Proces proizvodnje ugljičnih materijala je strogo kontroliran sistem inženjeringa, proizvodnja grafitnih elektroda, specijalnih ugljičnih materijala, aluminija i ugljika, novih vrhunskih ugljičnih materijala je neodvojiva od upotrebe sirovina, opreme, tehnologije, upravljanja četiri proizvodna faktora i srodne vlasničke tehnologije.
Sirovine su ključni faktori 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 vezivni asfalt, asfalt kao sredstvo za impregnaciju. Međutim, samo visokokvalitetne sirovine, nedostatak opreme, tehnologije, upravljačkih faktora i srodne vlasničke tehnologije, također ne mogu proizvesti visokokvalitetne UHP i HP grafitne elektrode.
Ovaj članak se fokusira na karakteristike visokokvalitetnog igličastog koksa kako bi se iznijela neka lična mišljenja, namijenjena proizvođačima igličastog koksa, proizvođačima elektroda i naučno-istraživačkim institutima za diskusiju.
Iako je industrijska proizvodnja igličastog koksa u Kini kasnila u odnosu na proizvodnju stranih preduzeća, posljednjih godina se brzo razvila i počela da se oblikuje. Što se tiče ukupnog obima proizvodnje, u osnovi može zadovoljiti potražnju za igličastim koksom za UHP i HP grafitne elektrode koje proizvode domaća preduzeća za preradu ugljika. Međutim, i dalje postoji određeni jaz u kvalitetu igličastog koksa u poređenju sa stranim preduzećima. Fluktuacija performansi šarže utiče na potražnju za visokokvalitetnim igličastim koksom u proizvodnji UHP i HP grafitnih elektroda velikih dimenzija, posebno ne postoji visokokvalitetni spojeni igličasti koks koji može zadovoljiti proizvodnju spojeva grafitnih elektroda.
Strana preduzeća 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 preduzeća za proizvodnju ugljika također koriste neke igličaste kokse iz serije uglja kao sirovinu, ali samo za proizvodnju grafitnih elektroda sljedeće specifikacije φ 600 mm. Trenutno se igličasti koks u Kini uglavnom proizvodi iz serije uglja. Proizvodnja visokokvalitetnih UHP grafitnih elektroda velikih razmjera od strane preduzeća za proizvodnju ugljika često se oslanja na uvozni naftni igličasti koks, posebno na proizvodnju visokokvalitetnog spoja s uvoznim japanskim igličastim koksom serije Suishima i britanskim igličastim koksom serije HSP kao sirovinom za koks.
Trenutno se igličasti koks koji proizvode različita preduzeća obično poredi sa komercijalnim indeksima performansi stranog igličastog koksa pomoću konvencionalnih indeksa performansi, kao što su sadržaj pepela, stvarna gustina, sadržaj sumpora, sadržaj azota, raspodjela veličine čestica, koeficijent termičkog širenja i tako dalje. Međutim, još uvijek nedostaje klasifikacija različitih vrsta igličastog koksa u poređenju sa stranim zemljama. Stoga, proizvodnja igličastog koksa, kolokvijalno i za "unifikaciju robe", ne može odražavati kvalitet visokokvalitetnog premium igličastog koksa.
Pored konvencionalnog poređenja performansi, preduzeća koja se bave ugljikom trebaju obratiti pažnju i na karakterizaciju igličastog koksa, kao što su klasifikacija koeficijenta termičkog širenja (CTE), čvrstoća čestica, stepen anizotropije, podaci o širenju u neinhibiranom i inhibiranom stanju, te temperaturni raspon između širenja i skupljanja. Budući da su ova termička svojstva igličastog koksa veoma važna za kontrolu procesa grafitizacije u procesu proizvodnje grafitnih elektroda, naravno, nije isključen utjecaj termičkih svojstava asfaltnog koksa nastalog nakon prženja asfalta od veziva i impregnacijskog sredstva.
1. Poređenje anizotropije igličastog koksa
Analiza performansi anizotropnog stepena proizvodnje grafitnih elektroda ultra visoke snage je procjena kvaliteta sirovine igličastog koksa ili nije važna metoda analize. Veličina stepena anizotropije, naravno, također ima određeni utjecaj na proces proizvodnje elektrode. Stepen anizotropije električne energije je izuzetno dobar za termalni šok nego stepen anizotropije prosječne snage male elektrode.
Trenutno je proizvodnja igličastog koksa od uglja u Kini mnogo veća od proizvodnje igličastog koksa od nafte. Zbog visokih troškova sirovina i cijena ugljičnih preduzeća, 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 na proces grafita koji proizvodi elektroda. S promjenom temperature, igličasti koks će se linearno i volumetrijski širiti i skupljati tokom procesa zagrijavanja grafita, što direktno utiče na linearne i volumetrijske promjene pržene obrađene elektrode u procesu grafita. Ovo nije isto za korištenje različitih svojstava sirovog koksa, različitih vrsta igličastog koksa. Štaviše, temperaturni raspon linearnih i volumetrijskih promjena različitih vrsta igličastog koksa i kalciniranog petrolejskog koksa je također različit. Samo savladavanjem ove karakteristike sirovog koksa možemo bolje kontrolirati i optimizirati proizvodnju grafita i hemijski slijed. Ovo je posebno evidentno u procesu serijske grafitizacije.
Linearno širenje se prvo javlja kada se igličasti koks od nafte 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 petrolejskog koksa je mnogo veći od raspona igličastog koksa, a igličasti koks uglja je između ta dva, nešto veći od igličastog koksa od nafte. Rezultati ispitivanja Instituta za industrijsku tehnologiju Osaka u Japanu pokazuju da što su toplinske performanse koksa lošije, to je veći temperaturni raspon linijskog skupljanja, do raspona temperature linijskog skupljanja od 500 ~ 600℃, a temperatura početka linijskog skupljanja je niska, na 1150 ~ 1200℃ počinje se javljati linijsko skupljanje, što je također karakteristika običnog odgođenog petrolejskog koksa.
Što su bolja termička svojstva i veća anizotropija igličastog koksa, to je uži temperaturni raspon linearne kontrakcije. Neki visokokvalitetni igličasti koks od ulja ima temperaturni raspon linearne kontrakcije samo od 100 ~ 150℃. Za preduzeća koja se bave ugljikom je vrlo korisno da usmjeravaju proizvodnju procesa 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.
Vrijeme objave: 08.10.2021.