El procés de producció de material de carboni és una enginyeria de sistemes estrictament controlada. La producció d'elèctrodes de grafit, materials de carboni especials, carboni d'alumini i nous materials de carboni d'alta gamma són inseparables de l'ús de matèries primeres, equips, tecnologia, gestió de quatre factors de producció i tecnologia patentada relacionada.
Les matèries primeres són els factors clau que determinen les característiques bàsiques dels materials de carboni, i el rendiment de les matèries primeres determina el rendiment dels materials de carboni fabricats. Per a la producció d'elèctrodes de grafit UHP i HP, el coc d'agulla d'alta qualitat és la primera opció, però també l'asfalt aglutinant d'alta qualitat, l'asfalt com a agent d'impregnació. Però només les matèries primeres d'alta qualitat, la manca d'equips, tecnologia, factors de gestió i tecnologia patentada relacionada, tampoc permeten produir elèctrodes de grafit UHP i HP d'alta qualitat.
Aquest article se centra en les característiques del coc d'agulla d'alta qualitat per exposar algunes opinions personals, per a fabricants de coc d'agulla, fabricants d'elèctrodes i instituts de recerca científica per discutir.
Tot i que la producció industrial de coc d'agulla a la Xina és més tardana que la de les empreses estrangeres, s'ha desenvolupat ràpidament en els darrers anys i ha començat a prendre forma. Pel que fa al volum total de producció, bàsicament pot satisfer la demanda de coc d'agulla per a elèctrodes de grafit UHP i HP produïts per empreses de carboni nacionals. Tanmateix, encara hi ha una certa diferència en la qualitat del coc d'agulla en comparació amb les empreses estrangeres. La fluctuació del rendiment dels lots afecta la demanda de coc d'agulla d'alta qualitat en la producció d'elèctrodes de grafit UHP i HP de gran mida, especialment si no hi ha coc d'agulla d'unió d'alta qualitat que pugui satisfer la producció d'unió d'elèctrodes de grafit.
Les empreses de carboni estrangeres que produeixen elèctrodes de grafit UHP i HP de grans especificacions sovint són la primera opció de coc d'agulla de petroli d'alta qualitat com a principal matèria primera del coc. Les empreses de carboni japoneses també utilitzen coc d'agulla de sèrie de carbó com a matèria primera, però només per a la següent especificació de producció d'elèctrodes de grafit φ 600 mm. Actualment, el coc d'agulla a la Xina és principalment coc d'agulla de sèrie de carbó. La producció d'elèctrodes de grafit UHP a gran escala d'alta qualitat per part de les empreses de carboni sovint es basa en coc d'agulla de sèrie de petroli importat, especialment la producció de juntes d'alta qualitat amb coc d'agulla de sèrie de petroli Suishima importat japonès i coc d'agulla de sèrie de petroli HSP britànic com a matèria primera del coc.
Actualment, el coc d'agulla produït per diverses empreses se sol comparar amb els índexs de rendiment comercial del coc d'agulla estranger mitjançant índexs de rendiment convencionals, com ara el contingut de cendres, la densitat real, el contingut de sofre, el contingut de nitrogen, la distribució de la mida de les partícules, el coeficient d'expansió tèrmica, etc. Tanmateix, encara hi ha una manca de diferents graus de classificació del coc d'agulla en comparació amb els països estrangers. Per tant, la producció de coc d'agulla, també col·loquialment per a "béns unificats", no pot reflectir el grau de coc d'agulla premium d'alta qualitat.
A més de la comparació de rendiment convencional, les empreses de carboni també haurien de prestar atenció a la caracterització del coc d'agulla, com ara la classificació del coeficient d'expansió tèrmica (CTE), la resistència de les partícules, el grau d'anisotropia, les dades d'expansió en estat no inhibit i en estat inhibit, i el rang de temperatura entre l'expansió i la contracció. Com que aquestes propietats tèrmiques del coc d'agulla són molt importants per al control del procés de grafitització en el procés de producció de l'elèctrode de grafit, és clar que no s'exclou la influència de les propietats tèrmiques del coc d'asfalt format després de la torrada de l'aglutinant i l'agent d'impregnació de l'asfalt.
1. Comparació de l'anisotropia del coc d'agulla
L'anàlisi del rendiment del grau anisotròpic en la producció d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència és l'estimació de la qualitat de la matèria primera del coc d'agulla o no és un mètode d'anàlisi important. La mida del grau d'anisotropia, és clar, també té una certa influència en el procés de producció d'elèctrodes. El grau d'anisotropia de l'electricitat té un rendiment de xoc tèrmic extremadament bo que el grau d'anisotropia de la potència mitjana de l'elèctrode petit.
Actualment, la producció de coc d'agulles de carbó a la Xina és molt més gran que la de coc d'agulles de petroli. A causa de l'elevat cost de la matèria primera i del preu de les empreses de carboni, és difícil utilitzar coc d'agulles 100% nacional en la producció d'elèctrodes UHP, mentre s'afegeix una certa proporció de coc de petroli calcinat i pols de grafit per produir l'elèctrode. Per tant, és difícil avaluar l'anisotropia del coc d'agulles nacional.
2. Propietats lineals i volumètriques del coc d'agulla
El rendiment del canvi lineal i volumètric del coc d'agulla es reflecteix principalment en el procés de grafit produït per l'elèctrode. Amb el canvi de temperatura, el coc d'agulla experimentarà una expansió i contracció lineal i volumètrica durant el procés d'escalfament del procés de grafit, cosa que afecta directament el canvi lineal i volumètric del toll torrat de l'elèctrode en el procés de grafit. Això no és el mateix per a l'ús de diferents propietats del coc cru, diferents graus de canvis de coc d'agulla. A més, el rang de temperatura dels canvis lineals i volumètrics de diferents graus de coc d'agulla i coc de petroli calcinat també és diferent. Només dominant aquesta característica del coc cru podem controlar i optimitzar millor la producció de la seqüència química del grafit. Això és especialment evident en el procés de grafitització en sèrie.
L'expansió lineal es produeix primer quan el coc d'agulles de petroli comença a escalfar-se, però la temperatura al començament de la contracció lineal normalment és inferior a la temperatura màxima de calcinació. De 1525 ℃ a 1725 ℃, comença l'expansió lineal, i el rang de temperatura de tota la contracció lineal és estret, només 200 ℃. El rang de temperatura de tota la contracció lineal del coc de petroli retardat ordinari és molt més gran que el del coc d'agulles, i el coc d'agulles de carbó es troba entre els dos, lleugerament més gran que el coc d'agulles de petroli. Els resultats de les proves de l'Institut de Proves de Tecnologia Industrial d'Osaka al Japó mostren que com pitjor és el rendiment tèrmic del coc, més gran és el rang de temperatura de contracció lineal, fins a un rang de temperatura de contracció lineal de 500 ~ 600 ℃, i la temperatura inicial de contracció lineal és baixa, a 1150 ~ 1200 ℃ comença a produir-se la contracció lineal, que també és la característica del coc de petroli retardat ordinari.
Com millors siguin les propietats tèrmiques i com més gran sigui l'anisotropia del coc d'agulla, més estret serà el rang de temperatura de contracció lineal. Alguns cocs d'agulla de petroli d'alta qualitat només tenen un rang de temperatura de contracció lineal de 100 ~ 150 ℃. És molt beneficiós per a les empreses de carboni guiar la producció del procés de grafitització després d'entendre les característiques de l'expansió lineal, la contracció i la reexpansió de diverses matèries primeres de coc, cosa que pot evitar alguns productes de rebuig de qualitat innecessaris causats per l'ús del mode experiencial tradicional.
Data de publicació: 08-10-2021