A szénanyag-gyártási folyamat szigorúan ellenőrzött rendszermérnöki folyamat, a grafitelektróda, a speciális szénanyagok, az alumínium-karbon és az új, csúcskategóriás szénanyagok gyártása elválaszthatatlan a nyersanyagok, a berendezések, a technológia, a négy termelési tényező irányítása és a kapcsolódó szabadalmaztatott technológia felhasználásától.
A nyersanyagok kulcsfontosságú tényezők, amelyek meghatározzák a széntartalmú anyagok alapvető jellemzőit, és a nyersanyagok teljesítménye határozza meg a gyártott széntartalmú anyagok teljesítményét. Az UHP és HP grafitelektródák gyártásához a kiváló minőségű tűkoksz az elsődleges választás, de a kiváló minőségű kötőanyagú aszfalt és az impregnálószerként használt aszfalt is megfelelő. De a kiváló minőségű nyersanyagok, a berendezések, a technológia, az irányítási tényezők és a kapcsolódó szabadalmaztatott technológia hiánya miatt sem lehet kiváló minőségű UHP és HP grafitelektródákat előállítani.
Ez a cikk a kiváló minőségű tűkoksz jellemzőire összpontosít, hogy néhány személyes nézetet fejtsen ki a tűkoksz gyártók, az elektródagyártók és a tudományos kutatóintézetek számára.
Bár a tűkoksz ipari termelése Kínában később kezdődött, mint a külföldi vállalatoknál, az utóbbi években gyorsan fejlődött és formát öltött. A teljes termelési volumen tekintetében alapvetően ki tudja elégíteni a hazai szénipari vállalatok által gyártott UHP és HP grafitelektródák tűkoksz iránti keresletét. A tűkoksz minőségében azonban még mindig van bizonyos eltérés a külföldi vállalatokhoz képest. A gyártási tételek teljesítményének ingadozása befolyásolja a kiváló minőségű tűkoksz iránti keresletet a nagyméretű UHP és HP grafitelektródák gyártása során, különösen nincs olyan kiváló minőségű illesztési tűkoksz, amely kielégítené a grafitelektróda illesztésének gyártási igényeit.
A külföldi széngyártó vállalatok nagy specifikációjú UHP, HP grafitelektródákat gyártanak, amelyek gyakran az elsődleges választás a kiváló minőségű kőolaj tűkoksz fő nyersanyagaként. A japán széngyártó vállalatok szintén használnak szén sorozatú tűkokszot nyersanyagként, de csak a következő φ 600 mm-es grafitelektróda-specifikációjú gyártáshoz. Jelenleg Kínában a tűkoksz főként szén sorozatú tűkoksz. A széngyártó vállalatok által gyártott, kiváló minőségű, nagyméretű UHP grafitelektródák gyakran importált kőolaj sorozatú tűkokszra támaszkodnak, különösen a kiváló minőségű illesztések esetében, amelyek alapanyaga importált japán Suishima olaj sorozatú tűkoksz és brit HSP olaj sorozatú tűkoksz.
Jelenleg a különböző vállalatok által előállított tűkokszot általában a külföldi tűkoksz kereskedelmi teljesítménymutatóival hasonlítják össze hagyományos teljesítménymutatók, például hamutartalom, valódi sűrűség, kéntartalom, nitrogéntartalom, szemcseméret-eloszlás, hőtágulási együttható stb. alapján. A tűkoksz külföldi országokhoz képest azonban még mindig hiányoznak a különböző osztályozási fokozatok. Ezért a tűkoksz köznyelvben „egységes áruként” történő előállítása nem tükrözheti a kiváló minőségű prémium tűkoksz minőségét.
A hagyományos teljesítmény-összehasonlítás mellett a szénipari vállalatoknak figyelmet kell fordítaniuk a tűkoksz jellemzésére is, mint például a hőtágulási együttható (CTE) osztályozása, a részecske szilárdsága, az anizotrópia mértéke, a nem gátolt és gátolt állapotban mért tágulási adatok, valamint a tágulás és összehúzódás közötti hőmérséklet-tartomány. Mivel a tűkoksz ezen termikus tulajdonságai nagyon fontosak a grafitképződési folyamat szabályozása szempontjából a grafitelektróda gyártási folyamatában, természetesen a kötőanyag és az impregnáló aszfalt pörkölése után képződő aszfaltkoksz termikus tulajdonságainak hatása sem zárható ki.
1. A tűkoksz anizotrópiájának összehasonlítása
(A) Minta: φ 500 mm-es UHP elektródatest egy hazai széngyárból;
Tűkoksz alapanyag: Japán új vegyipari LPC-U minőség, arány: 100% LPC-U minőség; Elemzés: SGL Griesheim üzem; A teljesítménymutatókat az 1. táblázat mutatja.
(B) Minta: φ 450 mmHP elektródatest egy hazai széngyárból; Nyersanyag tűkoksz: hazai gyári olaj tűkoksz, arány: 100%; Elemzés: Shandong Bazan széngyár; A teljesítménymutatókat a 2. táblázat mutatja.
Amint az az 1. és 2. táblázat összehasonlításából látható, az új napi kémiai szénmérések lPC-U minőségű tűkokszának nagy anizotrópiája van a termikus tulajdonságokban, amelyben a hőtágulási együttható (CTE) anizotrópiája elérheti a 3,61~4,55 értéket, az ellenállás anizotrópiája pedig szintén nagy, elérve a 2,06~2,25 értéket. Ezenkívül a hazai kőolaj tűkoksz hajlítószilárdsága jobb, mint az új napi kémiai LPC-U minőségű szénmérő tűkokszé. Az anizotrópia értéke jóval alacsonyabb, mint az új napi kémiai LPC-U szénmérő tűkokszé.
Az ultra nagy teljesítményű grafitelektróda anizotrópiájának foka a tűkoksz alapanyagának minőségének becslésére szolgál, ami nem fontos elemzési módszer. Természetesen az anizotrópia foka is befolyásolja az elektróda gyártási folyamatát. Az elektromos áram anizotrópiájának foka rendkívül jó hősokk teljesítményt nyújt, mint a kis elektróda átlagos teljesítményének anizotrópiájának foka.
Jelenleg Kínában a szén tűkoksz termelése sokkal nagyobb, mint a kőolaj tűkokszé. A magas nyersanyagköltségek és a szén-dioxid-kitermelő vállalatok ára miatt nehéz 100%-ban hazai tűkokszt használni az UHP elektróda gyártásához, miközben bizonyos arányban kalcinált kőolajkokszt és grafitport adnak hozzá az elektróda előállításához. Ezért nehéz felmérni a hazai tűkoksz anizotrópiáját.
2. A tűkoksz lineáris és volumetrikus tulajdonságai
A tűkoksz lineáris és térfogati változásának teljesítménye főként az elektróda által előállított grafitfolyamatban tükröződik. A hőmérséklet változásával a tűkoksz lineáris és térfogati tágulását és összehúzódását okozza a grafitfolyamat felmelegedése során, ami közvetlenül befolyásolja az elektróda pörkölt tuskójának lineáris és térfogati változását a grafitfolyamatban. Ez nem igaz a nyers koksz különböző tulajdonságainak és a tűkoksz különböző minőségeinek változásaira. Ezenkívül a tűkoksz és a kalcinált petrolkoksz különböző minőségeinek lineáris és térfogati változásainak hőmérsékleti tartománya is eltérő. Csak a nyers koksz ezen tulajdonságának elsajátításával tudjuk jobban szabályozni és optimalizálni a grafit kémiai sorrendjének előállítását. Ez különösen a sorozatgrafitizálási folyamatban nyilvánvaló.
A 3. táblázat a Conocophillips által az Egyesült Királyságban gyártott háromféle kőolaj tűkoksz lineáris és térfogati változásait, valamint hőmérséklet-tartományait mutatja. A lineáris expanzió akkor következik be először, amikor az olaj tűkoksz melegedni kezd, de a lineáris összehúzódás kezdeti hőmérséklete általában elmarad a maximális kalcinálási hőmérséklettől. 1525 ℃ és 1725 ℃ között megkezdődik a lineáris expanzió, és a teljes lineáris összehúzódás hőmérséklet-tartománya szűk, mindössze 200 ℃. A hagyományos késleltetett kőolajkoksz teljes vonali összehúzódásának hőmérséklet-tartománya sokkal nagyobb, mint a tűkokszé, a szén tűkoksz pedig a kettő között helyezkedik el, valamivel nagyobb, mint az olaj tűkokszé. A japán Oszakai Ipari Technológiai Tesztintézet teszteredményei azt mutatják, hogy minél rosszabb a koksz hőteljesítménye, annál nagyobb a vonalzsugorodási hőmérséklet-tartomány, akár 500 ~ 600 ℃ vonalzsugorodási hőmérséklet-tartományig, és a vonalzsugorodás kezdeti hőmérséklete alacsony, 1150 ~ 1200 ℃-on kezdődik a vonalzsugorodás, ami a hagyományos késleltetett petrolkoksz jellemzője is.
Minél jobbak a tűkoksz termikus tulajdonságai és minél nagyobb az anizotrópiája, annál szűkebb a lineáris összehúzódás hőmérsékleti tartománya. Egyes kiváló minőségű olajtűkokszok csak 100 ~ 150 ℃ lineáris összehúzódási hőmérsékleti tartományban képződnek. A szén-dioxid-ipari vállalatok számára nagyon előnyös, ha a különböző nyersanyagok kokszának lineáris tágulási, összehúzódási és újratágulási jellemzőinek megértése után irányítják a grafitizációs folyamat gyártását, ami elkerülheti a hagyományos tapasztalati mód használata által okozott felesleges minőségi hulladékokat.
3. következtetés
Sajátítsa el a nyersanyagok különböző jellemzőit, válassza ki az ésszerű berendezések megfelelőségét, a technológia jó kombinációját, és a vállalatirányítás tudományosabb és ésszerűbb, ez a teljes folyamatrendszer szigorúan ellenőrzött és stabil sorozata, amelyről elmondható, hogy alapja a kiváló minőségű, ultra nagy teljesítményű, nagy teljesítményű grafitelektróda előállításának.
Közzététel ideje: 2021. dec. 30.