Η διαδικασία παραγωγής υλικών άνθρακα είναι μια αυστηρά ελεγχόμενη μηχανική συστημάτων, η παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη, ειδικών υλικών άνθρακα, άνθρακα αλουμινίου, νέων υλικών άνθρακα υψηλής ποιότητας είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη χρήση πρώτων υλών, εξοπλισμού, τεχνολογίας, διαχείρισης τεσσάρων συντελεστών παραγωγής και σχετικής ιδιόκτητης τεχνολογίας.
Οι πρώτες ύλες είναι οι βασικοί παράγοντες που καθορίζουν τα βασικά χαρακτηριστικά των υλικών άνθρακα και η απόδοση των πρώτων υλών καθορίζει την απόδοση των κατασκευασμένων υλικών άνθρακα. Για την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη UHP και HP, η πρώτη επιλογή είναι ο υψηλής ποιότητας οπτάνθρακας βελόνας, αλλά και η υψηλής ποιότητας άσφαλτος συνδετικού υλικού, η άσφαλτος εμποτισμού. Αλλά μόνο οι υψηλής ποιότητας πρώτες ύλες, η έλλειψη εξοπλισμού, τεχνολογίας, παραγόντων διαχείρισης και σχετικής ιδιόκτητης τεχνολογίας, δεν είναι επίσης σε θέση να παράγουν υψηλής ποιότητας ηλεκτρόδιο γραφίτη UHP, HP.
Αυτό το άρθρο εστιάζει στα χαρακτηριστικά του υψηλής ποιότητας βελονοειδούς κοκ για να αναπτύξει ορισμένες προσωπικές απόψεις, για τους κατασκευαστές βελονοειδούς κοκ, τους κατασκευαστές ηλεκτροδίων και τα επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα.
Παρόλο που η βιομηχανική παραγωγή βελονοειδούς κοκ στην Κίνα είναι μεταγενέστερη από αυτή των ξένων επιχειρήσεων, έχει αναπτυχθεί ραγδαία τα τελευταία χρόνια και έχει αρχίσει να διαμορφώνεται. Όσον αφορά τον συνολικό όγκο παραγωγής, μπορεί ουσιαστικά να καλύψει τη ζήτηση βελονοειδούς κοκ για ηλεκτρόδια γραφίτη UHP και HP που παράγονται από εγχώριες επιχειρήσεις άνθρακα. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει ένα ορισμένο χάσμα στην ποιότητα του βελονοειδούς κοκ σε σύγκριση με τις ξένες επιχειρήσεις. Η διακύμανση της απόδοσης των παρτίδων επηρεάζει τη ζήτηση για βελονοειδή κοκ υψηλής ποιότητας στην παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη UHP και HP μεγάλου μεγέθους, ειδικά δεν υπάρχει υψηλής ποιότητας βελονοειδής κοκ σύνδεσης που να μπορεί να καλύψει την παραγωγή συνδέσμων ηλεκτροδίων γραφίτη.
Οι ξένες επιχειρήσεις άνθρακα που παράγουν ηλεκτρόδια γραφίτη UHP και HP μεγάλων προδιαγραφών αποτελούν συχνά την πρώτη επιλογή υψηλής ποιότητας βελονοειδούς οπτάνθρακα πετρελαίου ως κύρια πρώτη ύλη οπτάνθρακα. Οι ιαπωνικές επιχειρήσεις άνθρακα χρησιμοποιούν επίσης ορισμένους βελονοειδείς οπτάνθρακες άνθρακα ως πρώτη ύλη, αλλά μόνο για την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη με τις ακόλουθες προδιαγραφές φ 600 mm. Προς το παρόν, ο βελονοειδής οπτάνθρακας στην Κίνα είναι κυρίως βελονοειδής οπτάνθρακας άνθρακα. Η παραγωγή υψηλής ποιότητας μεγάλης κλίμακας ηλεκτροδίων γραφίτη UHP από επιχειρήσεις άνθρακα βασίζεται συχνά σε εισαγόμενο βελονοειδές οπτάνθρακα πετρελαίου, ειδικά στην παραγωγή υψηλής ποιότητας με εισαγόμενο βελονοειδές οπτάνθρακα ιαπωνικής σειράς πετρελαίου Suishima και βρετανικό βελονοειδές οπτάνθρακα HSP ως πρώτη ύλη οπτάνθρακα.
Προς το παρόν, ο οπτάνθρακας με βελόνες που παράγεται από διάφορες επιχειρήσεις συγκρίνεται συνήθως με τους δείκτες εμπορικής απόδοσης του ξένου οπτάνθρακα με συμβατικούς δείκτες απόδοσης, όπως η περιεκτικότητα σε τέφρα, η πραγματική πυκνότητα, η περιεκτικότητα σε θείο, η περιεκτικότητα σε άζωτο, η κατανομή μεγέθους σωματιδίων, ο συντελεστής θερμικής διαστολής κ.ο.κ. Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη διαφορετικών βαθμών ταξινόμησης οπτάνθρακα με βελόνες σε σύγκριση με τις ξένες χώρες. Επομένως, η παραγωγή οπτάνθρακα με βελόνες, καθομιλουμένης και για «ενιαία προϊόντα», δεν μπορεί να αντικατοπτρίζει την ποιότητα του οπτάνθρακα με βελόνες υψηλής ποιότητας.
Εκτός από τη συμβατική σύγκριση απόδοσης, οι επιχειρήσεις άνθρακα θα πρέπει επίσης να δώσουν προσοχή στον χαρακτηρισμό του βελονοειδούς κωκ, όπως η ταξινόμηση του συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE), η αντοχή των σωματιδίων, ο βαθμός ανισοτροπίας, τα δεδομένα διαστολής σε μη ανασταλμένη κατάσταση και σε ανασταλμένη κατάσταση, και το εύρος θερμοκρασίας μεταξύ διαστολής και συστολής. Επειδή αυτές οι θερμικές ιδιότητες του βελονοειδούς κωκ είναι πολύ σημαντικές για τον έλεγχο της διαδικασίας γραφιτοποίησης στη διαδικασία παραγωγής ηλεκτροδίων γραφίτη, φυσικά, δεν αποκλείεται η επίδραση των θερμικών ιδιοτήτων του ασφαλτικού κωκ που σχηματίζεται μετά το ψήσιμο του συνδετικού υλικού και του ασφαλτικού εμποτισμού.
1. Σύγκριση της ανισοτροπίας του οπτάνθρακα βελόνας
Η ανάλυση απόδοσης ανισότροπου βαθμού παραγωγής ηλεκτροδίων γραφίτη εξαιρετικά υψηλής ισχύος είναι η εκτίμηση της ποιότητας της πρώτης ύλης οπτάνθρακα βελόνας ή όχι μια σημαντική μέθοδος ανάλυσης. Το μέγεθος του βαθμού ανισοτροπίας, φυσικά, έχει επίσης κάποια επίδραση στη διαδικασία παραγωγής ηλεκτροδίων. Ο βαθμός ανισοτροπίας της ηλεκτρικής ενέργειας είναι εξαιρετικά καλός σε σχέση με την απόδοση ανισοτροπίας της μέσης ισχύος του μικρού ηλεκτροδίου σε θερμικό σοκ.
Προς το παρόν, η παραγωγή οπτάνθρακα άνθρακα με βελόνες στην Κίνα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του οπτάνθρακα πετρελαίου με βελόνες. Λόγω του υψηλού κόστους των πρώτων υλών και της τιμής των επιχειρήσεων άνθρακα, είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί 100% εγχώριος οπτάνθρακας με βελόνες στην παραγωγή ηλεκτροδίων UHP, ενώ παράλληλα προστίθεται ένα ορισμένο ποσοστό ασβεστωμένου οπτάνθρακα πετρελαίου και σκόνης γραφίτη για την παραγωγή ηλεκτροδίων. Επομένως, είναι δύσκολο να αξιολογηθεί η ανισοτροπία του εγχώριου οπτάνθρακα με βελόνες.
2. Γραμμικές και ογκομετρικές ιδιότητες του βελονοειδούς κωκ
Η γραμμική και ογκομετρική μεταβολή της απόδοσης του βελονοειδούς κωκ αντικατοπτρίζεται κυρίως στη διαδικασία γραφίτη που παράγεται από το ηλεκτρόδιο. Με την αλλαγή της θερμοκρασίας, ο βελονοειδής κωκ θα υποστεί γραμμική και ογκομετρική διαστολή και συστολή κατά τη διάρκεια της θέρμανσης της διαδικασίας γραφίτη, η οποία επηρεάζει άμεσα τη γραμμική και ογκομετρική μεταβολή του καβουρδισμένου τσιμέντου ηλεκτροδίου στη διαδικασία γραφίτη. Αυτό δεν ισχύει για τη χρήση διαφορετικών ιδιοτήτων του ακατέργαστου οπτάνθρακα, διαφορετικών βαθμών μεταβολών του βελονοειδούς οπτάνθρακα. Επιπλέον, το εύρος θερμοκρασίας των γραμμικών και ογκομετρικών μεταβολών διαφορετικών βαθμών βελονοειδούς οπτάνθρακα και του πυρωμένου οπτάνθρακα πετρελαίου είναι επίσης διαφορετικό. Μόνο με την κατανόηση αυτού του χαρακτηριστικού του ακατέργαστου οπτάνθρακα μπορούμε να ελέγξουμε και να βελτιστοποιήσουμε καλύτερα την παραγωγή χημικής αλληλουχίας γραφίτη. Αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές στη διαδικασία σειριακής γραφιτοποίησης.
Η γραμμική διαστολή εμφανίζεται πρώτα όταν ο οπτάνθρακας με βελόνες λαδιού αρχίζει να θερμαίνεται, αλλά η θερμοκρασία στην αρχή της γραμμικής συστολής συνήθως υστερεί σε σχέση με τη μέγιστη θερμοκρασία πύρωσης. Από τους 1525℃ έως τους 1725℃, ξεκινά η γραμμική διαστολή και το εύρος θερμοκρασίας ολόκληρης της γραμμικής συστολής είναι στενό, μόνο 200℃. Το εύρος θερμοκρασίας ολόκληρης της γραμμικής συστολής του συνηθισμένου οπτάνθρακα πετρελαίου με καθυστέρηση είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό του οπτάνθρακα με βελόνες, και ο οπτάνθρακας άνθρακα με βελόνες είναι μεταξύ των δύο, ελαφρώς μεγαλύτερο από τον οπτάνθρακα πετρελαίου με βελόνες. Τα αποτελέσματα των δοκιμών του Ινστιτούτου Δοκιμών Βιομηχανικής Τεχνολογίας της Οσάκα στην Ιαπωνία δείχνουν ότι όσο χειρότερη είναι η θερμική απόδοση του οπτάνθρακα, τόσο μεγαλύτερο είναι το εύρος θερμοκρασίας συρρίκνωσης γραμμής, έως τους 500 ~ 600℃, και η θερμοκρασία έναρξης της συρρίκνωσης γραμμής είναι χαμηλή, στους 1150 ~ 1200℃ άρχισε να εμφανίζεται συρρίκνωση γραμμής, η οποία είναι επίσης χαρακτηριστικό του συνηθισμένου οπτάνθρακα πετρελαίου με καθυστέρηση.
Όσο καλύτερες είναι οι θερμικές ιδιότητες και όσο μεγαλύτερη είναι η ανισοτροπία του βελονοειδούς κωκ, τόσο στενότερο είναι το εύρος θερμοκρασίας της γραμμικής συστολής. Ορισμένοι βελονοειδείς οπτάνθρακες πετρελαίου υψηλής ποιότητας έχουν εύρος θερμοκρασίας γραμμικής συστολής μόνο 100 ~ 150℃. Είναι πολύ ωφέλιμο για τις επιχειρήσεις άνθρακα να καθοδηγούν την παραγωγή γραφιτοποίησης αφού κατανοήσουν τα χαρακτηριστικά της γραμμικής διαστολής, συστολής και επανδιαστολής διαφόρων πρώτων υλών οπτάνθρακα, γεγονός που μπορεί να αποφύγει ορισμένα περιττά ποιοτικά απόβλητα που προκαλούνται από τη χρήση της παραδοσιακής εμπειρικής λειτουργίας.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Οκτωβρίου 2021