탄소 전극과 흑연 전극: 차이점 탐색을 위한 초보자 가이드

흑연과 탄소는 전극을 만드는 데 널리 사용되는 두 가지 재료입니다. 둘 다 전기가 잘 통하는 좋은 전도체입니다. 하지만 두 재료의 특성, 수명, 용도, 생산 공정은 매우 다양합니다.  

이 흑연 전극과 탄소 전극 비교 포스팅에서는 두 전극을 심층적으로 비교합니다. 전극에 대한 명확한 이해를 돕는 것을 목표로 합니다. 

흑연 전극 대 탄소 전극: 다양한 요소의 비교

정의

흑연 전극

흑연 전극은 원통형 구조의 전도성 부품입니다. 전기 아크로에서 강철, 제련 금속 또는 금속 합금을 제련하는 데 사용됩니다.

전극은 고품질의 석유 니들 코크스와 결합제로 구성됩니다. 

일반적으로 세 가지 유형이 있습니다: 일반 흑연 전극, 고출력 흑연 전극, 초고출력 흑연 전극입니다.

탄소 전극

탄소 전극은 소성 무연탄, 석유 코크스, 흑연 및 기타 원료로 구성됩니다. 

탄소 전극은 전기 아크로에서 실리콘, 합금철, 황인, 탄화칼슘, 커런덤 등을 제련하는 데 사용됩니다.

생산 프로세스

흑연 전극

흑연 전극의 생산에는 다양한 단계가 포함됩니다. 석유 침상 코크스나 아스팔트와 같은 원료를 수집하는 것으로 시작됩니다. 

이러한 원재료는 분쇄되어 선별을 위해 보내집니다. 다음 단계에서는 페이스트와 같은 농도를 얻기 위해 혼합합니다. 

엔지니어는 압출 프레스를 사용하여 이 페이스트를 원통형 전극으로 성형합니다. 이 공정은 전극이 구조를 유지하는 데 도움이 됩니다.

다음으로 성형된 전극을 고온에서 구워냅니다. 온도는 1000°C까지 올라갈 수 있습니다. 베이킹이 끝나면 피치 함침 공정이 이어집니다. 

오토클레이브에서는 특정 압력과 온도에서 전극의 기공을 통해 함침제가 침투합니다. 

이 프로세스는 전극의 강도와 전기 저항을 개선합니다.

그래피타이제이션 은 전극을 흑연 탄소 전극으로 변환하는 두 번째 베이킹 공정입니다. 이 공정에서는 온도가 최대 3000°C까지 올라갑니다. 

마지막으로 제조업체는 특정 치수를 달성하기 위해 전극을 가공합니다.

탄소 전극 

탄소 전극 생산은 비슷한 단계를 따릅니다. 먼저 제조업체는 소성 무연탄, 석유 코크스, 흑연과 같은 원료를 수집합니다. 이러한 원료를 분쇄하여 미세한 분말을 만듭니다.

그 후 분말을 바인더(콜타르 피치)와 혼합하여 미세한 혼합물을 만듭니다. 혼합 과정은 모든 탄소 입자를 하나로 묶습니다.  

다음 단계에서는 이 혼합물을 압출을 통해 전극 모양으로 만듭니다. 그 후 제조업체는 1000°C에서 1200°C 사이의 온도에서 전극을 굽습니다. 베이킹은 전극을 단단하게 만듭니다.

전극에 기공이 있는 경우 엔지니어는 이를 결합 물질로 채웁니다. 이 함침은 오토클레이브에서 이루어집니다.

흑연 전극과 마찬가지로 이 전극도 흑연화 과정을 거칩니다. 이 과정에는 고온(약 3000°C)에서 다시 굽는 과정이 포함됩니다.

마지막으로 제작자는 애플리케이션에 따라 특정 치수를 달성할 수 있도록 모양을 만듭니다.

물리 및 화학적 특성

흑연 전극

• 흑연 전극은 주로 천연 또는 합성 흑연으로 만들어집니다.

• 흑연은 자유롭게 움직이는 전자가 분산되어 있어 전기가 잘 통하는 우수한 전도체입니다.

• 흑연 전극은 결정 구조로 인해 열전도율이 높습니다. 고온 애플리케이션에서 열을 빠르게 분산시킬 수 있습니다.

• 흑연 전극은 화학적 불활성이 높습니다. 산화 및 부식에 대한 내성이 있어 모든 종류의 화학 물질을 견딜 수 있습니다.

• 흑연의 탄소 원자는 강력한 공유 결합을 형성합니다. 따라서 흑연 전극은 녹는점이 높습니다(약 3600°C).

탄소 전극

• 탄소 전극은 비정질 탄소 또는 혼합 탄소 재료로 구성됩니다.
• 탄소 전극은 적당한 전기 전도성을 가지고 있습니다.
• 이 전극은 열 안정성이 좋습니다. 하지만 흑연보다 열 안정성이 낮습니다.
• 흑연과 마찬가지로 탄소도 화학적으로 불활성입니다. 전기 화학 반응에 의해 분해되지 않습니다.

애플리케이션

흑연 전극

• 흑연 전극은 EAF(전기 아크로)의 주요 구성 요소입니다. 다양한 산업 분야에서 제강 및 고철 용해에 이 용광로를 사용합니다.

• 정련 래들로는 2차 제강을 위해 흑연 전극도 사용합니다.  

• 수중 아크로는 흑연 전극을 사용하여 합금철을 생산하기도 합니다.

• 또한 이러한 전극을 저항로에서 사용하여 유리, 실리콘 및 탄화물을 생산할 수도 있습니다.

탄소 전극

• 탄소 전극은 황인, 실리콘, 합금철 등을 제련하는 광석 용광로에서 전도성 전극으로 사용됩니다.

• 탄소 전극은 염소 생산을 위한 전기분해 공정에서 주요 역할을 합니다.

• 배터리 제조 회사는 이러한 전극을 다양한 배터리의 음극 재료로 사용합니다.

• 탄소 전극은 전류가 통과할 때 높은 열을 발생시킵니다. 따라서 개인은 다양한 저항 가열 응용 분야에서 탄소 전극을 사용합니다.

생산 비용

흑연 및 탄소 전극의 생산 비용은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 원재료의 현재 가격, 에너지 비용, 전극의 품질/등급, 제조 복잡성 등이 이에 해당합니다.

흑연 전극

일반적으로 흑연 전극의 생산 비용은 탄소 전극의 생산 비용보다 높습니다. 니들 코크스와 같은 원재료가 비싸기 때문입니다. 이 외에도 흑연 전극의 전반적인 생산은 복잡합니다.  

탄소 전극

탄소 전극을 생산하는 데 비교적 저렴합니다. 생산 공정에 흑연화가 필요하지 않으며 생산 비용이 낮고 경제적 이점이 높습니다.

서비스 수명

전극의 수명은 다양한 요인에 따라 달라집니다. 여기에는 원자재의 품질, 전극 취급, 작동, 설계, 전기 아크 용광로의 전류 강도 등이 포함됩니다. 

흑연 전극

실제 응용 분야에서 흑연 전극의 평균 수명은 제련 횟수 50~80회 사이이며 일반적으로 교체해야 합니다. 용광로와 같은 대형 제련 장비의 경우 평균 수명이 100회 이상에 달할 수 있습니다.

탄소 전극

탄소 전극은 상대적으로 수명이 짧습니다. 강도가 낮고 산화에 취약하기 때문에 까다로운 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

결론

탄소 전극과 흑연 전극은 많은 차이점이 있지만 비슷한 특성도 가지고 있습니다. 두 전극의 성능과 용도를 이해하면 전극을 더 잘 활용하고 산업 생산의 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 더 자세히 알고 싶으시면 지금 바로 진선에 문의하세요.