Teknisk carbon, dets fremstilling

Kønrøg (GOST 7885-86) - skriv industrielle carbonprodukter, der anvendes for det meste i gummi som fyldstof, styrke dens gavnlige ydeevneegenskaber. I modsætning til koks og banen er næsten en kønrøg i udseende Ligner.

anvendelsesområde

Ca. 70% af den producerede kønrøg anvendes til fremstilling af dæk, 20% - til fremstilling af gummiprodukter. Desuden er Teknisk carbon anvendes i maling fremstilling og producere trykfarver, hvor han fungerer som et sort pigment.

Et andet anvendelsesområde - til produktion af plast og kabelkappen. Her produktet tilsættes som et fyldstof og fremstilling af produkterne særlige egenskaber. I lille målestok kønrøg anvendes i andre industrier.

funktion

Carbon black - proces omfattende nyeste tekniske teknologier og fremgangsmåder til kontrol. På grund af sin renhed og en nøje defineret sæt af fysiske og kemiske egenskaber, det har intet at gøre med sod dannet som forurenet biprodukt fra kul og brændselsolie, eller de uregulerede forbrændingsmotorer. Ifølge almindeligt accepterede internationale klassificering af kønrøg betegnet Carbon Black (sort kulstof i oversættelse fra engelsk), carbon black på engelsk - sod. Det vil sige, disse begreber er i øjeblikket på ingen måde forvirret.

Amplifikation virkning på grund af carbon black fyldt gummi havde ikke mindre vigtig end den åbning svovl gummivulkanisering betingelser for udvikling af gummiindustrien. Den gummisammensætninger carbon af et stort antal af ingredienser efter vægt rangerer anden gummi. Virkningen af de kvalitative egenskaber af carbon black for gummiprodukter betydeligt større end kvalitativ primære ingrediens - gummi.

forstærkende egenskaber

Forbedrede fysiske egenskaber ved et materiale ved at indføre et fyldstof kaldet armering (forstærkning), og sådanne forstærkere kaldes fyldstoffer (kønrøg, fældet silica). Blandt alle forstærkere virkelig unikke egenskaber af kulstof teknisk. Selv før hærdning bindes det til gummiet, og blandingen kan ikke helt adskilles i kønrøg og gummi med opløsningsmidler.

Styrke gummi, der stammer fra de store elastomerer:

Tabellen viser egenskaberne af de vulkaniserede opnået fra forskellige typer af gummi ubesatte og fyldt med kønrøg. Ud fra disse data kan det ses, hvordan kulstofindholdet i høj grad påvirker på gummikomponenten trækstyrke. Af den måde, at andre partikelformige pulvere, der anvendes i gummiblandinger bibringe den ønskede farve eller en blanding billiggørelse - kridt, kaolin, talkum, jernoxid og andre ikke har forstærkende egenskaber.

struktur

Pure naturlige kulstof - denne diamant og grafit. De har krystalstruktur signifikant forskellige fra hinanden. Diffraktion ray etableret ligheder i strukturen af det naturlige grafit og det kunstige materiale er carbon black. Carbonatomer i grafit danner store ringlag kondenserede aromatiske systemer, med en interatomar afstand 0,142 nm. Disse grafitiske ark kondenserede aromatiske systemer kaldes basale planer. Afstanden mellem planerne er strengt defineret og 0,335 nm. Alle lagene er anbragt parallelt i forhold til hinanden. Grafit massefylde er 2,26 g / ^cm3.

Modsætning grafit med en tredimensional bestilling, er carbon black karakteriseret ved kun todimensional regelmæssighed. Den består af veludviklede grafit planer, anbragt tilnærmelsesvis parallelt med hinanden, men forskudt i forhold til tilstødende lag - dvs. tilfældigt orienteret i et plan vinkelret relation.

Formet grafit struktur sammenlignet med pænt stablet spil kort, og carbon black-struktur med et spil kort, hvori kortene er forskudt. Det interplanare afstand større end grafit og 0,350-0,365 nm. Carbon black densitet lavere end den for grafit og er inden 1,76-1,9 g / ^cm3, afhængigt af grad (normalt 1,8 g / ^cm3).

farve

De pigment (farve) carbonsortmaterialer der anvendes til fremstilling af trykfarver, belægninger, plastik, fibre, papir og byggematerialer. De klassificeres som følger:

• vysokookrashivayuschy kønrøg (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

Det tredje bogstav betegner en fremgangsmåde til fremstilling af - en ovn (F) eller kanalen (C). EKSEMPEL betegnelser: HCF - vysokookrashivayuschy ovn kønrøg (hiqh Color Furnace).

produkt indfarvningsevne er relateret til størrelsen af dets partikler. Afhængigt af deres størrelse kulstof Teknisk opdelt i grupper:

klassifikation

Kønrøg til gummi forstærkende virkning af graden er opdelt i:

• Vysokousilivayuschy (slidbane, fast stof). Billede forøget styrke og slidstyrke. Partikelstørrelsen er små (18-30 nm). Anvendes i transportbånd, slidbaner til dæk.
• Poluusilivayuschy (trådramme, blød). gennemsnitlig partikelstørrelse (40-60 nm). Brugt i diverse industrielle gummiprodukter, dæk slagtekroppe.
• Nizkousilivayuschy. Partikelstørrelsen er stor (mere end 60 nm). Dækindustrien bruger er begrænset. Det giver den nødvendige styrke og samtidig opretholde en høj elasticitet i gummiprodukter.

En komplet klassifikation af sod er givet i standarden ASTM D1765-03, som blev vedtaget af alle verdens producenter af produktet og dets forbrugere. Det klassificering, især udføres på området af det specifikke overfladeareal af partiklerne:

Fremstilling af kulstof

Der er tre teknologi af industriel kønrøg, som anvendes i en cyklus af ufuldstændig forbrænding af kulbrinter:

• ovn;
• kanal;
• rør;
• plasma.

Der er også en termisk fremgangsmåde, hvor dekomponering af naturgas eller acetylen ved høje temperaturer.

Talrige karakterer opnået ved en række forskellige teknologier har forskellige karakteristika.

fremstillingsteknologi

Teoretisk muligt at opnå kønrøg alle de ovennævnte metoder er imidlertid mere end 96% af forarbejdet produkt fremstilles ved en ovn fremgangsmåde til vådfoder. Fremgangsmåden gør det muligt at opnå en række forskellige mærker af kønrøg med et bestemt sæt af egenskaber. For eksempel, for kønrøg Omsk anlæg med anvendelse af denne teknologi er gjort mere end 20 C-sorte mærker.

Generelt teknologi er. De forede reaktorer vysokoogneupornymi materialer leveres naturgas og opvarmes til 800 ° C luft. Ved afbrænding af naturgas produceret komplette forbrændingsprodukter med en temperatur 1820-1900 ° C, der indeholder en vis mængde frit oxygen. I høj temperatur produkter af fuldstændig forbrænding af det flydende carbonhydridfødemateriale injiceres, omhyggeligt for-blandet og opvarmet til 200-300 ° C Pyrolyse af råmaterialet sker ved en strengt kontrolleret temperatur, som, afhængig af mærke af kønrøg har forskellige værdier 1400-1750 ° C.

I en vis afstand fra feedrummet termooxidativ Reaktionen afsluttes ved vandinjektion. Dannet ved pyrolyse af carbon black og reaktionsgasserne indtaste varmefladen, hvori de giver en del af sin varme til luften, der anvendes i fremgangsmåden, temperaturen af blandingen uglerodogazovoy falder fra 950-1000 ° C til 500-600 ° C.

Efter afkøling til 260-280 ° C ved yderligere injektion af vand sendes blandingen af carbon black og gasser til posefilteret, hvor carbon black separeres fra gassen og kommer ind i filteret tragten. Den fraskilte carbon black fra tragten filter til gastransport ledning er fodret blæser (blæsere) i en granulerende enhed.

Producenter af kønrøg

Verdens samlede produktion af kønrøg er mere end 10 millioner tons. En så stor efterspørgsel efter produktet er primært på grund af sine unikke forstærkende egenskaber. Lokomotiver brancher er:

• Aditya Birla Group (Indien) - omkring 15% af markedet.
• Cabot Corporation (USA) - 14% af markedet.
• Orion Engineered Carbons (Luxembourg) - 9%.

De største producenter af kulstof russisk:

• Ltd "Omsktehuglerod" - 40% af det russiske marked. Planter i Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Yaroslavl teknisk kulstof" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.