Proses produksi bahan karbon adalah rekayasa sistem yang dikontrol ketat, produksi elektroda grafit, bahan karbon khusus, karbon aluminium, bahan karbon kelas atas baru tidak dapat dipisahkan dari penggunaan bahan baku, peralatan, teknologi, pengelolaan empat faktor produksi dan kepemilikan terkait. teknologi.
Bahan mentah merupakan faktor kunci yang menentukan karakteristik dasar bahan karbon, dan kinerja bahan mentah menentukan kinerja bahan karbon yang diproduksi. Untuk produksi elektroda grafit UHP dan HP, kokas jarum berkualitas tinggi adalah pilihan pertama, tetapi juga aspal pengikat berkualitas tinggi, aspal bahan impregnasi. Tapi hanya bahan baku berkualitas tinggi, kurangnya peralatan, teknologi, faktor manajemen dan teknologi kepemilikan terkait, juga tidak mampu menghasilkan UHP berkualitas tinggi, elektroda grafit HP.
Artikel ini berfokus pada karakteristik kokas jarum berkualitas tinggi untuk menguraikan beberapa pandangan pribadi, untuk dibahas oleh produsen kokas jarum, produsen elektroda, lembaga penelitian ilmiah.
Meskipun produksi industri kokas jarum di Tiongkok lebih lambat dibandingkan produksi industri asing, produksi industri kokas jarum telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir dan mulai terbentuk. Dari segi total volume produksi, pada dasarnya dapat memenuhi permintaan kokas jarum untuk elektroda grafit UHP dan HP yang diproduksi oleh perusahaan karbon dalam negeri. Namun, masih terdapat kesenjangan tertentu dalam kualitas kokas jarum dibandingkan dengan perusahaan asing. Fluktuasi kinerja batch mempengaruhi 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 memproduksi UHP spesifikasi besar, elektroda grafit HP sering menjadi pilihan pertama kokas jarum minyak bumi berkualitas tinggi sebagai bahan baku utama kokas, perusahaan karbon Jepang juga menggunakan beberapa kokas jarum seri batubara sebagai bahan baku, tetapi hanya untuk yang berikut ini φ Spesifikasi produksi elektroda grafit 600 mm. Saat ini, kokas jarum di Tiongkok sebagian besar adalah kokas jarum seri batubara. Produksi elektroda grafit UHP skala besar berkualitas tinggi oleh perusahaan karbon sering kali bergantung pada kokas jarum seri minyak bumi yang diimpor, terutama produksi sambungan berkualitas tinggi dengan kokas jarum seri minyak Suishima Jepang yang diimpor 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, kandungan sulfur, kandungan nitrogen, distribusi ukuran partikel, koefisien muai panas, dan sebagainya. pada. Namun, masih terdapat kekurangan dalam perbedaan tingkatan klasifikasi kokas jarum dibandingkan dengan di luar negeri. Oleh karena itu, produksi kokas jarum, yang dalam bahasa sehari-hari juga disebut sebagai “barang terpadu”, tidak dapat mencerminkan kualitas kokas jarum premium yang berkualitas tinggi.
Selain perbandingan kinerja konvensional, perusahaan karbon juga harus memperhatikan karakterisasi kokas jarum, seperti klasifikasi koefisien muai panas (CTE), kekuatan partikel, derajat anisotropi, data muai dalam keadaan tidak terhambat dan keadaan terhambat, dan kisaran suhu antara ekspansi dan kontraksi. Karena sifat termal kokas jarum ini sangat penting untuk pengendalian proses grafitisasi dalam proses produksi elektroda grafit, tentu saja pengaruh sifat termal kokas aspal yang terbentuk setelah pemanggangan aspal bahan pengikat dan bahan impregnasi tidak dikecualikan.
1. Perbandingan anisotropi kokas jarum
(A) Contoh: badan elektroda UHP φ 500 mm dari pabrik karbon dalam negeri;
Kokas jarum bahan baku: Kelas LPC-U Kimia baru Jepang, rasio: kelas LPC-U 100%; Analisis: Pabrik SGL Griesheim; Indikator kinerja ditunjukkan pada Tabel 1.
(B) Contoh: badan elektroda φ 450 mmHP dari pabrik karbon dalam negeri; Kokas jarum bahan baku: kokas jarum minyak pabrik dalam negeri, rasio: 100%; Analisis: Pabrik Karbon Shandong Bazan; Indikator kinerja ditunjukkan pada Tabel 2.
Seperti dapat dilihat dari perbandingan Tabel 1 dan Tabel 2, kokas jarum tingkat lPC-U dari ukuran batubara kimia harian baru memiliki anisotropi sifat termal yang besar, di mana anisotropi CTE dapat mencapai 3,61~4,55, dan anisotropi resistivitasnya juga besar, mencapai 2,06~2,25. Selain itu, kekuatan lentur kokas jarum minyak bumi dalam negeri lebih baik dibandingkan dengan kokas jarum ukuran batubara kimia LPC-U harian yang baru. Nilai anisotropi jauh lebih rendah dibandingkan dengan kokas jarum ukuran batubara LPC-U kimia harian yang baru.
Analisis kinerja derajat anisotropik produksi elektroda grafit daya ultra tinggi adalah estimasi kualitas bahan baku kokas jarum atau bukan metode analisis yang penting, besar kecilnya derajat anisotropi tentunya juga mempunyai pengaruh tertentu terhadap proses produksi elektroda, derajatnya. anisotropi listrik kinerja guncangan termal yang sangat baik dibandingkan anisotropi tingkat daya rata-rata elektroda kecil yang baik.
Saat ini, produksi kokas jarum batubara di Tiongkok jauh lebih besar dibandingkan dengan produksi kokas jarum minyak bumi. Karena tingginya biaya bahan baku dan harga perusahaan karbon, sulit untuk menggunakan 100% kokas jarum dalam negeri dalam produksi elektroda UHP, sambil menambahkan sejumlah kokas minyak bumi terkalsifikasi dan bubuk grafit untuk menghasilkan elektroda. Oleh karena itu, sulit untuk mengevaluasi anisotropi kokas jarum dalam negeri.
2. Sifat linier dan volumetrik kokas jarum
Kinerja perubahan linier dan volumetrik kokas jarum terutama tercermin dalam proses grafit yang dihasilkan oleh elektroda. Dengan perubahan suhu, kokas jarum akan mengalami pemuaian dan kontraksi linier dan volumetrik selama proses pemanasan proses grafit, yang secara langsung mempengaruhi perubahan linier dan volumetrik billet panggang elektroda dalam proses grafit. Hal ini tidak sama untuk penggunaan sifat kokas mentah yang berbeda, kadar kokas jarum yang berbeda berubah. Selain itu, kisaran suhu perubahan linier dan volume berbagai tingkat kokas jarum dan kokas minyak terkalsinasi juga berbeda. Hanya dengan menguasai karakteristik kokas mentah ini kita dapat mengontrol dan mengoptimalkan produksi rangkaian kimia grafit dengan lebih baik. Hal ini terutama terlihat dalam proses grafitisasi seri.
Tabel 3 menunjukkan perubahan linier dan volume serta rentang suhu dari tiga tingkat kokas jarum minyak bumi yang diproduksi oleh Conocophillips di Inggris. Ekspansi linier terjadi pertama kali ketika kokas jarum minyak mulai memanas, namun 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 kontraksi seluruh lini kokas minyak bumi tertunda biasa jauh lebih besar daripada kokas jarum, dan kokas jarum batubara 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 saluran, hingga kisaran suhu penyusutan saluran 500 ~ 600℃, dan suhu awal penyusutan saluran rendah. , pada 1150 ~ 1200℃ mulai terjadi penyusutan saluran, 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 grafitisasi setelah memahami karakteristik ekspansi linier, kontraksi dan ekspansi ulang berbagai bahan baku kokas, yang dapat menghindari beberapa produk limbah berkualitas yang tidak perlu yang disebabkan oleh penggunaan mode pengalaman tradisional.
3 kesimpulan
Kuasai berbagai karakteristik bahan baku, pilih pencocokan peralatan yang masuk akal, kombinasi teknologi yang baik, dan manajemen perusahaan yang lebih ilmiah dan masuk akal, rangkaian sistem keseluruhan proses ini dikontrol dengan ketat dan stabil, dapat dikatakan memiliki dasar produksi yang tinggi. kualitas daya ultra-tinggi, elektroda grafit daya tinggi.
Waktu posting: 30 Des-2021