El procés de producció de material de carboni és una enginyeria de sistemes estretament controlada, producció d'elèctrode de grafit, materials especials de carboni, carboni d'alumini, nous materials de carboni de gamma alta són inseparables de l'ús de matèries primeres, equips, tecnologia, gestió de quatre factors de producció i propietats relacionades. tecnologia.
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 d'agent impregnant.Però només matèries primeres d'alta qualitat, la manca d'equips, tecnologia, factors de gestió i tecnologia patentada relacionada, tampoc és capaç de produir un elèctrode de grafit HP UHP d'alta qualitat.
Aquest article se centra en les característiques del coc d'agulla d'alta qualitat per exposar algunes opinions personals, per als fabricants de coc d'agulla, fabricants d'elèctrodes i instituts d'investigació científica per discutir.
Tot i que la producció industrial de coc d'agulla a la Xina és posterior a la de les empreses estrangeres, s'ha desenvolupat ràpidament en els últims anys i ha començat a prendre forma.Pel que fa al volum de producció total, bàsicament pot satisfer la demanda de coc d'agulla per a elèctrodes de grafit UHP i HP produïts per empreses nacionals de carboni.No obstant això, encara hi ha una certa bretxa en la qualitat del coc d'agulla en comparació amb les empreses estrangeres.La fluctuació del rendiment del lot afecta la demanda de coc d'agulla d'alta qualitat en la producció d'elèctrodes de grafit UHP i HP de gran mida, especialment no hi ha coc d'agulla d'alta qualitat que pugui satisfer la producció d'unió d'elèctrodes de grafit.
Empreses de carboni estrangeres que produeixen grans especificacions UHP, l'elèctrode de grafit HP és sovint la primera opció de coc d'agulla de petroli d'alta qualitat com a principal matèria primera coc, les empreses de carboni japoneses també utilitzen alguns coc d'agulla de sèrie de carbó com a matèria primera, però només per a la següent φ Especificació de 600 mm de producció d'elèctrodes de grafit.Actualment, el coc d'agulla a la Xina és principalment el coc d'agulla de la 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 el coc d'agulla de la sèrie de petroli importat, especialment la producció d'un conjunt d'alta qualitat amb el coc d'agulla de la sèrie d'oli Suishima japonès importat i el coc d'agulla de la sèrie d'oli britànic HSP com a matèria primera 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. activat.Tanmateix, encara hi ha una manca de diferents graus de classificació de coc d'agulla en comparació amb països estrangers.Per tant, la producció de coc d'agulla col·loquialment també per a "productes unificats", no pot reflectir el grau de coc d'agulla 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 força de les partícules, el grau d'anisotropia, les dades d'expansió en estat no inhibit i estat inhibit, i interval de temperatura entre la dilatació 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, per descomptat, no s'exclou la influència de les propietats tèrmiques del coc d'asfalt format després de la torrat de l'asfalt aglutinant i l'agent impregnant.
1. Comparació de l'anisotropia del coc d'agulla
(A) Mostra: cos d'elèctrode UHP de φ 500 mm d'una fàbrica de carboni domèstica;
Coc d'agulla de matèria primera: nou grau químic japonès LPC-U, relació: grau 100% LPC-U;Anàlisi: planta de SGL Griesheim;Els indicadors de rendiment es mostren a la taula 1.
(B) Mostra: cos d'elèctrode φ 450 mmHP d'una fàbrica domèstica de carboni;Coc d'agulla de matèria primera: coc d'agulla d'oli de fàbrica nacional, proporció: 100%;Anàlisi: Planta de Carboni de Shandong Bazan;Els indicadors de rendiment es mostren a la taula 2.
Com es pot veure a partir de la comparació de la taula 1 i la taula 2, el grau lPC-U de coc d'agulla de les noves mesures diàries de carbó químic té una gran anisotropia de propietats tèrmiques, en la qual l'anisotropia de CTE pot arribar a 3,61 ~ 4,55, i la L'anisotropia de la resistivitat també és gran, arribant a 2,06 ~ 2,25.A més, la resistència a la flexió del coc d'agulla de petroli domèstic és millor que la del nou coc d'agulla de mesura de carbó de grau LPC-U químic diari.El valor de l'anisotropia és molt inferior al del nou coc d'agulla de mesura de carbó LPC-U diari.
L'anàlisi del rendiment d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència és l'estimació de la qualitat de la matèria primera de coc d'agulla o no és un mètode d'anàlisi important, la mida del grau d'anisotropia, per descomptat, també té una certa influència en el procés de producció d'elèctrodes, el grau de L'anisotropia de l'electricitat és un rendiment extremadament de xoc tèrmic que el grau d'anisotropia de la potència mitjana de l'elèctrode petit és bo.
Actualment, la producció de coc d'agulla de carbó a la Xina és molt més gran que la de coc d'agulla de petroli.A causa de l'elevat cost de la matèria primera i el preu de les empreses de carboni, és difícil utilitzar coc d'agulla 100% nacional en la producció d'elèctrode UHP, alhora que 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'agulla domèstic.
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, que afecta directament el canvi lineal i volumètric de la palangana torrada de l'elèctrode en el procés de grafit.Això no és el mateix per a l'ús de diferents propietats de coc cru, diferents graus de canvis de coc d'agulla.A més, el rang de temperatura dels canvis lineals i de volum 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.
La taula 3 mostra els canvis lineals i de volum i els intervals de temperatura de tres graus de coc d'agulla de petroli produït per Conocophillips al Regne Unit.L'expansió lineal es produeix primer quan el coc d'agulla d'oli comença a escalfar-se, però la temperatura a l'inici de la contracció lineal sol estar endarrerida de 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 temperatures de la contracció de la línia sencera del coc de petroli ordinari retardat és molt més gran que el del coc d'agulla, i el coc d'agulla de carbó es troba entre els dos, lleugerament més gran que el coc d'agulla d'oli.Els resultats de les proves de l'Institut de proves de tecnologia industrial d'Osaka al Japó mostren que com pitjor sigui el rendiment tèrmic del coc, més gran serà el rang de temperatura de contracció de la línia, el rang de temperatura de contracció de la línia de fins a 500 ~ 600 ℃ i l'inici de la temperatura de contracció de la línia és baixa. , a 1150 ~ 1200 ℃ va començar a produir-se una contracció de la línia, que també és les característiques del coc de petroli amb retard normal.
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 la contracció lineal.Alguns cocs d'agulla d'oli 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 coc, la qual cosa pot evitar alguns residus de qualitat innecessaris causats per l'ús del mode vivencial tradicional.
3 conclusió
Domineu les diferents característiques de les matèries primeres, trieu equipaments raonables, una bona combinació de tecnologia i la gestió empresarial és més científica i raonable, aquesta sèrie de sistema de procés sencer està estretament controlada i estable, es pot dir que té la base de produir alta qualitat. Elèctrode de grafit d'alta potència i alta potència de qualitat.
Hora de publicació: 30-12-2021