O proceso de produción de material de carbono é unha enxeñaría de sistemas rigorosamente controlada. A produción de eléctrodos de grafito, materiais de carbono especiais, carbono de aluminio e novos materiais de carbono de alta gama son inseparables do uso de materias primas, equipos, tecnoloxía, xestión de catro factores de produción e tecnoloxía propietaria relacionada.
As materias primas son os factores clave que determinan as características básicas dos materiais de carbono, e o rendemento das materias primas determina o rendemento dos materiais de carbono fabricados. Para a produción de eléctrodos de grafito UHP e HP, o coque de agulla de alta calidade é a primeira opción, pero tamén asfalto ligante de alta calidade, asfalto como axente impregnante. Pero só as materias primas de alta calidade, a falta de equipos, tecnoloxía, factores de xestión e tecnoloxía patentada relacionada, tampouco permiten producir eléctrodos de grafito UHP e HP de alta calidade.
Este artigo céntrase nas características do coque de agulla de alta calidade para expoñer algunhas opinións persoais, para que os fabricantes de coque de agulla, os fabricantes de eléctrodos e os institutos de investigación científica as debatan.
Aínda que a produción industrial de coque de agulla en China é máis tardía que a das empresas estranxeiras, desenvolveuse rapidamente nos últimos anos e comezou a tomar forma. En termos de volume de produción total, basicamente pode satisfacer a demanda de coque de agulla para electrodos de grafito UHP e HP producidos por empresas de carbono nacionais. Non obstante, aínda existe unha certa diferenza na calidade do coque de agulla en comparación coas empresas estranxeiras. A flutuación do rendemento dos lotes afecta á demanda de coque de agulla de alta calidade na produción de electrodos de grafito UHP e HP de gran tamaño, especialmente se non existe coque de agulla para xuntas de alta calidade que poida satisfacer a produción de xuntas de electrodos de grafito.
As empresas estranxeiras de carbono que producen electrodos de grafito UHP e HP de grandes especificacións adoitan ser a primeira opción de coque de agulla de petróleo de alta calidade como principal materia prima de coque. As empresas xaponesas de carbono tamén empregan coque de agulla en serie de carbón como materia prima, pero só para a seguinte especificación de produción de electrodos de grafito φ 600 mm. Na actualidade, o coque de agulla en China é principalmente coque de agulla en serie de carbón. A produción de electrodos de grafito UHP a grande escala de alta calidade por parte das empresas de carbono adoita depender do coque de agulla en serie de petróleo importado, especialmente a produción de xuntas de alta calidade con coque de agulla en serie de petróleo Suishima xaponés importado e coque de agulla en serie de petróleo HSP británico como materia prima.
Na actualidade, o coque de agulla producido por diversas empresas adoita compararse cos índices de rendemento comercial do coque de agulla estranxeiro mediante índices de rendemento convencionais, como o contido de cinzas, a densidade real, o contido de xofre, o contido de nitróxeno, a distribución do tamaño das partículas, o coeficiente de expansión térmica, etc. Non obstante, aínda faltan diferentes graos de clasificación do coque de agulla en comparación con países estranxeiros. Polo tanto, a produción de coque de agulla, tamén coloquialmente para "bens unificados", non pode reflectir o grao de coque de agulla premium de alta calidade.
Ademais da comparación convencional do rendemento, as empresas de carbono tamén deben prestar atención á caracterización do coque de agulla, como a clasificación do coeficiente de expansión térmica (CTE), a resistencia das partículas, o grao de anisotropía, os datos de expansión en estado non inhibido e en estado inhibido, e o rango de temperatura entre a expansión e a contracción. Dado que estas propiedades térmicas do coque de agulla son moi importantes para o control do proceso de grafitización no proceso de produción de eléctrodos de grafito, por suposto, non se exclúe a influencia das propiedades térmicas do coque asfáltico formado despois da torrada do aglomerante e do axente impregnante de asfalto.
1. Comparación da anisotropía do coque de agulla
A análise do rendemento do grao anisotrópico na produción de eléctrodos de grafito de ultra alta potencia é a estimación da calidade da materia prima do coque de agulla ou non un método de análise importante. O tamaño do grao de anisotropía, por suposto, tamén ten unha certa influencia no proceso de produción de eléctrodos. O grao de anisotropía da electricidade ten un rendemento de choque térmico extremadamente bo que o grao de anisotropía da potencia media do pequeno eléctrodo.
Na actualidade, a produción de coque de agulla de carbón na China é moito maior que a de coque de agulla de petróleo. Debido ao elevado custo da materia prima e ao prezo das empresas de carbono, é difícil usar coque de agulla 100 % nacional na produción de eléctrodos UHP, engadindo ao mesmo tempo unha certa proporción de coque de petróleo calcinado e po de grafito para producir o eléctrodo. Polo tanto, é difícil avaliar a anisotropía do coque de agulla nacional.
2. Propiedades lineais e volumétricas do coque de agulla
O rendemento de cambio lineal e volumétrico do coque de agulla reflíctese principalmente no proceso de grafito producido polo eléctrodo. Co cambio de temperatura, o coque de agulla sufrirá unha expansión e contracción lineal e volumétrica durante o proceso de quecemento do proceso de grafito, o que afecta directamente ao cambio lineal e volumétrico do lingote torrado do eléctrodo no proceso de grafito. Isto non ocorre co uso de diferentes propiedades do coque en bruto, diferentes graos de cambios de coque de agulla. Ademais, o rango de temperatura dos cambios lineais e volumétricos dos diferentes graos de coque de agulla e coque de petróleo calcinado tamén é diferente. Só dominando esta característica do coque en bruto podemos controlar e optimizar mellor a produción da secuencia química do grafito. Isto é especialmente evidente no proceso de grafitización en serie.
A expansión lineal prodúcese primeiro cando o coque de agullas de petróleo comeza a quentarse, pero a temperatura ao comezo da contracción lineal adoita estar por detrás da temperatura máxima de calcinación. De 1525 ℃ a 1725 ℃, comeza a expansión lineal e o rango de temperatura de toda a contracción lineal é estreito, só 200 ℃. O rango de temperatura de toda a contracción lineal do coque de petróleo retardado ordinario é moito maior que o do coque de agullas, e o coque de agullas de carbón está entre os dous, lixeiramente maior que o do coque de agullas de petróleo. Os resultados das probas do Instituto de Probas de Tecnoloxía Industrial de Osaka no Xapón mostran que canto peor é o rendemento térmico do coque, maior é o rango de temperatura de contracción lineal, ata un rango de temperatura de contracción lineal de 500 ~ 600 ℃, e a temperatura de inicio da contracción lineal é baixa, a 1150 ~ 1200 ℃ comeza a producirse a contracción lineal, que tamén é a característica do coque de petróleo retardado ordinario.
Canto mellores sexan as propiedades térmicas e maior sexa a anisotropía do coque de agulla, máis estreito será o rango de temperatura da contracción lineal. Algúns coques de agulla de aceite de alta calidade só teñen un rango de temperatura de contracción lineal de 100 ~ 150 ℃. É moi beneficioso para as empresas de carbono guiar a produción do proceso de grafitización despois de comprender as características da expansión lineal, contracción e reexpansión de diversas materias primas de coque, o que pode evitar algúns produtos residuais de calidade innecesarios causados polo uso do modo experiencial tradicional.
Data de publicación: 08-09-2021