Proses produksi material karbon merupakan rekayasa sistem yang dikontrol secara ketat, produksi elektroda grafit, material karbon khusus, karbon aluminium, material karbon baru yang canggih tidak dapat dipisahkan dari penggunaan bahan baku, peralatan, teknologi, pengelolaan empat faktor produksi dan teknologi hak milik terkait.
Bahan baku merupakan faktor kunci yang menentukan karakteristik dasar bahan karbon, dan kinerja bahan baku menentukan kinerja bahan karbon yang diproduksi. Untuk produksi elektroda grafit UHP dan HP, kokas jarum berkualitas tinggi merupakan pilihan pertama, tetapi juga aspal pengikat dan aspal agen pengimpregasi berkualitas tinggi. Namun, hanya bahan baku berkualitas tinggi, kurangnya peralatan, teknologi, faktor manajemen, dan teknologi hak milik terkait, juga tidak dapat menghasilkan elektroda grafit UHP dan HP berkualitas tinggi.
Artikel ini berfokus pada karakteristik kokas jarum berkualitas tinggi untuk memaparkan beberapa pandangan pribadi, untuk produsen kokas jarum, produsen elektroda, dan lembaga penelitian ilmiah untuk berdiskusi.
Meskipun produksi industri kokas jarum di Tiongkok lebih lambat daripada produksi perusahaan asing, kokas jarum telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir dan telah mulai terbentuk. Dalam hal volume produksi total, kokas jarum pada dasarnya dapat memenuhi permintaan kokas jarum untuk elektroda grafit UHP dan HP yang diproduksi oleh perusahaan karbon dalam negeri. Namun, masih ada kesenjangan tertentu dalam kualitas kokas jarum dibandingkan dengan perusahaan asing. Fluktuasi kinerja batch memengaruhi permintaan kokas jarum berkualitas tinggi dalam produksi elektroda grafit UHP dan HP ukuran besar, terutama tidak ada kokas jarum sambungan berkualitas tinggi yang dapat memenuhi produksi sambungan elektroda grafit.
Perusahaan karbon asing yang memproduksi spesifikasi besar UHP, elektroda grafit HP sering kali menjadi pilihan pertama kokas jarum minyak bumi berkualitas tinggi sebagai bahan baku utama kokas, perusahaan karbon Jepang juga menggunakan beberapa kokas jarum seri batu bara sebagai bahan baku, tetapi hanya untuk spesifikasi produksi elektroda grafit φ 600 mm berikut. Saat ini, kokas jarum di Tiongkok sebagian besar adalah kokas jarum seri batu bara. Produksi elektroda grafit UHP skala besar berkualitas tinggi oleh perusahaan karbon sering kali bergantung pada kokas jarum seri minyak bumi impor, terutama produksi gabungan berkualitas tinggi dengan kokas jarum seri minyak Suishima Jepang impor dan kokas jarum seri minyak HSP Inggris sebagai bahan baku kokas.
Saat ini, kokas jarum yang diproduksi oleh berbagai perusahaan biasanya dibandingkan dengan indeks kinerja komersial kokas jarum asing dengan indeks kinerja konvensional, seperti kadar abu, kepadatan sebenarnya, kadar sulfur, kadar nitrogen, distribusi ukuran partikel, koefisien ekspansi termal, dan sebagainya. Namun, masih terdapat kekurangan berbagai tingkatan klasifikasi kokas jarum dibandingkan dengan negara-negara asing. Oleh karena itu, produksi kokas jarum secara sehari-hari juga untuk "barang terpadu", tidak dapat mencerminkan tingkatan kokas jarum premium berkualitas tinggi.
Selain perbandingan kinerja konvensional, perusahaan karbon juga harus memperhatikan karakterisasi kokas jarum, seperti klasifikasi koefisien ekspansi termal (CTE), kekuatan partikel, derajat anisotropi, data ekspansi dalam keadaan tidak terhambat dan keadaan terhambat, dan rentang suhu antara ekspansi dan kontraksi. Karena sifat termal kokas jarum ini sangat penting untuk pengendalian proses grafitasi dalam proses produksi elektroda grafit, tentu saja, pengaruh sifat termal kokas aspal yang terbentuk setelah pemanggangan aspal pengikat dan agen impregnasi tidak dikecualikan.
1. Perbandingan anisotropi jarum kokas
Analisis kinerja derajat anisotropik produksi elektroda grafit daya ultra tinggi merupakan estimasi kualitas bahan baku kokas jarum atau bukan metode analisis yang penting, ukuran derajat anisotropi, tentu saja, juga memiliki pengaruh tertentu pada proses produksi elektroda, derajat anisotropi listrik kinerja kejutan termal yang sangat ekstrem daripada derajat anisotropi daya rata-rata elektroda kecil itu bagus.
Saat ini, produksi kokas jarum batu bara di Tiongkok jauh lebih besar daripada kokas jarum minyak bumi. Karena tingginya biaya bahan baku dan harga perusahaan karbon, sulit untuk menggunakan 100% kokas jarum domestik dalam produksi elektroda UHP, sambil menambahkan proporsi tertentu kokas minyak bumi terkalsinasi dan bubuk grafit untuk memproduksi elektroda. Oleh karena itu, sulit untuk mengevaluasi anisotropi kokas jarum domestik.
2. Sifat linier dan volumetrik kokas jarum
Kinerja perubahan linear dan volumetrik dari kokas jarum terutama tercermin dalam proses grafit yang diproduksi oleh elektroda. Dengan perubahan suhu, kokas jarum akan mengalami ekspansi dan kontraksi linear dan volumetrik selama proses pemanasan proses grafit, yang secara langsung memengaruhi perubahan linear dan volumetrik billet panggang elektroda dalam proses grafit. Ini tidak sama untuk penggunaan sifat kokas mentah yang berbeda, perubahan kadar kokas jarum yang berbeda. Selain itu, kisaran suhu perubahan linear dan volume dari kadar kokas jarum dan kokas minyak bumi yang dikalsinasi yang berbeda juga berbeda. Hanya dengan menguasai karakteristik kokas mentah ini, kita dapat mengendalikan dan mengoptimalkan produksi urutan kimia grafit dengan lebih baik. Ini terutama terlihat dalam proses grafitasi seri.
Ekspansi linier terjadi pertama kali ketika kokas jarum minyak mulai memanas, tetapi suhu pada awal kontraksi linier biasanya tertinggal di belakang suhu kalsinasi maksimum. Dari 1525℃ hingga 1725℃, ekspansi linier dimulai, dan kisaran suhu seluruh kontraksi linier sempit, hanya 200℃. Kisaran suhu seluruh kontraksi garis kokas minyak bumi tertunda biasa jauh lebih besar daripada kokas jarum, dan kokas jarum batu bara berada di antara keduanya, sedikit lebih besar daripada kokas jarum minyak. Hasil pengujian Institut Uji Teknologi Industri Osaka di Jepang menunjukkan bahwa semakin buruk kinerja termal kokas, semakin besar kisaran suhu penyusutan garis, hingga kisaran suhu penyusutan garis 500 ~ 600℃, dan awal suhu penyusutan garis rendah, pada 1150 ~ 1200℃ mulai terjadi penyusutan garis, yang juga merupakan karakteristik kokas minyak bumi tertunda biasa.
Semakin baik sifat termal dan semakin besar anisotropi kokas jarum, semakin sempit kisaran suhu kontraksi linier. Beberapa kokas jarum minyak berkualitas tinggi hanya memiliki kisaran suhu kontraksi linier 100 ~ 150℃. Sangat bermanfaat bagi perusahaan karbon untuk memandu produksi proses grafitasi setelah memahami karakteristik ekspansi linier, kontraksi, dan reekspansi berbagai bahan baku kokas, yang dapat menghindari beberapa produk limbah kualitas yang tidak perlu yang disebabkan oleh penggunaan mode pengalaman tradisional.
Waktu posting: 08-Okt-2021