был ниже планового выход продукции средних сечений при добавлении до 27,2% сернистого кокса составил 96,8%, т. е. на 0,6% выше планового. [c.246]

Сернистый нефтяной кокс, в отличие от малосернистого, при графитации не увеличивается в объеме по сравнению с объемом после прокалки при температуре 1300 °С, а уменьшается (претерпевает усадку) подобно пиролизному коксу. [c.247]

Высокопрочные УНС находят за последнее десятилетие широкое примеиение в производстве углеграфитовых материалов (УНС, подвергнутые графитации) и изделий из них (конструкционных материалов). Углеграфитовые материалы и изделия из них занимают важное место, поскольку они обладают высокой теплопроводностью, инертностью к действию большей части агрессивных сред, малой чувствительностью к резким изменениям температур, способностью не смачиваться расплавленными металлами и другими свойствами. Кроме того, эти материалы можно легко обрабатывать обычными режущими инструментами, и для создания габаритной поверхности нужного качества затрачивается меньше труда. Существенный недостаток изделий из углеграфитовых материалов — вы [c.102]

К а в е р о в А. Т., Исследование кинетики и механизма графитации углерода. Канд. дисс., ИГИ, 1958. [c.255]

Технологические факторы процессов прокаливания и диапазоны их исследования определяются дифференцированно. Так, для коксов, используемых в производстве анодов, формируемых и расходуемых при температурах 950-1100 °С, представляет интерес исследование превращений коксов в диапазоне температур до 1200-1300°С. Для графитированных и конструк-ционных углеродных материалов, формируемых при температурах до 3000 "С, представляет интерес исследование во всем диапа юне температур, включая графитацию. Созданная в институте методологическая база позволяет проводить исследования при всех этих температурных условиях. [c.22]

После 1945 г. число работ по технологии, механизму и кинетике коксования и по свойствам нефтяноА кокса увеличилось [10, 24, 25, 85, 225 и др.]. Ряд статей был посвящен исследованию структуры углеродистых веществ (углей и коксов) методом рентгеноструктурного анализа, механизму графитации углеродистых веществ и в том числе нефтяного кокса [99—102]. [c.10]

Некоторые виды нефтяного углерода (игольчатый нефтяной кокс) графитируются значительно легче, чем сажа, полученная из того же вида нефтяного сырья, или нефтяной кокс, полученный иа основе асфальта. Установлено, что на степень графитации влияют и качество сырья, и технологический режим получения углерода. [c.52]

Степень упорядочения базисных плоскостей, соотношения между кристаллитами, неорганизованным углеродом (боковые цепи) и единичными слоями зависит главным образом от условий получения сажи. Высокие температуры получения сажи и малая длительность пребывания сырья в зоне реакции позволяют получить углерод, не склонный к графитации. [c.52]

Нефтяные коксы, особенно игольчатой структуры, более склонны к графитации, чем рядовые коксы, что объясняется особенно стями их молекулярной структуры. В отличие от сравнительно длинных цепей с одинарными связями в молекулах смол и асфальтенов боковые цепи кристаллитов кокса, по-видимому, более коротки и прочны. Наряду с боковыми цепями, связывающими структурные звенья кристаллита в единое целое, краевые атомы углерода слоев могут иметь радикалы типа СНз-, 5Н-, Н- и др. [c.53]

Изменение поверхностной активности углеродистых материалов в наибольшей степени достигается в результате их термической обработки (прокаливания и графитации). [c.55]

Твердые и высокопрочные УНС после обжига или после обжига, графитации и соответствующей обработки (механическая обработка, нанесение защитного покрытия и др.) используют в электротермических производствах в качестве электродной продукции (электродов). Электродную продукцию применяют для подвода тока в рабочую зону электролизеров и электропечей, предназначенных для выплавки алюминия, магния, высококачественных сталей и других металлов, а также ферросплавов и карбидов. В зависимости от эксплуатационных характеристик и условий применения различают два вида электродов. [c.99]

Дальнейшее упорядочение, рост размеров кристаллитов в углеродных волокнах достигается в процессе их прокаливания и графитации, что приводит к упрочнению углеродных волокон и регулируемому изменению всех других свойств новой разновидности нефтяного углерода. О направлении использования углеродных волокон изложено в работе 97]. [c.115]

В соответствии с существующими требованиями, содержащее сернистых соединений в нефтяных углеродах, используемых в качестве наполнителя анодных масс, не должно превышать 1,5%. При использовании в качестве компонента графитирующихся электродов нефтяных коксов, а также саж содержание сернистых соединений в углеродах не должно превышать 1,0—1,1%. Более высокое содержание серы в такого вида наполнителях вызывает торможение процесса графитации нефтяных коксов, коррозию электродных штырей при электролитическом способе получения алюминия, загрязнение воздуха рабочих помещений, а также преждевременную вулканизацию резин. [c.119]

В. И. Касаточкина, который рассматривает графитацию как гомогенный процесс. Положения о фазовых состояниях гомогенной системы были развиты В. А. Каргиным и Г. Л. Слонимским [96] по отношению к полимерам. Под фазой они понимают гомогенную систему, находящуюся в термодинамическом равновесии. Гомогенная система, в которой нет поверхностей раздела между ее частями, может быть химически неоднородной. Понятие фаза не отождествляется с понятием агрегатное состояние . Так, твердые стеклообразные тела термодинамически являются жидкими фазами к твердым фазам относятся только кристаллические тела. Гомогенность понимается без учета неоднородностей, обусловленных молекулярным строением тела, и аморфный полимер считается гомогенным телом, а микрокристаллический полимер, в котором имеются неупорядоченные области, — гетерогенным. При этом авторы утверждают, что внутренние напряжения в полимере отражаются на форме кристаллов и ограничивают их рост. Пластинчатые и игольчатые формы вызывают меньше напряжений и потому быстрее растут. Развивающаяся кристаллизация приводит к минимуму внутренних напряжений и к наилучшим условиям для их релаксации, т. е. к уменьшению внутренней энергии. [c.203]

Налич1ие термически стабильных сераорганических соединений прослеживается в исходных нефтях, в тяжелых остатках и в полученном коксе — в процессе первичной перегонии, при термическом крекинге, при коксовании и при прокалке полученного кокса вплоть до графитации его (до 2500—3000 °С). [c.36]

Работами В. И. Касаточкина и сотрудников показано (в той мере, в какой позволяет метод рентгенографии), что электрические и теплофизические свойства всех углеродистых материалов изменяются одновременно с изменениями структуры переходных форм углерода вплоть до графитовой. При оценке графитации как гомогенного процесса они исходили из положений о фазовом состоянии и о гомогенной системе, развитых [c.67]

При графитации коксов с низкой истинной плотностью, т. е. при пониженной скорости графитации, происходит обычно усадка, а для коксов с высокой истинной плотностью и высокой графигируемостью характерно объемное расширение. [c.190]

По-видимому, при окислении остатков в них накапливаются альдегиды, оксиальде-гиды, оксикетоны, тормозящие графитацию кокса. [c.198]

Наличие сернистых соединений в нефтяных коксах влияет на механизм и кинетику процесса графитации. На рис. 43 показано изменение межслоевого расстояния в кристаллитах коксов ФНПЗ и НУ НПЗ и содержания в коксах серы в зависимости от температуры обработки. Из рисунка видно, что оо2 снижается для разных коксов неодинаково. На рентгенограмме кокса НУ НПЗ, начиная с интервала обессеривания, в отличие от рентгенограммы малосернистого кокса, появляется вторая фаза, свидетельствующая о наличии гетерогенной графитации, что согласуется с литературными данными [5, 147], По-видимому, гетерогенная графитация протекает через газовую фазу, переносчиком углерода в этом процессе является сера. При температурах до 2200 °С лучше графитируется сернистый кокс, при более высоких температурах с оо2 малосернистого и сернистого кокса различаются незначительно, что обусловлено удалением сернистых соединений до достижения этой температуры. Это обстоятельство было подтверждено также при графи-тацни нефтяных коксов с различным содержанием серы материнской и введенной искусственно. [c.149]

Поэтому при получении графитированных изделий из коксов с различной кривой с/цст. требуется дифференцировать режим термической обработки. Для получения малоответственных изделий можно смешивать различные коксы при получении ответственных изделий это недопустимо, так как для каждого вида нефтяного кокса требуется свой режим нагрева при графитации. [c.205]

При изучении изменения плотности кокса в процессе нагревания его вплоть до графитации была установлена нериоди- [c.231]

Дня формирования высококачественного волокнистого кокса чрезвычайно важно добиться, чтобы элементы дисперсной фазы на нижних масштабных уровнях имели умеренно разветвленную структуру парамагнитного каркаса, которая позволила бы захватить часть более легких компонентов и сохранить пластические свойства, необходимые для диффузионных процессов графитации при прокалке кокса. На верхних масштабных уровнях плотность ядер элементов дисперсной фазы должна быть максимальтюй для общего снижения концентрации летучих в коксе. [c.24]

Нефтяной кокс обладает редким сочетанием физикохимических и физико-механических свойств, благодаря которым он получил широкое применение во многих отраслях промышленности. К таким свойствам относятся термическая и химическая стойкость в агрессивных средах, сравнительно низкий коэффициент линейного расширения, достаточно высокая механическая прочность, высокая теплопроводность и электрическая проводимость, удовлетворительные упругопластические характеристики и др. Для приобретения этих свойств кокс должен пройти термическую обработку при температурах не ниже 650-750 °С, а некоторые двойства достигаются только после графитации кокса при температурах 2600-3000 °с Сз]. [c.12]

Исследованиями зарубежных и отечественных ученых усгановлено, что эксплуатационные свойства углеродных материалов находятся в прямой зависимости от структуры и, в частности, кристаллической структуры нефтяных коксов. При высокотемпературной обработке нефтяных коксов при прокаливании и графитации происходит целый ряд физико-химических превращений, в результате которых несоверщенный по своей структуре кокс перестраивается в кристаллический материал с трехмерно упорядоченной структурой. Особый интерес представляет перестройка тонкой кристаллической структуры, так как многообразие переходных форм углерода, многообразие свойств углеграфитовых материалов определяется сочетанием углерода в различных гибридных состояниях с разным типом углерод-углеродных связей, а также надмолекулярной структурой, определяемой ориентацией графитовых слоев и степенью их совершенства. [c.117]

От типа связей в боковых цепях кристаллитов (по В. И. Ка-саточкину) зависит степень их подвижности при высокотемпературной обработке, обусловливающая одно- или двухстадийность (с участием газовой фазы) процесса графитации. [c.53]

В соответствии с этими взглядами одностадийная графптацня вызывается присутствием в боковых цепях кристаллитов полиеновых цепей (типа —СН = = С = СН—). Прн двухстадийной графитации участвуют, ио-видимому, полиино-вые (—С = С—С = С—) и кумуленовые ( = С = С = С = ) цепи, обладающие больщим эффектом сопряжения, чем полиеновые и, следовательно, являющиеся более прочными. Для разрушения таких связей требуется энергия, равная или превышающая их прочность, что затрудняет графитацию. [c.53]

Как видно из табл. 11, сырые нефтяные коксы, полученные из дистиллятных видов сырья, менее упорядочены (Н С=0,5—0,55), чем коксы из остаточных видов сырья (Н С 0,42—0,48). Повышенное содержание водорода в сырых (непрокаленных) коксах по Франклину [147] и Касаточкину [55] обеспечивает хорошую степень их графитации. Экспериментально установлено [28], что чем выше отношение Н С у сырого кокса и чем ниже у кокса прокаленного, тем лучше его графитируемость. [c.117]

Первые признаки наличия гетерогеннога графита в сернистом коксе появляются уже при низкотемпературном прокаливании (при температурах выше 700°С), но более интенсивно графитация идет при значительно более высоких температурах. Хотя минимум эффективного изменения межслоевого расстояния у сернистого кокса достигается быстрее, чем у малосернистого, он не рекомендуется в качестве электродного сырья из-за высокого коэффициента линейного расширения и других недостатков. [c.149]

Кокс с большой склонностью к графитации получается из вы-сокоароматизированных нефтяных остатков, в которых отсутствуют или содержится мало асфальтенов и гетероэлементов. Поскольку сажу в промышленности используют главным образом без дополнительной термообработки, ее структурные изменения при высоких температурах изучены слабо. Известна плохая графитируемость сажи по сравнению с нефтяными коксами. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология