Proces produkcji materiałów węglowych to ściśle kontrolowana inżynieria systemowa, produkcja elektrody grafitowej, specjalnych materiałów węglowych, węgla aluminiowego, nowych wysokiej klasy materiałów węglowych jest nierozerwalnie związana z wykorzystaniem surowców, sprzętu, technologii, zarządzania czterema czynnikami produkcyjnymi i powiązanymi prawami własności technologia.
Surowce są kluczowymi czynnikami determinującymi podstawowe właściwości materiałów węglowych, a wydajność surowców determinuje wydajność wytwarzanych materiałów węglowych. Do produkcji elektrod grafitowych UHP i HP pierwszym wyborem jest wysokiej jakości koks igłowy, ale także wysokiej jakości asfalt wiążący, asfalt jako środek impregnujący. Ale tylko surowce wysokiej jakości, brak sprzętu, technologii, czynników zarządzania i powiązanej zastrzeżonej technologii, nie są również w stanie wyprodukować wysokiej jakości elektrody grafitowej UHP, HP.
W tym artykule skupiono się na charakterystyce wysokiej jakości koksu igłowanego, aby przedstawić pewne osobiste poglądy do omówienia przez producentów koksu igłowego, producentów elektrod i instytuty naukowo-badawcze.
Chociaż produkcja przemysłowa koksu igłowego w Chinach jest późniejsza niż w przedsiębiorstwach zagranicznych, w ostatnich latach szybko się rozwinęła i zaczęła nabierać kształtu. Pod względem całkowitej wielkości produkcji może w zasadzie zaspokoić zapotrzebowanie na koks igłowy do elektrod grafitowych UHP i HP produkowanych przez krajowe przedsiębiorstwa węglowe. Jednak nadal istnieje pewna luka w jakości koksu igłowego w porównaniu z przedsiębiorstwami zagranicznymi. Wahania wydajności wsadu wpływają na zapotrzebowanie na wysokiej jakości koks igłowy do produkcji wielkogabarytowych elektrod grafitowych UHP i HP, zwłaszcza że nie ma wysokiej jakości koksu igłowego przegubowego, który byłby w stanie sprostać produkcji złącza elektrod grafitowych.
Zagraniczne przedsiębiorstwa węglowe produkujące duże specyfikacje UHP, elektroda grafitowa HP jest często pierwszym wyborem wysokiej jakości koksu igłowego naftowego jako głównego koksu surowego. Japońskie przedsiębiorstwa węglowe również wykorzystują niektóre koks igłowy z serii węgla jako surowiec, ale tylko dla następujących φ Specyfikacja produkcji elektrod grafitowych 600 mm. Obecnie koks igłowy w Chinach to głównie koks igłowy z serii węglowej. Produkcja wysokiej jakości elektrod grafitowych UHP na dużą skalę przez przedsiębiorstwa węglowe często opiera się na importowanym koksie igłowym z serii ropy naftowej, w szczególności na produkcji wysokiej jakości złącza z importowanym japońskim koksem igłowym z serii olejowej Suishima i brytyjskim koksem igłowym z serii olejowej HSP jako koksem surowcowym.
Obecnie koks igłowy produkowany przez różne przedsiębiorstwa jest zwykle porównywany z handlowymi wskaźnikami wydajności zagranicznego koksu igłowanego za pomocą konwencjonalnych wskaźników wydajności, takich jak zawartość popiołu, gęstość rzeczywista, zawartość siarki, zawartość azotu, rozkład wielkości cząstek, współczynnik rozszerzalności cieplnej i tak dalej. NA. Jednakże nadal brakuje różnych stopni klasyfikacji koksu igłowego w porównaniu z zagranicą. Dlatego też produkcja koksu igłowego, potocznie nazywanego również „towarem ujednoliconym”, nie może odzwierciedlać gatunku wysokiej jakości koksu igłowego premium.
Oprócz konwencjonalnego porównania wydajności, przedsiębiorstwa węglowe powinny również zwrócić uwagę na charakterystykę koksu igłowego, taką jak klasyfikacja współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE), wytrzymałość cząstek, stopień anizotropii, dane dotyczące rozszerzalności w stanie nieinhibitowanym i zahamowanym oraz zakres temperatur pomiędzy rozszerzaniem i kurczeniem. Ponieważ te właściwości termiczne koksu igłowanego są bardzo ważne dla kontroli procesu grafityzacji w procesie produkcji elektrody grafitowej, oczywiście nie wyklucza się wpływu właściwości termicznych koksu asfaltowego powstającego po prażeniu asfaltu jako środka wiążącego i środka impregnującego.
1. Porównanie anizotropii koksu igłowego
(A) Próbka: korpus elektrody UHP φ 500 mm z krajowej fabryki węgla;
Surowiec koks igłowy: nowy japoński gatunek chemiczny LPC-U, stosunek: 100% gatunek LPC-U; Analiza: zakład SGL Griesheim; Wskaźniki wydajności przedstawiono w tabeli 1.
(B) Próbka: korpus elektrody φ 450 mmHP z krajowej fabryki węgla; Surowiec igłowy koks: krajowy koks igłowy z fabryki oleju, stosunek: 100%; Analiza: Zakład Węglowy w Shandong Bazan; Wskaźniki wydajności przedstawiono w tabeli 2.
Jak widać z porównania Tabeli 1 i Tabeli 2, gatunek IPC-U koksu igłowego nowych codziennych miar chemicznych węgla charakteryzuje się dużą anizotropią właściwości termicznych, w której anizotropia WRC może sięgać 3,61 ~ 4,55, a anizotropia rezystywności jest również duża i sięga 2,06 ~ 2,25. Poza tym wytrzymałość na zginanie krajowego koksu igłowego naftowego jest lepsza niż w przypadku nowego, codziennego, chemicznego koksu igłowego klasy LPC-U. Wartość anizotropii jest znacznie niższa niż w przypadku nowego koksu igłowego do pomiaru węgla Daily Chemical LPC-U.
Analiza wydajności produkcji elektrod grafitowych o ultrawysokiej mocy, stopień anizotropii, jest oceną jakości surowca igłowego koksu lub nie jest ważną metodą analizy, wielkość stopnia anizotropii oczywiście ma również pewien wpływ na proces produkcji elektrod, stopień anizotropia energii elektrycznej, ekstremalnie szoku termicznego, niż stopień anizotropii średniej mocy małej elektrody jest dobry.
Obecnie produkcja koksu igłowego węglowego w Chinach jest znacznie większa niż koksu naftowego. Ze względu na wysokie koszty surowców i ceny przedsiębiorstw węglowych, do produkcji elektrody UHP trudno jest zastosować w 100% krajowy koks igłowy, dodając do produkcji elektrody pewną ilość kalkowanego koksu naftowego i proszku grafitowego. Dlatego trudno jest ocenić anizotropię krajowego koksu igłowego.
2. Właściwości liniowe i objętościowe koksu igłowego
Liniowa i objętościowa zmiana koksu igłowego znajduje odzwierciedlenie głównie w procesie grafitu wytwarzanym przez elektrodę. Wraz ze zmianą temperatury koks igłowy w procesie nagrzewania procesu grafitowego będzie ulegał liniowemu i objętościowemu rozszerzaniu oraz kurczeniu, co bezpośrednio wpływa na liniową i objętościową zmianę kęsa prażonego elektrodą w procesie grafitowym. Nie jest to to samo w przypadku stosowania różnych właściwości surowego koksu, różnych gatunków zmian koksu igłowego. Różny jest także zakres temperatur zmian liniowych i objętościowych różnych gatunków koksu igłowego i kalcynowanego koksu naftowego. Tylko opanowując tę cechę surowego koksu, możemy lepiej kontrolować i optymalizować produkcję składu chemicznego grafitu. Jest to szczególnie widoczne w procesie grafityzacji szeregowej.
Tabela 3 przedstawia zmiany liniowe i objętościowe oraz zakresy temperatur trzech gatunków koksu igłowego produkowanego przez Conocophillips w Wielkiej Brytanii. Rozszerzanie liniowe występuje najpierw, gdy koks igłowy olejowy zaczyna się nagrzewać, ale temperatura na początku skurczu liniowego zwykle pozostaje w tyle za maksymalną temperaturą kalcynacji. Od 1525℃ do 1725℃ rozpoczyna się rozszerzalność liniowa, a zakres temperatur całego skurczu liniowego jest wąski, tylko 200℃. Zakres temperatur skurczu całej linii zwykłego opóźnionego koksu naftowego jest znacznie większy niż w przypadku koksu igłowego, a koks igłowy węglowy znajduje się pomiędzy nimi, nieco większy niż koks igłowy olejowy. Wyniki testów Instytutu Testów Technologii Przemysłowych w Osace w Japonii pokazują, że im gorsze właściwości termiczne koksu, tym większy zakres temperatur skurczu linii, do 500 ~ 600 ℃ zakresu temperatur skurczu linii, a temperatura początkowa skurczu linii jest niska , przy 1150 ~ 1200 ℃ zaczął pojawiać się skurcz linii, który jest również charakterystyczny dla zwykłego opóźnionego koksu naftowego.
Im lepsze właściwości termiczne i im większa anizotropia koksu igłowego, tym węższy jest zakres temperaturowy skurczu liniowego. Niektóre wysokiej jakości koks igłowy olejowy mają zakres temperatur skurczu liniowego wynoszący tylko 100 ~ 150 ℃. Dla przedsiębiorstw węglowych bardzo korzystne jest kierowanie produkcją w procesie grafityzacji po zrozumieniu charakterystyki rozszerzania, kurczenia się i ponownego rozszerzania liniowego różnych surowców koksu, co pozwala uniknąć niepotrzebnych produktów odpadowych wysokiej jakości spowodowanych stosowaniem tradycyjnego trybu empirycznego.
3 wnioski
Opanuj różne cechy surowców, wybierz rozsądne dopasowanie sprzętu, dobre połączenie technologii, a zarządzanie przedsiębiorstwem jest bardziej naukowe i rozsądne. Można powiedzieć, że ta seria całego systemu procesów jest ściśle kontrolowana i stabilna, ma podstawę do produkcji wysokiej jakości wysokiej jakości elektroda grafitowa o bardzo dużej mocy.
Czas publikacji: 30 grudnia 2021 r