Het energiebesparende principe van gegrafiteerde petroleumcokes ligt voornamelijk in de hoge zuiverheid, de hoge grafitisatiegraad en de uitstekende fysische eigenschappen. Deze eigenschappen verbeteren de koolstofabsorptie-efficiëntie aanzienlijk en verminderen de interferentie van onzuiverheden tijdens het staalproductieproces, waardoor het elektriciteitsverbruik daalt. Hieronder volgt een gedetailleerde analyse:
I. Hoge zuiverheid en lage onzuiverheden: vermindering van ineffectief energieverbruik
- Koolstofgehalte ≥ 98%, zwavelgehalte ≤ 0,05%. Gegrafiteerde petroleumcokes ondergaan een behandeling bij hoge temperaturen boven 2800 °C, waardoor onzuiverheden zoals zwavel en stikstof grondig worden verwijderd en een extreem hoge koolstofzuiverheid wordt bereikt. Tijdens de staalproductie kan de zeer zuivere koolstof direct door het gesmolten staal worden opgenomen, waardoor een afname van de koolstofopname door onzuiverheden wordt voorkomen (de opname van gewone koolstofadditieven bedraagt slechts 60%, terwijl die van gegrafiteerde petroleumcokes meer dan 90% kan bedragen). Dit betekent dat de benodigde hoeveelheid koolstofadditief per ton gesmolten staal wordt verminderd, waardoor het energieverbruik dat gepaard gaat met herhaalde toevoegingen van materiaal afneemt.
- Het verminderen van elektrode-oxidatie en slijtage van de ovenwand: Onzuiverheden (zoals zwavel) ontbinden en corroderen elektroden bij hoge temperaturen, wat leidt tot een kortere levensduur van de elektroden en frequente vervanging. De lage onzuiverheidsgraad van gegrafiteerde petroleumcokes vermindert de elektrode-oxidatie aanzienlijk, waardoor de levensduur van de elektroden wordt verlengd en het elektriciteitsverbruik indirect wordt verlaagd. Bovendien vermindert de lage onzuiverheidsgraad ook het warmteverlies door erosie van de ovenwand door onzuiverheden, wat de energie-efficiëntie verder verbetert.
II. Hoge mate van grafitisatie: optimalisatie van koolstofabsorptieprocessen
- Grafietkristalstructuur bevordert snelle fusie. De koolstofatomen in gegrafiteerde petroleumcokes hebben een perfecte grafietkristalstructuur gevormd, die naadloos kan smelten met ijzeratomen in het gesmolten staal, waardoor carbidesegregatie (d.w.z. ongelijkmatige verdeling van koolstofelementen) wordt voorkomen. Deze uniforme fusie vermindert het energieverbruik dat gepaard gaat met herhaalde verwarmingsaanpassingen die nodig zijn vanwege de ongelijkmatige koolstofverdeling in het gesmolten staal, wat resulteert in een besparing van ongeveer 50 kWh elektriciteitsverbruik per ton gesmolten staal.
- Lage elektrische weerstand vermindert energieverlies. De elektrische weerstand van gegrafiteerde petroleumcokes is aanzienlijk lager dan die van gewone petroleumcokes. Wanneer het als geleidend materiaal in elektrische vlamboogovens wordt gebruikt, biedt het een hogere efficiëntie bij de overdracht van elektrische energie, waardoor warmteverlies door weerstand wordt verminderd. Elektroden van gegrafiteerde petroleumcokes vertonen bijvoorbeeld een verbeterde efficiëntie bij de omzetting van elektrische energie in warmte-energie tijdens geleiding, wat het elektriciteitsverbruik per eenheid gesmolten staal verder verlaagt.
III. Geoptimaliseerde fysische eigenschappen: Verbetering van de warmteoverdrachtsefficiëntie
- Poreuze structuur verbetert adsorptie en warmteoverdracht. Na uitzetting bij hoge temperatuur vormt gegrafiteerde petroleumcokes een losse, poreuze, wormachtige structuur met een vergroot oppervlak en een verhoogde oppervlakte-energie. Deze structuur maakt snelle adsorptie van onzuiverheden in het gesmolten staal mogelijk en verbetert tegelijkertijd de efficiëntie van de warmteoverdracht. Dit resulteert in een gelijkmatigere en snellere verwarming van het gesmolten staal en een lager energieverbruik dat gepaard gaat met herhaaldelijk verwarmen als gevolg van plaatselijke oververhitting of onvoldoende verwarming.
- Korrelgrootteverdeling maakt nauwkeurige koolstofregeling mogelijk. Gegrafiteerde petroleumcokes kunnen, afhankelijk van de vereisten, tot verschillende korrelgroottes worden verwerkt (bijvoorbeeld grove deeltjes voor langdurige koolstoftoevoeging en fijn poeder voor snelle koolstofaanpassing). Tijdens het staalproductieproces berekenen intelligente doseersystemen automatisch de hoeveelheid toe te voegen koolstofadditief, bewaken 5G-sensoren in realtime de elektromagnetische eigenschappen van het gesmolten ijzer en regelen AI-algoritmen de dosering nauwkeurig op basis van voorspellingsmodellen voor koolstofequivalenten. Deze nauwkeurige koolstofregeling voorkomt energieverspilling door overmatige toevoeging en reduceert zo het elektriciteitsverbruik.
IV. Toepassingsvoorbeelden: Gegevens ter ondersteuning van energiebesparende effecten
- Praktische toepassing in een staalfabriek: Bij de staalproductie in een elektrische vlamboogoven leidde het gebruik van gegrafiteerde petroleumcokes als koolstofadditief tot een snelle stijging van het koolstofgehalte in het gesmolten staal, waarbij de koolstofabsorptiesnelheid opliep tot meer dan 90%. Tegelijkertijd daalde de frequentie van elektrodevervanging met 30% en het warmteverlies via de ovenwand met 20%. Uitgebreide berekeningen wijzen op een geschatte besparing van 50 kWh elektriciteitsverbruik per ton gesmolten staal.
- Productie van hogesnelheidstreinwielen: De hoge zuiverheid van de koolstof in gegrafiteerde petroleumcokes is toegepast bij de productie van hogesnelheidstreinwielen. Hierdoor wordt de impactkracht tussen de wielen die met 350 km/u rijden en de rails met 18% verminderd. Deze toepassing toont indirect het potentieel aan om het energieverbruik te verlagen door materiaaleigenschappen te optimaliseren.
Geplaatst op: 23 maart 2026