Il processo di produzione del materiale in carbonio è un'ingegneria di sistema strettamente controllata, la produzione di elettrodi di grafite, materiali speciali in carbonio, carbonio in alluminio, nuovi materiali in carbonio di fascia alta sono inseparabili dall'uso di materie prime, attrezzature, tecnologia, gestione di quattro fattori di produzione e relativi proprietari tecnologia.
Le materie prime sono i fattori chiave che determinano le caratteristiche di base dei materiali in carbonio e le prestazioni delle materie prime determinano le prestazioni dei materiali in carbonio fabbricati. Per la produzione di elettrodi di grafite UHP e HP la prima scelta è il coke ad aghi di alta qualità, ma anche l'asfalto legante e l'asfalto impregnante di alta qualità. Ma solo materie prime di alta qualità, la mancanza di attrezzature, tecnologia, fattori di gestione e relativa tecnologia proprietaria, non sono in grado di produrre elettrodi di grafite UHP e HP di alta qualità.
Questo articolo si concentra sulle caratteristiche del coke ad aghi di alta qualità per esporre alcune opinioni personali, per discutere i produttori di coke ad aghi, i produttori di elettrodi e gli istituti di ricerca scientifica.
Sebbene la produzione industriale di coke in Cina sia successiva a quella delle imprese straniere, negli ultimi anni si è sviluppata rapidamente e ha iniziato a prendere forma. In termini di volume di produzione totale, può sostanzialmente soddisfare la domanda di coke ad ago per elettrodi di grafite UHP e HP prodotti da imprese nazionali di carbonio. Tuttavia, c'è ancora un certo divario nella qualità del Needle Coke rispetto alle imprese straniere. La fluttuazione delle prestazioni dei lotti influisce sulla domanda di coke ad ago di alta qualità nella produzione di elettrodi di grafite UHP e HP di grandi dimensioni, in particolare non esiste coke ad ago per giunti di alta qualità in grado di soddisfare la produzione di giunti per elettrodi di grafite.
Le imprese di carbonio straniere che producono UHP di grandi dimensioni, l'elettrodo di grafite HP è spesso la prima scelta di coke di petrolio di alta qualità come principale coke di materia prima, le imprese giapponesi di carbonio utilizzano anche alcuni coke di ago di serie di carbone come materia prima, ma solo per i seguenti φ Specifica da 600 mm per la produzione di elettrodi di grafite. Allo stato attuale, il coke ad aghi in Cina è principalmente coke ad aghi della serie di carbone. La produzione di elettrodi di grafite UHP su larga scala di alta qualità da parte di imprese di carbonio spesso si basa su coke ad aghi della serie di petrolio importato, in particolare la produzione di giunti di alta qualità con coke ad aghi della serie di petrolio giapponese Suishima importato e coke ad aghi della serie di petrolio britannico HSP come coke di materia prima.
Allo stato attuale, il coke ad aghi prodotto da varie imprese viene solitamente confrontato con gli indici di prestazione commerciale del coke ad aghi straniero mediante indici di prestazione convenzionali, come contenuto di ceneri, densità effettiva, contenuto di zolfo, contenuto di azoto, distribuzione granulometrica, coefficiente di dilatazione termica e così via SU. Tuttavia, mancano ancora gradi diversi di classificazione del Needle Coke rispetto ai paesi esteri. Pertanto, la produzione di Needle Coke, colloquialmente anche per “beni unificati”, non può riflettere la qualità del Needle Coke di alta qualità.
Oltre al confronto convenzionale delle prestazioni, le imprese del carbonio dovrebbero prestare attenzione anche alla caratterizzazione del coke ad ago, come la classificazione del coefficiente di espansione termica (CTE), la resistenza delle particelle, il grado di anisotropia, i dati di espansione nello stato non inibito e nello stato inibito, e intervallo di temperatura tra espansione e contrazione. Poiché queste proprietà termiche del coke ad ago sono molto importanti per il controllo del processo di grafitizzazione nel processo di produzione dell'elettrodo di grafite, ovviamente, non è esclusa l'influenza delle proprietà termiche del coke di asfalto formato dopo la tostatura del legante e dell'agente impregnante dell'asfalto.
1. Confronto dell'anisotropia del coke ad ago
(A) Campione: corpo dell'elettrodo UHP da φ 500 mm di una fabbrica di carbonio domestica;
Coke ad ago come materia prima: nuovo grado chimico giapponese LPC-U, rapporto: 100% grado LPC-U; Analisi: stabilimento SGL Griesheim; Gli indicatori di prestazione sono mostrati nella Tabella 1.
(B) Campione: corpo dell'elettrodo φ 450 mmHP di una fabbrica di carbone domestica; Coke ad ago di materia prima: un coke ad ago di petrolio di fabbrica nazionale, rapporto: 100%; Analisi: Impianto di carbonio di Shandong Bazan; Gli indicatori di prestazione sono mostrati nella Tabella 2.
Come si può vedere dal confronto tra la Tabella 1 e la Tabella 2, il grado lPC-U del coke ad aghi delle nuove misure giornaliere del carbone chimico ha una grande anisotropia delle proprietà termiche, in cui l'anisotropia del CTE può raggiungere 3,61~4,55, e l'anisotropia del CTE può raggiungere 3,61~4,55. Anche l'anisotropia della resistività è elevata, raggiungendo 2,06~2,25. Inoltre, la resistenza alla flessione del coke di petrolio domestico è migliore di quella del nuovo coke di carbone chimico quotidiano di grado LPC-U. Il valore dell'anisotropia è molto inferiore a quello del nuovo coke ad ago per misurazione del carbone LPC-U del Daily Chemical.
L'analisi delle prestazioni del grado anisotropo della produzione di elettrodi di grafite ad altissima potenza è la stima della qualità della materia prima del coke ad ago o meno un metodo di analisi importante, la dimensione del grado di anisotropia, ovviamente, ha anche una certa influenza sul processo di produzione degli elettrodi, il grado di l'anisotropia dell'elettricità ha prestazioni di shock termico estremamente elevate rispetto al grado di anisotropia della potenza media del piccolo elettrodo è buona.
Allo stato attuale, la produzione di coke di carbone in Cina è molto maggiore di quella del coke di petrolio. A causa dell'elevato costo delle materie prime e del prezzo delle imprese di carbonio, è difficile utilizzare il coke domestico al 100% nella produzione di elettrodi UHP, aggiungendo allo stesso tempo una certa proporzione di coke di petrolio calcizzato e polvere di grafite per produrre l'elettrodo. Pertanto, è difficile valutare l’anisotropia del coke domestico.
2. Proprietà lineari e volumetriche del Needle Coke
Le prestazioni di cambiamento lineare e volumetrico del coke ad ago si riflettono principalmente nel processo di grafite prodotto dall'elettrodo. Con il cambiamento di temperatura, il coke ad ago subirà espansione e contrazione lineare e volumetrica durante il processo di riscaldamento del processo di grafite, che influisce direttamente sul cambiamento lineare e volumetrico della billetta arrostita con elettrodo nel processo di grafite. Ciò non è lo stesso per l'uso di diverse proprietà di coke grezzo, diversi gradi di coke ad ago cambiano. Inoltre, anche l'intervallo di temperatura delle variazioni lineari e di volume dei diversi gradi di coke ad ago e di coke di petrolio calcinato è diverso. Solo padroneggiando questa caratteristica del coke grezzo possiamo controllare e ottimizzare meglio la produzione della sequenza chimica della grafite. Ciò è particolarmente evidente nel processo di grafitizzazione in serie.
La tabella 3 mostra le variazioni lineari e di volume e gli intervalli di temperatura di tre gradi di coke di petrolio prodotto da Conocophillips nel Regno Unito. L'espansione lineare si verifica per prima quando il coke di petrolio inizia a riscaldarsi, ma la temperatura all'inizio della contrazione lineare solitamente è in ritardo rispetto alla temperatura massima di calcinazione. Da 1525℃ a 1725℃ inizia l'espansione lineare e l'intervallo di temperatura dell'intera contrazione lineare è ristretto, solo 200℃. L'intervallo di temperatura dell'intera linea di contrazione del coke di petrolio ritardato ordinario è molto più ampio di quello del coke ad ago, e il coke ad ago di carbone è tra i due, leggermente più grande del coke ad ago di petrolio. I risultati dei test dell'Osaka Industrial Technology Test Institute in Giappone mostrano che peggiori sono le prestazioni termiche del coke, maggiore è l'intervallo di temperature di restringimento della linea, fino a 500 ~ 600 ℃, e l'inizio della temperatura di restringimento della linea è basso , a 1150 ~ 1200 ℃ ha cominciato a verificarsi un restringimento della linea, che è anche la caratteristica del normale coke di petrolio ritardato.
Migliori sono le proprietà termiche e maggiore l'anisotropia del Needle Coke, più ristretto è l'intervallo di temperature di contrazione lineare. Alcuni coke di ago d'olio di alta qualità hanno solo un intervallo di temperatura di contrazione lineare di 100 ~ 150 ℃. È molto vantaggioso per le imprese del carbonio guidare la produzione del processo di grafitizzazione dopo aver compreso le caratteristiche di espansione lineare, contrazione e riespansione di varie materie prime coke, il che può evitare alcuni prodotti di scarto di qualità non necessari causati dall'utilizzo della modalità esperienziale tradizionale.
3 conclusione
Padroneggiare le varie caratteristiche delle materie prime, scegliere un abbinamento ragionevole delle attrezzature, una buona combinazione di tecnologia e la gestione aziendale è più scientifica e ragionevole, si può dire che questa serie di interi sistemi di processo strettamente controllati e stabili abbiano la base per produrre alta- elettrodo in grafite ad altissima potenza e alta potenza di qualità.
Orario di pubblicazione: 30 dicembre 2021