אלקטרודת גרפיט וקולה מחט

תהליך ייצור חומרי פחמן הוא הנדסת מערכת מבוקרת היטב, ייצור אלקטרודת גרפיט, חומרי פחמן מיוחדים, פחמן אלומיניום, חומרי פחמן מתקדמים חדשים אינם ניתנים להפרדה מהשימוש בחומרי גלם, ציוד, טכנולוגיה, ניהול של ארבעה גורמי ייצור וקנייניות קשורות טֶכנוֹלוֹגִיָה.

חומרי גלם הם גורמי המפתח הקובעים את המאפיינים הבסיסיים של חומרי פחמן, וביצועי חומרי הגלם קובעים את הביצועים של חומרי פחמן מיוצרים.לייצור אלקטרודות גרפיט UHP ו-HP, קוקה מחט באיכות גבוהה היא הבחירה הראשונה, אך גם אספלט קלסר איכותי, אספלט חומר הספגה.אבל רק חומרי גלם באיכות גבוהה, היעדר ציוד, טכנולוגיה, גורמי ניהול וטכנולוגיה קניינית קשורה, אינם מסוגלים גם לייצר אלקטרודת גרפיט UHP, HP באיכות גבוהה.

מאמר זה מתמקד במאפיינים של קולה מחט באיכות גבוהה כדי להסביר כמה דעות אישיות, עבור יצרני קולה מחטים, יצרני אלקטרודות, מכוני מחקר מדעיים.

למרות שהייצור התעשייתי של קולה מחט בסין מאוחר יותר מזה של מפעלים זרים, הוא התפתח במהירות בשנים האחרונות והחל להתגבש.במונחים של נפח הייצור הכולל, זה בעצם יכול לענות על הביקוש של קוקה מחט עבור אלקטרודות גרפיט UHP ו-HP המיוצרות על ידי מפעלי פחמן מקומיים.עם זאת, עדיין יש פער מסוים באיכות קוקה מחט בהשוואה למפעלים זרים.התנודתיות בביצועי האצווה משפיעה על הביקוש לקוקס מחט באיכות גבוהה בייצור אלקטרודת גרפיט UHP ו-HP בגודל גדול, במיוחד אין קוק של מחט משותפת איכותית שיכולה לענות על ייצור מפרק אלקטרודות גרפיט.

מפעלי פחמן זרים המייצרים מפרטים גדולים UHP, אלקטרודת גרפיט HP היא לעתים קרובות הבחירה הראשונה של קוקה מחט נפט איכותית כחומר הגלם העיקרי של קוק, מפעלי פחמן יפניים משתמשים גם בכמה קולות מחטי פחם כחומר גלם, אך רק עבור φ הבאות מפרט 600 מ"מ של ייצור אלקטרודות גרפיט.נכון לעכשיו, קוקס המחט בסין הוא בעיקר קולה מחט מסדרת פחם.הייצור של אלקטרודת גרפיט UHP בקנה מידה גדול באיכות גבוהה על ידי מפעלי פחמן מסתמך לעתים קרובות על מחט קוקה מיובאת מסדרת נפט, במיוחד ייצור של חיבורים באיכות גבוהה עם מחט קוקה יפנית מסדרת שמן Suishima וקולה מסדרת שמן HSP הבריטית כקולה לחומר גלם.

נכון לעכשיו, הקוקס מחט המיוצר על ידי ארגונים שונים מושווה בדרך כלל למדדי הביצועים המסחריים של קוק מחט זרה על ידי מדדי ביצועים קונבנציונליים, כגון תכולת אפר, צפיפות אמיתית, תכולת גופרית, תכולת חנקן, התפלגות גודל החלקיקים, מקדם התפשטות תרמית וכן הלאה. עַל.עם זאת, עדיין קיים חוסר בדרגות שונות של סיווג קולה מחט בהשוואה למדינות זרות.לכן, ייצור של קולה מחט באופן עממי גם עבור "סחורה מאוחדת", אינו יכול לשקף את דרגת הקוקס מחט איכותית.

בנוסף להשוואת ביצועים קונבנציונלית, על מפעלי פחמן לשים לב גם לאפיון של קוקה מחט, כגון סיווג מקדם ההתפשטות התרמית (CTE), חוזק החלקיקים, דרגת האניזוטרופיה, נתוני ההתפשטות במצב לא מעוכב ובמצב מעוכב, וכן טווח טמפרטורה בין התפשטות לכיווץ.מכיוון שתכונות תרמיות אלו של קוקס מחט חשובות מאוד לבקרת תהליך הגרפיטיזציה בתהליך הייצור של אלקטרודת גרפיט, כמובן, לא נשללת השפעת התכונות התרמיות של קוק אספלט שנוצר לאחר צלייה של אספלט קלסר וחומר הספגה.

1. השוואה של אניזוטרופיה של קוקה מחט

(א) דוגמה: גוף אלקטרודה UHP φ 500 מ"מ של מפעל פחמן ביתי;

קולה מחט חומר גלם: יפני חדש כימי LPC-U כיתה, יחס: 100%LPC-U כיתה;ניתוח: מפעל SGL Griesheim;מדדי ביצועים מוצגים בטבלה 1.

(ב) דוגמה: גוף אלקטרודה φ 450 mmHP של מפעל פחמן ביתי;קוקה מחט חומר גלם: קוקה מחט שמן מפעל ביתי, יחס: 100%;ניתוח: מפעל פחמן שאנדונג באזן;מדדי ביצועים מוצגים בטבלה 2.

כפי שניתן לראות מהשוואה של טבלה 1 וטבלה 2, לדרגת ה-lPC-U של קוקה מחט של מדדי פחם כימיים חדשים יש אנזוטרופיה גדולה של תכונות תרמיות, שבה האניזוטרופיה של CTE יכולה להגיע ל-3.61~4.55, וה- גם אניזוטרופיה של התנגדות גדולה, ומגיעה ל-2.06~2.25.חוץ מזה חוזק הכיפוף של קולה מחט נפט ביתי טוב יותר מזה של קולה מחט כימי חדש מדי LPC-U בדרגת פחם.הערך של אנזוטרופיה נמוך בהרבה מזה של קולה מחט מדי יום כימי חדש LPC-U מדידת פחם.

ייצור אלקטרודות גרפיט בעל הספק גבוה במיוחד ניתוח ביצועים תואר אנזוטרופי הוא הערכת איכות חומר הגלם מחט או לא שיטת ניתוח חשובה, לגודל מידת האניזוטרופיה, כמובן, יש השפעה מסוימת על תהליך ייצור האלקטרודות, מידת אניסוטרופיה של חשמל ביצועי הלם תרמיים טובים יותר ממידת האניזוטרופיה של ההספק הממוצע של האלקטרודה הקטנה.

נכון לעכשיו, הייצור של קוק מחט פחם בסין גדול בהרבה מזה של קוק מחט נפט.בשל עלות חומרי הגלם והמחיר הגבוהים של מפעלי פחמן, קשה להשתמש ב-100% קוק מחט ביתי בייצור אלקטרודת UHP, תוך הוספת חלק מסוים של קולה נפט מחושך ואבקת גרפיט לייצור אלקטרודה.לכן, קשה להעריך את האניזוטרופיה של קוקה מחט ביתית.

2. תכונות ליניאריות ונפחיות של קולה מחט

ביצועי השינוי הליניארי והנפחי של קוקה מחט באים לידי ביטוי בעיקר בתהליך הגרפיט המיוצר על ידי האלקטרודה.עם שינוי הטמפרטורה, הקוקס המחט יעבור התפשטות והתכווצות ליניארית ונפחית במהלך תהליך התחממות תהליך הגרפיט, מה שמשפיע ישירות על השינוי הליניארי והנפחי של הבילט הקלוי באלקטרודה בתהליך הגרפיט.זה לא זהה לשימוש במאפיינים שונים של קולה גולמי, דרגות שונות של קולה מחט משתנה.יתר על כן, טווח הטמפרטורות של שינויים ליניאריים ונפחים של דרגות שונות של קוקס מחט וקולה נפט מבושל שונה גם הוא.רק על ידי שליטה בתכונה זו של קולה גולמי נוכל לשלוט טוב יותר ולמטב את הייצור של רצף כימי גרפיט.זה בולט במיוחד בתהליך הגרפיטיזציה הסדרתית.

טבלה 3 מציגה את השינויים הליניאריים והנפחים וטווחי הטמפרטורה של שלוש דרגות קוק של מחט נפט המיוצר על ידי Conocophillips בבריטניה.התפשטות ליניארית מתרחשת תחילה כאשר קוקה מחט השמן מתחילה להתחמם, אך הטמפרטורה בתחילת ההתכווצות הליניארית בדרך כלל מפגרת אחרי טמפרטורת ההסתייד המרבית.מ-1525℃ עד 1725℃, מתחילה התפשטות ליניארית, וטווח הטמפרטורות של כל ההתכווצות הליניארית צר, רק 200℃.טווח הטמפרטורות של התכווצות כל הקו של קוקה נפט מושהה רגילה גדול בהרבה מזה של קוק המחט, והקוק מחט הפחם נמצא בין השניים, מעט גדול יותר מקוקס מחט השמן.תוצאות הבדיקה של מכון הבדיקה לטכנולוגיה תעשייתית של אוסקה ביפן מראות שככל שהביצועים התרמיים של קולה גרועים יותר, כך טווח טמפרטורת ההתכווצות של הקו גדול יותר, עד טווח טמפרטורת התכווצות הקו של 500 ~ 600℃, ותחילת טמפרטורת ההתכווצות של הקו נמוכה. , ב 1150 ~ 1200 ℃ החלה להתרחש כיווץ קו, שהוא גם המאפיינים של קוק נפט מושהה רגיל.

ככל שהתכונות התרמיות טובות יותר וככל שהאניזוטרופיה של קוקה מחט גדולה יותר, כך טווח הטמפרטורות של התכווצות ליניארית צר יותר.קצת קוקה מחט שמן באיכות גבוהה רק 100 ~ 150 ℃ טווח טמפרטורות התכווצות ליניארית.זה מאוד מועיל עבור מפעלי פחמן להנחות את ייצור תהליך הגרפיטיזציה לאחר הבנת המאפיינים של התרחבות ליניארית, התכווצות והתרחבות מחדש של חומרי גלם קוקים שונים, מה שיכול למנוע כמה מוצרי פסולת איכותיים מיותרים הנגרמים על ידי שימוש במצב חוויתי מסורתי.

3 מסקנה

שלטו במאפיינים השונים של חומרי גלם, בחרו בהתאמת ציוד סבירה, שילוב טוב של טכנולוגיה, וניהול הארגון מדעי והגיוני יותר, ניתן לומר שסדרה זו של מערכת תהליכית שלמה מבוקרת באופן הדוק ויציבה, היא בעלת בסיס לייצור גבוה אלקטרודת גרפיט איכותית במיוחד עם הספק גבוה.