อิเล็กโทรดกราไฟท์และโค้กเข็ม

กระบวนการผลิตวัสดุคาร์บอนเป็นวิศวกรรมระบบที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ วัสดุคาร์บอนพิเศษ คาร์บอนอลูมิเนียม วัสดุคาร์บอนระดับไฮเอนด์ใหม่แยกออกไม่ได้จากการใช้วัตถุดิบ อุปกรณ์ เทคโนโลยี การจัดการปัจจัยการผลิตสี่ประการและกรรมสิทธิ์ที่เกี่ยวข้อง เทคโนโลยี.

วัตถุดิบเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดลักษณะพื้นฐานของวัสดุคาร์บอน และประสิทธิภาพของวัตถุดิบกำหนดประสิทธิภาพของวัสดุคาร์บอนที่ผลิตสำหรับการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟต์ UHP และ HP เข็มโค้กคุณภาพสูงเป็นตัวเลือกแรก แต่ยังรวมถึงแอสฟัลต์สารยึดเกาะคุณภาพสูง แอสฟัลต์ตัวแทนการชุบด้วยแต่วัตถุดิบคุณภาพสูงเท่านั้น การขาดอุปกรณ์ เทคโนโลยี ปัจจัยการจัดการ และเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์ที่เกี่ยวข้อง ก็ไม่สามารถผลิต UHP คุณภาพสูง อิเล็กโทรดกราไฟท์ HP ได้

บทความนี้เน้นที่ลักษณะของโค้กเข็มคุณภาพสูงเพื่ออธิบายมุมมองส่วนบุคคล สำหรับผู้ผลิตโค้กเข็ม ผู้ผลิตอิเล็กโทรด สถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์เพื่อหารือ

แม้ว่าการผลิตเชิงอุตสาหกรรมของโค้กเข็มในจีนจะช้ากว่าการผลิตของผู้ประกอบการต่างประเทศ แต่ก็มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และเริ่มเป็นรูปเป็นร่างแล้วในแง่ของปริมาณการผลิตทั้งหมด โดยทั่วไปสามารถตอบสนองความต้องการของโค้กเข็มสำหรับอิเล็กโทรดกราไฟท์ UHP และ HP ที่ผลิตโดยผู้ประกอบการด้านคาร์บอนในประเทศอย่างไรก็ตาม คุณภาพของโค้กเข็มยังมีช่องว่างอยู่บ้างเมื่อเทียบกับบริษัทต่างชาติความผันผวนของประสิทธิภาพของแบทช์ส่งผลต่อความต้องการเข็มโค้กคุณภาพสูงในการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ UHP และ HP ขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่มีโค้กเข็มคุณภาพสูงที่สามารถตอบสนองการผลิตข้อต่ออิเล็กโทรดกราไฟท์ได้

ผู้ประกอบการคาร์บอนต่างประเทศที่ผลิตข้อมูลจำเพาะขนาดใหญ่ UHP อิเล็กโทรดกราไฟท์ HP มักจะเป็นตัวเลือกแรกของโค้กเข็มปิโตรเลียมคุณภาพสูงเป็นโค้กวัตถุดิบหลัก วิสาหกิจคาร์บอนญี่ปุ่นยังใช้โค้กเข็มถ่านหินบางชุดเป็นวัตถุดิบ แต่สำหรับ φ ต่อไปนี้ ข้อมูลจำเพาะ 600 มม. ของการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ปัจจุบัน โค้กเข็มในประเทศจีนส่วนใหญ่เป็นถ่านโค้กเข็มการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ UHP ขนาดใหญ่คุณภาพสูงโดยองค์กรคาร์บอนมักอาศัยโค้กเข็มชุดปิโตรเลียมที่นำเข้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตข้อต่อคุณภาพสูงกับโค้กเข็มชุดน้ำมัน Suishima ของญี่ปุ่นที่นำเข้าและโค้กเข็มชุดน้ำมัน HSP ของอังกฤษเป็นโค้กวัตถุดิบ

ปัจจุบัน โค้กเข็มที่ผลิตโดยองค์กรต่างๆ มักจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับดัชนีประสิทธิภาพเชิงพาณิชย์ของโค้กเข็มจากต่างประเทศโดยใช้ดัชนีประสิทธิภาพแบบเดิม เช่น ปริมาณเถ้า ความหนาแน่นที่แท้จริง ปริมาณกำมะถัน ปริมาณไนโตรเจน การกระจายขนาดอนุภาค ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน และอื่นๆ บน.อย่างไรก็ตาม ยังขาดการจัดประเภทเข็มโค้กในระดับต่าง ๆ เมื่อเทียบกับต่างประเทศดังนั้นการผลิตโค้กเข็มแบบเรียกขานสำหรับ “สินค้ารวม” จึงไม่สามารถสะท้อนเกรดของโค้กเข็มคุณภาพสูงระดับพรีเมียมได้

นอกเหนือจากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพตามปกติแล้ว ผู้ประกอบการด้านคาร์บอนควรให้ความสนใจกับลักษณะของโค้กแบบเข็ม เช่น การจำแนกค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) ความแรงของอนุภาค ระดับแอนไอโซโทรปี ข้อมูลการขยายตัวในสถานะที่ไม่ถูกยับยั้งและสถานะที่ถูกยับยั้ง และ ช่วงอุณหภูมิระหว่างการขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากคุณสมบัติทางความร้อนของโค้กเข็มมีความสำคัญมากต่อการควบคุมกระบวนการสร้างกราฟต์ในกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์ แน่นอน อิทธิพลของคุณสมบัติทางความร้อนของโค้กแอสฟัลต์ที่เกิดขึ้นหลังจากการคั่วของสารยึดเกาะและแอสฟัลต์ของสารทำให้ชุ่มนั้นไม่รวมอยู่ด้วย

1. การเปรียบเทียบแอนไอโซโทรปีของโค้กเข็ม

(A) ตัวอย่าง: ตัวอิเล็กโทรด UHP 500 มม. ของโรงงานคาร์บอนในประเทศ

โค้กเข็มวัตถุดิบ: เกรดเคมี LPC-U ใหม่ของญี่ปุ่น, อัตราส่วน: เกรด LPC-U 100%;วิเคราะห์: โรงงาน SGL Griesheim;ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพแสดงไว้ในตารางที่ 1

(B) ตัวอย่าง: ตัวอิเล็กโทรดขนาด φ 450 mmHP ของโรงงานคาร์บอนในประเทศโค้กเข็มวัตถุดิบ: โค้กเข็มน้ำมันโรงงานในประเทศ อัตราส่วน: 100%;การวิเคราะห์: โรงงานคาร์บอนซานตง Bazan;ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพแสดงไว้ในตารางที่ 2

ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบในตารางที่ 1 และตารางที่ 2 เกรด lPC-U ของโค้กแบบเข็มของมาตรการถ่านหินเคมีรายวันแบบใหม่มีคุณสมบัติทางความร้อนสูง ซึ่งค่า anisotropy ของ CTE มีค่าสูงถึง 3.61~4.55 และ แอนไอโซโทรปีของความต้านทานยังมีขนาดใหญ่ถึง 2.06~2.25นอกจากความต้านแรงดัดงอของโค้กเข็มปิโตรเลียมในประเทศยังดีกว่าโค้กเข็มวัดถ่านหินชนิด LPC-U ที่ใช้สารเคมีชนิดใหม่ทุกวันค่าของแอนไอโซโทรปีนั้นต่ำกว่าโค้กเข็มวัดถ่านหิน LPC-U เคมีรายวันแบบใหม่มาก

การผลิตอิเล็กโทรดกราไฟท์พลังงานสูงพิเศษการวิเคราะห์ประสิทธิภาพระดับแอนไอโซทรอปิกเป็นการประมาณคุณภาพของเข็มโค้กวัตถุดิบหรือไม่วิธีการวิเคราะห์ที่สำคัญขนาดของระดับของแอนไอโซโทรปีแน่นอนนอกจากนี้ยังมีอิทธิพลบางอย่างในกระบวนการผลิตอิเล็กโทรดระดับของ แอนไอโซโทรปีของไฟฟ้ามีประสิทธิภาพการช็อกจากความร้อนสูงมากกว่าระดับแอนไอโซโทรปีของกำลังเฉลี่ยของอิเล็กโทรดขนาดเล็กนั้นดี

ปัจจุบันการผลิตโค้กเข็มถ่านหินในจีนมีขนาดใหญ่กว่าโค้กเข็มปิโตรเลียมมากเนื่องจากต้นทุนวัตถุดิบและราคาของคาร์บอนสูงจึงเป็นเรื่องยากที่จะใช้โค้กเข็มในประเทศ 100% ในการผลิตอิเล็กโทรด UHP ในขณะที่เพิ่มสัดส่วนของโค้กปิโตรเลียมที่คำนวณและผงกราไฟท์เพื่อผลิตอิเล็กโทรดดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะประเมินแอนไอโซโทรปีของโค้กเข็มในประเทศ

2. คุณสมบัติเชิงเส้นและปริมาตรของโค้กเข็ม

ประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นและปริมาตรของโค้กเข็มสะท้อนให้เห็นเป็นหลักในกระบวนการกราไฟท์ที่ผลิตโดยอิเล็กโทรดด้วยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โค้กแบบเข็มจะมีการขยายตัวและการหดตัวเชิงเส้นและเชิงปริมาตรในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนในกระบวนการกราไฟท์ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นและปริมาตรของบิลเล็ตคั่วแบบอิเล็กโทรดในกระบวนการกราไฟท์สิ่งนี้ไม่เหมือนกันสำหรับการใช้คุณสมบัติที่แตกต่างกันของโค้กดิบ การเปลี่ยนแปลงของโค้กเข็มที่แตกต่างกันนอกจากนี้ ช่วงอุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นและปริมาตรของโค้กเข็มและโค้กปิโตรเลียมที่เผาด้วยเกรดต่างๆ ก็แตกต่างกันด้วยโดยการควบคุมคุณลักษณะของโค้กดิบนี้ให้เชี่ยวชาญเท่านั้น เราจึงจะควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตลำดับเคมีของกราไฟท์ได้ดียิ่งขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการสร้างกราฟต์แบบอนุกรม

ตารางที่ 3 แสดงการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นและปริมาตร และช่วงอุณหภูมิของโค้กเข็มปิโตรเลียมสามเกรดที่ผลิตโดย Conocophillips ในสหราชอาณาจักรการขยายตัวเชิงเส้นจะเกิดขึ้นก่อนเมื่อโค้กเข็มน้ำมันเริ่มร้อนขึ้น แต่อุณหภูมิที่จุดเริ่มต้นของการหดตัวเชิงเส้นมักจะล่าช้ากว่าอุณหภูมิการเผาสูงสุดจาก 1525 ℃ ถึง 1725 ℃ การขยายตัวเชิงเส้นเริ่มต้นขึ้น และช่วงอุณหภูมิของการหดตัวเชิงเส้นทั้งหมดจะแคบลง เพียง 200 ℃ช่วงอุณหภูมิของการหดตัวทั้งสายของโค้กปิโตรเลียมที่ล่าช้าแบบธรรมดานั้นใหญ่กว่าโค้กเข็มมาก และโค้กเข็มถ่านหินนั้นอยู่ระหว่างทั้งสอง ซึ่งใหญ่กว่าโค้กเข็มน้ำมันเล็กน้อยผลการทดสอบของสถาบันทดสอบเทคโนโลยีอุตสาหกรรมแห่งโอซาก้าในประเทศญี่ปุ่นแสดงให้เห็นว่ายิ่งประสิทธิภาพทางความร้อนของโค้กยิ่งแย่ลง ช่วงอุณหภูมิการหดตัวของเส้นยิ่งมากขึ้น ช่วงอุณหภูมิการหดตัวของเส้นสูงถึง 500 ~ 600 ℃ และจุดเริ่มต้นของอุณหภูมิการหดตัวของเส้นต่ำ ที่ 1150 ~ 1200 ℃เริ่มเกิดการหดตัวของเส้นซึ่งเป็นลักษณะของโค้กปิโตรเลียมธรรมดาที่ล่าช้า

ยิ่งคุณสมบัติทางความร้อนดีขึ้นและแอนไอโซโทรปีของโค้กเข็มยิ่งมากขึ้น ช่วงอุณหภูมิของการหดตัวเชิงเส้นยิ่งแคบลงโค้กเข็มน้ำมันคุณภาพสูงบางตัวเพียง 100 ~ 150 ℃ ช่วงอุณหภูมิการหดตัวเชิงเส้นเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับผู้ประกอบการด้านคาร์บอนในการเป็นแนวทางในการผลิตกระบวนการกราไฟท์หลังจากเข้าใจลักษณะของการขยายเชิงเส้น การหดตัวและการขยายตัวของโค้กวัตถุดิบต่างๆ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงของเสียคุณภาพที่ไม่จำเป็นบางอย่างที่เกิดจากการใช้โหมดประสบการณ์แบบดั้งเดิม

3 บทสรุป

ควบคุมลักษณะเฉพาะต่างๆ ของวัตถุดิบ เลือกการจับคู่อุปกรณ์ที่เหมาะสม การผสมผสานที่ดีของเทคโนโลยี และการจัดการองค์กรเป็นวิทยาศาสตร์และสมเหตุสมผลมากขึ้น ชุดของระบบกระบวนการทั้งหมดนี้มีการควบคุมอย่างแน่นหนาและมีเสถียรภาพ สามารถกล่าวได้ว่ามีพื้นฐานในการผลิตสูง- อิเล็กโทรดกราไฟท์กำลังสูงพิเศษคุณภาพสูง