الکترود گرافیت و کک سوزنی

فرآیند تولید مواد کربنی یک سیستم مهندسی به شدت کنترل شده است، تولید الکترود گرافیتی، مواد کربنی ویژه، کربن آلومینیوم، مواد کربنی با کیفیت بالا از استفاده از مواد اولیه، تجهیزات، فناوری، مدیریت چهار عامل تولید و اختصاصی مرتبط جدایی ناپذیر است. تکنولوژی

مواد اولیه عوامل کلیدی هستند که مشخصه های اساسی مواد کربنی را تعیین می کنند و عملکرد مواد خام عملکرد مواد کربنی تولیدی را تعیین می کند. برای تولید الکترودهای گرافیت UHP و HP، کک سوزنی با کیفیت بالا اولین انتخاب است، اما همچنین آسفالت بایندر با کیفیت بالا، آسفالت عامل اشباع کننده. اما تنها مواد اولیه با کیفیت بالا، کمبود تجهیزات، فناوری، عوامل مدیریتی و فناوری اختصاصی مربوطه نیز قادر به تولید الکترود گرافیتی UHP با کیفیت بالا نیست.

این مقاله بر روی ویژگی‌های کک سوزنی با کیفیت بالا تمرکز می‌کند تا برخی از دیدگاه‌های شخصی را برای تولیدکنندگان کک سوزنی، تولیدکنندگان الکترود، موسسات تحقیقات علمی مورد بحث قرار دهد.

اگرچه تولید صنعتی کک سوزنی در چین دیرتر از شرکت های خارجی است، اما در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته و شروع به شکل گیری کرده است. از نظر حجم کل تولید، اساساً می تواند تقاضای کک سوزنی برای الکترودهای گرافیتی UHP و HP تولید شده توسط شرکت های کربن داخلی را برآورده کند. با این حال، هنوز شکاف خاصی در کیفیت کک سوزنی در مقایسه با شرکت های خارجی وجود دارد. نوسان عملکرد دسته ای بر تقاضا برای کک سوزنی با کیفیت بالا در تولید الکترود گرافیتی UHP و HP با اندازه بزرگ تأثیر می گذارد، به ویژه هیچ کک سوزنی مفصلی با کیفیت بالا وجود ندارد که بتواند تولید اتصال الکترود گرافیتی را برآورده کند.

شرکت های کربن خارجی تولید کننده مشخصات بزرگ UHP، الکترود گرافیتی HP اغلب اولین انتخاب کک سوزنی نفتی با کیفیت بالا به عنوان کک ماده خام اصلی است، شرکت های کربن ژاپنی نیز از مقداری کک سوزنی سری زغال سنگ به عنوان ماده خام استفاده می کنند، اما فقط برای φ زیر. مشخصات 600 میلی متری تولید الکترود گرافیتی. در حال حاضر، کک سوزنی در چین عمدتاً کک سوزنی سری زغال سنگ است. تولید الکترود گرافیتی با کیفیت بالا در مقیاس بزرگ UHP توسط شرکت‌های کربن اغلب به کک سوزنی سری نفت وارداتی متکی است، به ویژه تولید اتصال با کیفیت بالا با کک سوزنی سری نفت ژاپنی سوشیما و کک سوزنی سری نفت HSP بریتانیا به عنوان کک ماده خام.

در حال حاضر، کک سوزنی تولید شده توسط شرکت های مختلف معمولا با شاخص های عملکرد تجاری کک سوزنی خارجی با شاخص های عملکرد معمولی مانند محتوای خاکستر، چگالی واقعی، محتوای گوگرد، محتوای نیتروژن، توزیع اندازه ذرات، ضریب انبساط حرارتی و غیره مقایسه می شود. در با این حال، هنوز درجات مختلف طبقه بندی کک سوزنی در مقایسه با کشورهای خارجی وجود ندارد. بنابراین، تولید کک سوزنی به صورت محاوره ای برای "کالاهای یکپارچه" نیز نمی تواند منعکس کننده درجه کک سوزنی با کیفیت بالا باشد.

علاوه بر مقایسه عملکرد مرسوم، شرکت‌های کربن باید به خصوصیات کک سوزنی نیز توجه کنند، مانند طبقه‌بندی ضریب انبساط حرارتی (CTE)، قدرت ذرات، درجه ناهمسانگردی، داده‌های انبساط در حالت غیر مهاری و حالت مهاری، و محدوده دمایی بین انبساط و انقباض از آنجایی که این خواص حرارتی کک سوزنی برای کنترل فرآیند گرافیتی شدن در فرآیند تولید الکترود گرافیتی بسیار مهم است، البته تاثیر خواص حرارتی کک آسفالتی که پس از برشته کردن بایندر و آسفالت عامل اشباع کننده ایجاد می‌شود، منتفی نیست.

1. مقایسه ناهمسانگردی کک سوزنی

(الف) نمونه: φ 500 میلی متر بدن الکترود UHP کارخانه کربن داخلی.

کک سوزنی مواد اولیه: درجه LPC-U شیمیایی جدید ژاپنی، نسبت: 100% درجه LPC-U. تجزیه و تحلیل: گیاه SGL Griesheim. شاخص های عملکرد در جدول 1 نشان داده شده است.

(B) نمونه: بدنه الکترود φ 450 mmHP یک کارخانه کربن داخلی. کک سوزنی مواد خام: کک سوزنی روغن کارخانه داخلی، نسبت: 100٪. تجزیه و تحلیل: کارخانه کربن شاندونگ بازان. شاخص های عملکرد در جدول 2 نشان داده شده است.

همانطور که از مقایسه جدول 1 و جدول 2 مشاهده می شود، عیار lPC-U کک سوزنی از اندازه گیری های جدید زغال سنگ شیمیایی روزانه دارای ناهمسانگردی زیادی از خواص حرارتی است که در آن ناهمسانگردی CTE می تواند به 3.61-4.55 برسد و ناهمسانگردی مقاومت نیز بزرگ است و به 2.06-2.25 می رسد. علاوه بر این، استحکام خمشی کک سوزنی نفتی داخلی بهتر از کک سوزنی اندازه گیری زغال سنگ شیمیایی روزانه جدید LPC-U است. ارزش ناهمسانگردی بسیار کمتر از کک سوزنی با اندازه گیری زغال سنگ شیمیایی روزانه LPC-U است.

تجزیه و تحلیل عملکرد درجه ناهمسانگرد تولید الکترود گرافیت فوق العاده بالا تخمین کیفیت مواد خام کک سوزنی است یا یک روش تجزیه و تحلیل مهم نیست، اندازه درجه ناهمسانگردی، البته، همچنین تأثیر خاصی بر فرآیند تولید الکترود دارد، درجه ناهمسانگردی برق عملکرد شوک حرارتی بسیار نسبت به درجه ناهمسانگردی متوسط ​​توان الکترود کوچک خوب است.

در حال حاضر تولید کک سوزنی زغال سنگ در چین بسیار بیشتر از کک سوزنی نفتی است. با توجه به هزینه مواد اولیه و قیمت بالای شرکت های کربن، استفاده از کک سوزنی 100٪ داخلی در تولید الکترود UHP دشوار است، در حالی که نسبت معینی از کک نفتی و پودر گرافیت برای تولید الکترود اضافه می شود. بنابراین، ارزیابی ناهمسانگردی کک سوزنی داخلی دشوار است.

2. خواص خطی و حجمی کک سوزنی

عملکرد تغییر خطی و حجمی کک سوزنی عمدتاً در فرآیند گرافیت تولید شده توسط الکترود منعکس می شود. با تغییر دما، کک سوزنی در طی فرآیند گرم شدن فرآیند گرافیت دچار انبساط و انقباض خطی و حجمی می شود که مستقیماً بر تغییر خطی و حجمی بیلت برشته شده الکترود در فرآیند گرافیت تأثیر می گذارد. این برای استفاده از خواص مختلف کک خام یکسان نیست، درجات مختلف کک سوزنی تغییر می کند. علاوه بر این، محدوده دمایی تغییرات خطی و حجمی درجات مختلف کک سوزنی و کک نفتی کلسینه شده نیز متفاوت است. تنها با تسلط بر این ویژگی کک خام می توانیم تولید توالی شیمیایی گرافیت را بهتر کنترل و بهینه کنیم. این امر به ویژه در فرآیند گرافیتی سازی سری مشهود است.

جدول 3 تغییرات خطی و حجمی و محدوده دمایی سه درجه کک سوزنی نفتی تولید شده توسط Conocophillips در انگلستان را نشان می دهد. انبساط خطی ابتدا زمانی رخ می دهد که کک سوزنی روغن شروع به گرم شدن می کند، اما دمای شروع انقباض خطی معمولاً از حداکثر دمای کلسیناسیون عقب می ماند. از 1525 ℃ تا 1725 ℃، انبساط خطی آغاز می شود، و محدوده دمایی کل انقباض خطی باریک است، فقط 200 درجه سانتیگراد. محدوده دمایی انقباض کل خط کک نفتی تاخیری معمولی بسیار بزرگتر از کک سوزنی است و کک سوزنی زغال سنگ بین این دو، کمی بزرگتر از کک سوزنی نفتی است. نتایج آزمایش موسسه تست فناوری صنعتی اوزاکا در ژاپن نشان می دهد که هرچه عملکرد حرارتی کک بدتر باشد، محدوده دمای انقباض خط بیشتر است، محدوده دمای انقباض خط تا 500 ~ 600 ℃، و شروع دمای انقباض خط پایین است. ، در 1150 ~ 1200 ℃ شروع به رخ دادن انقباض خط، که همچنین ویژگی های کک نفتی تاخیری معمولی است.

هرچه خواص حرارتی بهتر و ناهمسانگردی کک سوزنی بیشتر باشد، محدوده دمایی انقباض خطی باریکتر می شود. برخی از کک سوزن روغن با کیفیت بالا فقط 100 ~ 150 ℃ محدوده دمای انقباض خطی. برای شرکت‌های کربن بسیار سودمند است که تولید فرآیند گرافیتی‌سازی را پس از درک ویژگی‌های انبساط خطی، انقباض و انبساط مجدد کک‌های مختلف مواد خام هدایت کنند، که می‌تواند از برخی محصولات زاید با کیفیت غیر ضروری ناشی از استفاده از حالت تجربی سنتی جلوگیری کند.

3 نتیجه گیری

تسلط بر ویژگی های مختلف مواد خام، انتخاب تطبیق تجهیزات معقول، ترکیب خوب فن آوری، و مدیریت سازمانی علمی تر و معقول تر است، این سری از سیستم کل فرآیند به شدت کنترل شده و پایدار است، می توان گفت که اساس تولید بالا را دارد. الکترود گرافیتی با کیفیت فوق العاده با قدرت بالا.