Proces proizvodnje ugljičnih materijala je strogo kontroliran sustav inženjeringa, proizvodnja grafitnih elektroda, posebnih ugljičnih materijala, aluminija, ugljika, novih vrhunskih ugljičnih materijala neodvojiva je od upotrebe sirovina, opreme, tehnologije, upravljanja četiri proizvodna faktora i srodne vlasničke tehnologije.
Sirovine su ključni čimbenici koji određuju osnovne karakteristike ugljičnih materijala, a performanse sirovina određuju performanse proizvedenih ugljičnih materijala. Za proizvodnju UHP i HP grafitnih elektroda, visokokvalitetni igličasti koks je prvi izbor, ali i visokokvalitetni asfaltni vezivni materijal, asfaltni impregnacijski materijal. Međutim, samo visokokvalitetne sirovine, nedostatak opreme, tehnologije, upravljačkih čimbenika i srodne vlasničke tehnologije, također ne mogu proizvesti visokokvalitetne UHP i HP grafitne elektrode.
Ovaj članak se usredotočuje na karakteristike visokokvalitetnog igličastog koksa kako bi iznio neke osobne stavove, namijenjene proizvođačima igličastog koksa, proizvođačima elektroda i znanstveno-istraživačkim institutima za raspravu.
Iako je industrijska proizvodnja igličastog koksa u Kini kasnila u odnosu na proizvodnju stranih poduzeća, posljednjih se godina brzo razvila i počela poprimati oblik. Što se tiče ukupnog obujma proizvodnje, u osnovi može zadovoljiti potražnju za igličastim koksom za UHP i HP grafitne elektrode koje proizvode domaća poduzeća za ugljik. Međutim, još uvijek postoji određeni jaz u kvaliteti igličastog koksa u usporedbi sa stranim poduzećima. Fluktuacija performansi šarže utječe na potražnju za visokokvalitetnim igličastim koksom u proizvodnji velikih UHP i HP grafitnih elektroda, posebno ne postoji visokokvalitetni spojeni igličasti koks koji može zadovoljiti proizvodnju spojeva grafitnih elektroda.
Strana poduzeća za proizvodnju ugljika koja proizvode UHP i HP grafitne elektrode velikih specifikacija često su prvi izbor visokokvalitetnog naftnog igličastog koksa kao glavne sirovine za koks. Japanska poduzeća za proizvodnju ugljika također koriste neke igličaste kokse ugljene serije kao sirovinu, ali samo za sljedeću specifikaciju proizvodnje grafitnih elektroda φ 600 mm. Trenutno se igličasti koks u Kini uglavnom proizvodi od ugljene serije. Proizvodnja visokokvalitetnih UHP grafitnih elektroda velikih razmjera od strane poduzeća za proizvodnju ugljika često se oslanja na uvozni naftni igličasti koks, posebno na proizvodnju visokokvalitetnih spojeva s uvoznim japanskim igličastim koksom Suishima nafte i britanskim igličastim koksom HSP nafte kao sirovinom za koks.
Trenutno se igličasti koks koji proizvode različita poduzeća obično uspoređuje s komercijalnim indeksima učinkovitosti stranog igličastog koksa pomoću konvencionalnih indeksa učinkovitosti, kao što su sadržaj pepela, stvarna gustoća, sadržaj sumpora, sadržaj dušika, raspodjela veličine čestica, koeficijent toplinskog širenja i tako dalje. Međutim, još uvijek nedostaje klasifikacija različitih vrsta igličastog koksa u usporedbi sa stranim zemljama. Stoga, proizvodnja igličastog koksa, kolokvijalno i za "unifikaciju robe", ne može odražavati kvalitetu visokokvalitetnog premium igličastog koksa.
Uz konvencionalnu usporedbu performansi, poduzeća koja se bave ugljikom trebala bi obratiti pozornost i na karakterizaciju igličastog koksa, kao što su klasifikacija koeficijenta toplinskog širenja (CTE), čvrstoća čestica, stupanj anizotropije, podaci o širenju u neinhibiranom i inhibiranom stanju te temperaturni raspon između širenja i skupljanja. Budući da su ova toplinska svojstva igličastog koksa vrlo važna za kontrolu procesa grafitizacije u procesu proizvodnje grafitnih elektroda, naravno, utjecaj toplinskih svojstava asfaltnog koksa nastalog nakon prženja asfalta s vezivom i impregnacijskim sredstvom nije isključen.
1. Usporedba anizotropije igličastog koksa
(A) Uzorak: Tijelo UHP elektrode φ 500 mm iz domaće tvornice ugljika;
Sirovina igličasti koks: Japanski novi kemijski LPC-U razred, omjer: 100% LPC-U razred; Analiza: postrojenje SGL Griesheim; Pokazatelji učinka prikazani su u Tablici 1.
(B) Uzorak: tijelo elektrode φ 450 mmHP domaće tvornice ugljika; Sirovina igličasti koks: igličasti koks domaće tvornice, omjer: 100%; Analiza: tvornica ugljika Shandong Bazan; Pokazatelji učinkovitosti prikazani su u Tablici 2.
Kao što se može vidjeti iz usporedbe Tablice 1 i Tablice 2, igličasti koks klase LPC-U novog dnevnog kemijskog ugljena ima veliku anizotropiju toplinskih svojstava, pri čemu anizotropija CTE može doseći 3,61~4,55, a anizotropija otpora je također velika, dostižući 2,06~2,25. Osim toga, savojna čvrstoća domaćeg naftnog igličastog koksa bolja je od one novog dnevnog kemijskog igličastog koksa klase LPC-U. Vrijednost anizotropije znatno je niža od one novog dnevnog kemijskog igličastog koksa klase LPC-U.
Analiza anizotropnog stupnja performansi proizvodnje grafitnih elektroda ultra visoke snage je procjena kvalitete sirovine igličastog koksa ili nije važna metoda analize. Veličina stupnja anizotropije, naravno, također ima određeni utjecaj na proces proizvodnje elektrode. Stupanj anizotropije električne energije izuzetno je učinkovit u toplinskom udaru nego stupanj anizotropije prosječne snage male elektrode.
Trenutno je proizvodnja igličastog koksa od ugljena u Kini mnogo veća od proizvodnje igličastog koksa od nafte. Zbog visokih troškova sirovina i cijena ugljičnih poduzeća, teško je koristiti 100% domaći igličasti koks u proizvodnji UHP elektrode, uz dodatak određenog udjela kalcificiranog naftnog koksa i grafitnog praha za proizvodnju elektrode. Stoga je teško procijeniti anizotropiju domaćeg igličastog koksa.
2. Linearna i volumetrijska svojstva igličastog koksa
Linearne i volumetrijske promjene performansi igličastog koksa uglavnom se odražavaju u procesu grafita koji proizvodi elektroda. S promjenom temperature, igličasti koks će se linearno i volumetrijski širiti i skupljati tijekom procesa zagrijavanja grafitnog procesa, što izravno utječe na linearne i volumetrijske promjene pržene obrađene elektrode u grafitnom procesu. To nije isto za korištenje različitih svojstava sirovog koksa, različitih vrsta igličastog koksa. Štoviše, temperaturni raspon linearnih i volumetrijskih promjena različitih vrsta igličastog koksa i kalciniranog naftnog koksa također je različit. Samo savladavanjem ove karakteristike sirovog koksa možemo bolje kontrolirati i optimizirati kemijski slijed proizvodnje grafita. To je posebno vidljivo u procesu serijske grafitizacije.
Tablica 3 prikazuje linearne i volumske promjene te temperaturne raspone tri vrste naftnog igličastog koksa koje proizvodi Conocophillips u Velikoj Britaniji. Linearno širenje događa se prvo kada se naftni igličasti koks počne zagrijavati, ali temperatura na početku linearne kontrakcije obično zaostaje za maksimalnom temperaturom kalcinacije. Od 1525 ℃ do 1725 ℃ počinje linearno širenje, a temperaturni raspon cijele linearne kontrakcije je uzak, samo 200 ℃. Temperaturni raspon cijele linijske kontrakcije običnog odgođenog naftnog koksa mnogo je veći od onog kod igličastog koksa, a igličasti koks ugljena je između ta dva, nešto veći od naftnog igličastog koksa. Rezultati ispitivanja Instituta za industrijsku tehnologiju u Osaki u Japanu pokazuju da što su toplinske performanse koksa lošije, to je veći raspon temperature linijskog skupljanja, do raspona temperature linijskog skupljanja od 500 do 600 ℃, a početak temperature linijskog skupljanja je niski, na 1150 do 1200 ℃ počinje se skupljanje, što je također karakteristika običnog odgođenog petrolejskog koksa.
Što su bolja toplinska svojstva i veća anizotropija igličastog koksa, to je uži temperaturni raspon linearne kontrakcije. Neki visokokvalitetni igličasti koks od nafte ima temperaturni raspon linearne kontrakcije samo od 100 ~ 150 ℃. Vrlo je korisno za poduzeća koja se bave ugljikom da usmjeravaju proizvodnju procesom grafitizacije nakon razumijevanja karakteristika linearnog širenja, skupljanja i ponovnog širenja koksa različitih sirovina, što može izbjeći neke nepotrebne otpadne proizvode uzrokovane korištenjem tradicionalnog iskustvenog načina rada.
3. zaključak
Savladavanje različitih karakteristika sirovina, odabir razumne opreme, dobra kombinacija tehnologije i znanstvenije i razumnije upravljanje poduzećem, ovaj niz cijelog procesnog sustava strogo je kontroliran i stabilan, te se može reći da ima osnovu za proizvodnju visokokvalitetne ultra-visoke snage grafitnih elektroda velike snage.
Vrijeme objave: 30. prosinca 2021.