Het productieproces van koolstofmaterialen is een strak gecontroleerd technisch systeem, de productie van grafietelektroden, speciale koolstofmaterialen, aluminiumkoolstof en nieuwe hoogwaardige koolstofmaterialen zijn onlosmakelijk verbonden met het gebruik van grondstoffen, apparatuur, technologie, beheer van vier productiefactoren en gerelateerde gepatenteerde technologie.
Grondstoffen zijn de belangrijkste factoren die de basiseigenschappen van koolstofmaterialen bepalen, en de prestaties van grondstoffen bepalen de prestaties van geproduceerde koolstofmaterialen. Voor de productie van UHP- en HP-grafietelektroden is hoogwaardige naaldcokes de eerste keuze, maar ook hoogwaardig bindmiddelasfalt en impregneermiddelasfalt. Echter, alleen hoogwaardige grondstoffen, en het gebrek aan apparatuur, technologie, managementfactoren en bijbehorende gepatenteerde technologie, maken het onmogelijk om hoogwaardige UHP- en HP-grafietelektroden te produceren.
In dit artikel wordt ingegaan op de kenmerken van naaldcokes van hoge kwaliteit om een aantal persoonlijke standpunten uiteen te zetten. Dit artikel is bedoeld voor fabrikanten van naaldcokes, fabrikanten van elektroden en wetenschappelijke onderzoeksinstituten.
Hoewel de industriële productie van naaldcokes in China later plaatsvindt dan die van buitenlandse bedrijven, heeft deze zich de afgelopen jaren snel ontwikkeld en vorm gekregen. Qua totale productievolume kan China in principe voldoen aan de vraag naar naaldcokes voor UHP- en HP-grafietelektroden die door binnenlandse koolstofbedrijven worden geproduceerd. Er is echter nog steeds een zekere kwaliteitsachterstand in naaldcokes ten opzichte van buitenlandse bedrijven. De fluctuerende batchprestaties beïnvloeden de vraag naar hoogwaardige naaldcokes bij de productie van grote UHP- en HP-grafietelektroden. Er is met name geen hoogwaardige naaldcokes voor verbindingen die geschikt zijn voor de productie van grafietelektrodeverbindingen.
Buitenlandse koolstofbedrijven die UHP-grafietelektroden met hoge specificaties produceren, zijn vaak de eerste keuze voor hoogwaardige naaldcokes uit petroleum als belangrijkste grondstof. Japanse koolstofbedrijven gebruiken ook naaldcokes uit steenkool als grondstof, maar alleen voor de volgende specificatie van φ 600 mm voor de productie van grafietelektroden. Momenteel bestaat de naaldcokes in China voornamelijk uit naaldcokes uit steenkool. De productie van hoogwaardige, grootschalige UHP-grafietelektroden door koolstofbedrijven is vaak afhankelijk van geïmporteerde naaldcokes uit petroleum, met name de productie van hoogwaardige verbindingen met geïmporteerde Japanse naaldcokes uit de Suishima-olie en Britse naaldcokes uit de HSP-olie als grondstof.
Momenteel wordt de naaldcokes die door verschillende bedrijven wordt geproduceerd, doorgaans vergeleken met de commerciële prestatie-indexen van buitenlandse naaldcokes aan de hand van conventionele prestatie-indexen, zoals asgehalte, werkelijke dichtheid, zwavelgehalte, stikstofgehalte, deeltjesgrootteverdeling, thermische uitzettingscoëfficiënt, enzovoort. Er is echter nog steeds een gebrek aan verschillende classificaties van naaldcokes in vergelijking met die in het buitenland. Daarom kan de productie van naaldcokes, in de volksmond ook wel "uniforme producten" genoemd, niet de kwaliteit van hoogwaardige premium naaldcokes weerspiegelen.
Naast conventionele prestatievergelijkingen moeten koolstofbedrijven ook aandacht besteden aan de karakterisering van naaldcokes, zoals de classificatie van thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE), deeltjessterkte, anisotropiegraad, uitzettingsgegevens in niet-geïnhibeerde en geïnhibeerde toestand, en het temperatuurbereik tussen uitzetting en krimp. Omdat deze thermische eigenschappen van naaldcokes zeer belangrijk zijn voor de beheersing van het grafitiseringsproces in het productieproces van grafietelektroden, is de invloed van de thermische eigenschappen van asfaltcokes die gevormd worden na het roosteren van bindmiddel en impregneermiddel voor asfalt uiteraard niet uitgesloten.
1. Vergelijking van de anisotropie van naaldcokes
Analyse van de anisotrope graad van prestaties bij de productie van ultrahoogvermogengrafietelektroden is de schatting van de kwaliteit van de naaldcokesgrondstof of niet, een belangrijke analysemethode. De grootte van de anisotropiegraad heeft natuurlijk ook een zekere invloed op het elektrodeproductieproces. De anisotropiegraad van elektriciteit is extreem goed voor thermische schokprestaties dan de anisotropiegraad van het gemiddelde vermogen van de kleine elektrode.
Momenteel is de productie van steenkoolnaaldcokes in China veel groter dan die van petroleumnaaldcokes. Vanwege de hoge grondstofkosten en de hoge prijs van koolstofbedrijven is het moeilijk om 100% Chinese naaldcokes te gebruiken bij de productie van UHP-elektroden, terwijl er een bepaald percentage gecalcineerde petroleumcokes en grafietpoeder aan de elektroden wordt toegevoegd. Daarom is het moeilijk om de anisotropie van Chinese naaldcokes te evalueren.
2. Lineaire en volumetrische eigenschappen van naaldcokes
De lineaire en volumetrische verandering van naaldcokes wordt voornamelijk weerspiegeld in het grafietproces dat door de elektrode wordt geproduceerd. Bij temperatuurverandering zal de naaldcokes lineaire en volumetrische uitzetting en krimp ondergaan tijdens het opwarmen van het grafietproces, wat direct van invloed is op de lineaire en volumetrische verandering van de elektrodegeroosterde staaf in het grafietproces. Dit geldt niet voor het gebruik van verschillende eigenschappen van ruwe cokes en verschillende kwaliteiten naaldcokes. Bovendien is het temperatuurbereik van lineaire en volumeveranderingen van verschillende kwaliteiten naaldcokes en gecalcineerde petroleumcokes ook verschillend. Alleen door deze eigenschap van ruwe cokes te beheersen, kunnen we de chemische sequentie van de productie van grafiet beter beheersen en optimaliseren. Dit is vooral duidelijk in het seriegrafitiseringsproces.
Lineaire expansie treedt eerst op wanneer olie-naaldcokes begint op te warmen, maar de temperatuur aan het begin van lineaire contractie blijft meestal achter bij de maximale calcinatietemperatuur. Van 1525℃ tot 1725℃ begint lineaire expansie en het temperatuurbereik van de gehele lineaire contractie is smal, slechts 200℃. Het temperatuurbereik van de gehele lijncontractie van de gewone vertraagde petroleumcokes is veel groter dan dat van de naaldcokes, en de steenkool-naaldcokes zit ertussenin, iets groter dan de olie-naaldcokes. De testresultaten van het Osaka Industrial Technology Test Institute in Japan tonen aan dat hoe slechter de thermische prestaties van cokes, hoe groter het lijnkrimptemperatuurbereik, tot 500 ~ 600℃ lijnkrimptemperatuurbereik, en het begin van de lijnkrimptemperatuur is laag, bij 1150 ~ 1200℃ begon lijnkrimp op te treden, wat ook de kenmerken zijn van gewone vertraagde petroleumcokes.
Hoe beter de thermische eigenschappen en hoe groter de anisotropie van naaldcokes, hoe smaller het temperatuurbereik van lineaire krimp. Sommige hoogwaardige olienaaldcokes hebben slechts een temperatuurbereik van 100 tot 150 °C voor lineaire krimp. Het is zeer nuttig voor koolstofbedrijven om de productie van grafitiseringsprocessen te begeleiden na inzicht in de kenmerken van lineaire uitzetting, krimp en heruitzetting van verschillende grondstoffen, cokes. Dit kan onnodige kwaliteitsafvalproducten voorkomen die ontstaan door het gebruik van de traditionele ervaringsmethode.
Plaatsingstijd: 08-10-2021