بررسي كك هاي داخلي جهت ساخت قطعات گرافيتي و بهينه سازي فرآيند

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد و متالورژي

كارشناسي ارشد

كك محصول حرارت دادن و¬ پيروليز قير ¬زغال¬سنگ و قير نفتي مي¬باشد. در بيشتر موارد پودرهاي كربني¬ قابليت تفجوشي بسيار ضعيفي داشته و براي ساخت مواد كربني و گرافيت نيازمند استفاده از ماده چسباننده (معمولا چسب قير) هستند. چگال ترين بلوك هاي كربني بسيار سبك تر از فلزات هستند و خواص مكانيكي، حرارتي و الكتريكي بسيار خوبي دارند. هدف از اين تحقيق بهينه سازي قيرهاي قطران زغال سنگ جهت توليد كك مزوفاز مناسب و بررسي كك هاي توليد شده در ايران از لحاظ مواد فرار، ذرات نامحلول كينولين، رزين بتا و اثر فشار قالب گيري بر كك مي¬باشد. لذا در اين پژوهش دو نمونه كك و دو نمونه قيرقطران زغال سنگ از¬ لحاظ كينولين نامحلول، تولوئن نامحلول، مواد فرار،درصد آروماتيسيته جهت ساخت قطعات كربني/گرافيتي مورد بررسي قرار گرفت. تجزيه حرارتي قير و سنتز مزوفاز توسط راكتور لوله اي از جنس فولاد زنگ نزن 304 با ظرفيت 100 ميلي ليتر انجام شد. به منظور بررسي محتواي كربن،گوگرد، هيدروژن و نيتروژن به دليل اهميت بالاي گوگرد و كربن با دستگاه لكو مورد بررسي قرارگرفت. جهت بررسي پيوندها و درصد آروماتيسيته كك مزوفاز از طيف سنجي مادون قرمز فوريه استفاده شد.تجزيه حرارتي در دماي 480درجه سانتيگراد و مدت 2 ساعت انجام گرفت. اثر خردايش آسياب گلوله اي با زمان هاي 10، 20 و 24 ساعت جهت كاهش سايز ذرات و اثر اكسيداسيون به منظور كاهش مواد فرار مورد بررسي قرار گرفت. خصوصيات شبكه كريستالي در اثر آسياب با الگوي پراش اشعه ايكس بدست آمد. ريز ساختار مزوفاز با ميكروسكوپ پلاريزه و محتواي مواد فرار با دستگاه آناليز حرارتي انجام گرفت. نتايج نشان داد هرچقدر درصد آروماتيسيته حلال جهت كاهش كينولين نامحلول بيشتر باشد ميزان كاهش ذرات كينولين نامحلول بيشتر است. با كاهش ميزان ذرات كينولين نامحلول باعث كاهش مواد فرار و رشد مزوفازها مي¬شود. با استفاده از روش استخراج حلال، مقدار كينولين نامحلول به 86/0 و 6/1كاهش يافت. با افزايش زمان آسياب پيك ها پهن¬تر شد و پارامتر آروماتيسيته و عرض كريستالي افزايش يافت. تعيين دماي اكسيداسيون كك مستلزم نقطه نرم شوندگي قير مي¬باشد كه بايد پايين تر از آن انتخاب شود. اثر فشار قالب گيري 80 مگاپاسكال نتايج مطلوب ارائه نداد و با افزايش فشار به 100 مگاپاسكال چسبندگي ذرات بهبود يافت. محدوده قابل قبول بتا رزين 5-20 درصد و محدوده مجاز مواد فرار جهت جلوگيري از تورم و انقباض 10-13 درصد توصيه مي¬شود.

227394

استخراج فلزات

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان