[공학]인조흑연 제조과정

소개

흑연 제조과정

목차

<인조흑연 제조과정>
<IG-11 흑연의 특성 및 용도>

본문내용

전기제강용 전극을 비롯하여 대표적인 인조흑연재는, 코크스 등의 필러에 핏치 등의 바인더를 첨가하여 일정한 형태로 성형시킨 후 이를 소성 및 흑연화하여 제조한다.

1. 원료
많은 세라믹이 자기 소결성을 가진데에 대비하여 인조흑연재료의 주요원료인 소성 코크스는 자신만으로는 소결하지 않으므로 바인더를 사용하여 부형하여 성형하여야 한다.
필러로서 코크스는, 석유계로는 증류잔사유, 석탄계로는 콜타르핏치를 원료로 하여 500℃의 가열로 생성되는 그린 코크스를 거친 후 1200~1400℃의 온도로 소성하여 생성된다. 원료 코크스의 특성 중, 겉보기밀도, 진밀도, 열팽창계수, 회분, 흑연화성 등은 제품의 품질 성계를 행하는데 중요한 척도가 된다. 고전력화 조업에 사용되는 전기제강용 전극의 높은 내열충격성의 요구에 대하여서는 진비중이 높고, 열팽창계수가 낮은 침상코크스가 필요하다. 한편, 강도 등이 요구되는 일반 가공재의 대부분은 의상 코크스가 이용된다. 또한, 일부의 가공재에서는, 소성, 흑연화 시의 고수축을 이용하여 치밀화를 기하므로 그린 코크스를 원료로 사용하는 경우도 있다.
한편, 핏치는 원료타르의 증유잔사로 얻어지며, 바인더용으로 사용되기 위해서는 코크스 입자와의 적절한 젖음성, 탄화수율 등이 높은 것이 요구된다. 핏치는 연화점에 의해 연질핏치(약 70℃ 이하), 중질핏치(약 85℃ 이하), 경질핏치(약 85℃ 이상)으로 분류된다. 또한 용제분별에 의한 분석도 행하여지고 있는데, 톨루엔 불용분(TI)으로부터 퀴놀린 불용분(QI)을 줄인 소위β성분(점결성분)을 중시하고 있다.
그 외에도, 특히 침상 코크스를 사용할 경우에는 1600℃이상에서 나타나는 특이한 열간팽창현상(Puffing)을 억제하기 위하여 약간의 산화철을 별도로 첨가하는 예도 있다.

참고자료

· 신 ․ 탄소재료 입문