گرافیت پر سولفور، ماده‌ای مفید برای کاربردهای صنعتی

گرافیت پرسولفور را با نام‌هایی مثل پترولیوم‌کک، پترو‌کک و یا کک گرافیتی پرسولفور میشناسیم و CPC هم در واقع نام تجاری آن است. این ماده پر کاربرد با توجه به ویژگی‌های بی‌نظیر و ساختاری که دارد، در صنایع مختلف استفاده می‌شود. از لحاظ شکل ظاهری، گرافیت پر سولفور دارای سطح متخلخل یا مشبک بوده و دارای رنگ خاکستری و سیاه است. لازم به ذکر است که کربن بیشترین نقش را در تشکیل این نوع گرافیت دارد و از فراورده‌های پالایش نفت خام محسوب می‌شود. کاربرد این نوع گرافیت بسیار زیاد بوده و در صنایعی همچون ساخت آجر‌های نسوز کربنی، ساخت فولاد، حفاظت کاتدی، ساخت آند و … مورد استفاده قرار می‌گیرد.  

گرافیت کم سولفور هم نوعی گرافیت پرکاربرد بوده از کک نفتی تهیه شده و در کوره گرافیتی قرار می‌گیرد. گرافیت کم سولفور در دمای بالا فراوری شده و به عنوان بهترین افزودنی کربنی برای ذوب کک گرافیتی در صنعت فولاد سازی کاربرد دارد. امروز قصد داریم تا درباره گرافیت پر سولفور بیشتر صحبت کنیم، اگر شما هم می‌خواهید درباره کاربرد و ویژگی‌های این نوع گرافیت بیشتر بدانید، پس تا انتهای مقاله همراه ما باشید.

گرافیت پر سولفور چیست؟

قبل از اینکه بخواهیم در خصوص کاربرد گرافیت پر سولفور صحبت کنیم، لازم است که ابتدا با ویژگی‌ها و ساختار این ماده بیشتر آشنا شویم. گرافیت پرسولفور یا CPC، در دمای 1200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد وارد کوره‌های مخصوص شده و ماده‌ای به نام کک نفتی خام را تشکیل می‌دهد.

این ماده‌ دارای رنگ سیاه یا خاکستری با سطح سوراخ‌دار یا متخلخل بوده و از فرآورده‌های نفت خام محسوب می‌شود. گرافیت پر سولفور نسبت به کک نفتی دارای ارزش حرارتی بالاتری بوده و میزان خاکستر آن هم کمتر است. با این تفاسیر ضریب جذب کربن گرافیت پرسولفور نسبت به کک بالاتر خواهد بود. 

گرافیت پر سولفور در تولید قطعات چدنی بیشترین کاربرد را دارد. این ماده در چند سال اخیر افزایش قیمت زیادی هم داشته که این امر موجب کاهش تقاضای مشتریان شده است.

نحوه تولید گرافیت پرسولفور چگونه است؟

گرافیت پرسولفور یا کک کلسینه، جامد کربن داری است که حاصل کلسینه کردن مواد پایه نفتی به نام (RPC Row Petroleum Coke) است. کک کلسینه به علت سطوح ناخالصی کمی که دارد و همچنین به دلیل ویژگی‌هایی همچون در دسترس بودن و هزینه پایین برای تولید آند، در صنعت ذوب آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کک کلسینه در فرایند الکترولیز برای تولید آند‌های کربنی بیشتر از 120 سال است که استفاده می‌شود، پس قدمت بسیار زیادی دارد. همچنین با حرارت دادن کک نفتی سبز در دمای 1200 درجه سانتیگراد می‌توان CPC تولید کرد. 

کاربرد گرافیت پر سولفور در صنایع ریخته گری

در بخش‌های مختلف صنایع ریخته گری، از گرافیت پر سولفور استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی بیشتر این صنعت می‌پردازیم.

استفاده در بخش افزودن کربن

گرافیت پر سولفور در صنایع ریخته‌گری گرافیت یا همان CPC کاربرد فراوانی دارد. در واقع مهم‌ترین صنعت برای استفاده‌ از این گرافیت، همین صنعت ریخته‌گری است. برای کنترل محتوای کربن، موادی مانند آهن مذاب یا فولاد را به عنوان پرسولفور به مواد ریخته‌گری اضافه می‌کنند. برای دستیابی به برخی خواص مواد مانند سختی و استحکام، کنترل آن در ریخته‌گری نهایی بسیار حائز اهمیت است. 

استفاده در قالب‌ و پوشش‌ها

در فرآیندهای دیگر ریخته‌گری، برای تولید و تهیه قالب‌ها و پوشش‌ها، از گرافیت پرسولفور یا CPC استفاده می‌شود. گرافیت CPC در مقابل عواملی همچون حرارت و لغزندگی بسیار مقاوم بوده و باعث ریخته‌گری نرم می‌شود، پس به عنوان یک ماده مفید برای پوشش قالب کاربرد دارد. استفاده از گرافیت پرسولفور (CPC) در پوشش‌ها، به ایجاد خاصیت نسوز بودن مواد می‌انجامد و برای قطعات ریخته‌گری پوشش سطحی بهتری را ایجاد می‌کند. 

افزایش سیال بودن مواد مذاب در صنعت ریخته‌گری

برای بهبود بخشیدن خاصیت سیالات مذاب، گرافیت پرسولفور را به تمامی مخلوط ریخته‌گری اضافه می‌کنند. با اضافه کردن CPC تا حدودی از انقباض یا تخلخل جلوگیری می‌شود. زمانی که سیال بودن مواد مذاب با افزودن CPC افزایش یابد، مطمئن می‌شوید که فلز مذاب به همه قسمت‌های قالب نفوذ کرده و ریخته‌گری به طور کامل و دقیق تا انتها انجام می‌شود. پس این ماده نقش بسیار مهم و حیاتی را در صنعت ریخته‌گری دارد.

کاربرد گرافیت پر سولفور در صنایع فولادسازی

یکی دیگر از صنایعی که گرافیت پرسولفور نقش مهم و حیاتی را در آن دارد، صنعت فولادسازی است. در بخش‌های مختلف این صنعت هم گرافیت نقش بسیار مهمی را داشته که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم.

تولید فولاد

گرافیت پرسولفور با توجه به خواص منحصر به فردی که دارد، یکی از مواد ضروری و مهم برای فرایندهای مختلف صنعت فولاد سازی به حساب می‌آید.‌ گرافیت‌های پرسولفور در این صنعت خواص منحصر به فردی دارند و در تولید فولاد و در افزایش کیفیت محصولات فولادی حائز اهمیت هستند.

کوره بلند آهن سازی

گرافیت پر سولفور به عنوان منبع کربن و انرژی در فرایند ساختن آهن کوره بلند استفاده می‌شود. این کوره معمولاً از سنگ آهن، کک و سنگ آهک تشکیل شده است. وجود کربن بالا در CPC، کاهش سنگ آهن را آسان می‌کند و موجب تولید آهن مذاب می‌شود. گرافیت CPC به گوگرد کنترل شده جهت حفظ کیفیت مطلوب فولاد در ادامه فرآیندهای فولادسازی کمک می‌کند. 

کوره قوس الکتریکی فولادسازی

علاوه بر مواردی که نام بردیم، کک گرافیتی نقش مهمی در صنعت فولادسازی، به ویژه در تولید فولاد از طریق کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) دارد. فولادسازی توسط این کوره‌ها شامل ذوب و پالایش ضایعات فلزی بوده که با کمک قوس الکتریکی در میان الکترودها و بار فلزی انجام می‌شود. به طور کلی گرافیت پرسولفور در صنعت فولادسازی حاوی کربن بسیار بالایی بوده و به عنوان یک منبع کامل کربن و انرژی در این صنعت کاربرد دارد. همین امر به کاهش اکسید آهن و همچنین تسهیل تولید فولاد مذاب در این صنعت کمک می‌کند.

کاربرد گرافیت پر سولفور در صنعت آلومینیوم سازی

گرافیت پرسولفور به دلیل ویژگی‌های ویژه خود مانند خلوص بالا، استحکام مکانیکی مناسب و مقاومت در برابر حرارت، بهترین انتخاب برای استفاده در فرآیندهای مختلف صنعت آلومینیوم‌سازی است. کربنی که در گرافیت پرسولفور وجود دارد، در تماس با آلومینیوم‌های مذاب، الکترودهایی را از سمت گرافیت تولید می‌کند که به عنوان منبع کربن برای فرآیند الکترولیز و ایجاد قوس الکتریکی استفاده می‌شوند.

در صنایع آلومینیوم سازی، گرافیت پرسولفور به عنوان منبع کربن کاربرد دارد. در فرایند الکترولیز در صنعت آلومینیوم‌سازی، آلومینیوم کربن به عنوان الکترود بوده و جزو مراحل مهم تولید آلومینیوم است. کربن که الکترود این فرایند است در سلول های الکترولیز و ایجاد قوس الکتریکی در تماس با مواد مذاب آلومینیوم کارایی دارد. 

کاربرد گرافیت پرسولفور در صنعت آند سازی

یکی دیگر از صنایعی که این نوع گرافیت‌ها کاربرد زیادی دارند، صنعت آند سازی است. در فرایند آندسازی گرافیت پرسولفور به عنوان ماده اصلی این صنعت استفاده می‌شود. از جمله ویژگی‌های این نوع گرافیت شامل خلوص بالا، مقاومت بالا در برابر حرارت، استحکام مکانیکی مناسب و … است که برای تولید آندهای گرافیتی بهترین انتخاب است.

 از گرافیت پرسولفور آند‌هایی تولید می‌شود که در این صنعت باعث افزایش مقاومت بالای اجسام در برابر حرارت، انفعالات شیمیایی و جلوگیری از زنگ زدگی می‌شود. همچنین این نوع گرافیت‌ها موجب بهبود قابل توجه در طول عمر آند‌ها و کیفیت فرآیند الکترولیز شده که در نهایت کاهش هزینه‌ی نگهداری را به دنبال دارد. 

محصولات گرافیت

سخن پایانی در خصوص گرافیت پر سولفور، ماده‌ای مفید برای کاربردهای صنعتی

همانطور که گفته شد گرافیت‌های پرسولفور، کم‌سولفور، کک گرافیتی و کک نفتی از فراورده‌های نفتی تهیه شده و در بخش های مختلف صنعت از جمله صنعت فولاد، صنعت آلومینیوم و آندسازی بسیار پرکاربرد و حائز اهمیت هستند.