القطب الجرافيت وفحم الكوك إبرة

عملية إنتاج مادة الكربون عبارة عن هندسة نظام يتم التحكم فيها بإحكام ، وإنتاج قطب الجرافيت ، ومواد الكربون الخاصة ، وكربون الألومنيوم ، ومواد الكربون الجديدة المتطورة لا يمكن فصلها عن استخدام المواد الخام ، والمعدات ، والتكنولوجيا ، وإدارة أربعة عوامل إنتاج والملكية ذات الصلة تقنية.

المواد الخام هي العوامل الرئيسية التي تحدد الخصائص الأساسية لمواد الكربون ، ويحدد أداء المواد الخام أداء المواد الكربونية المصنعة.لإنتاج أقطاب الجرافيت UHP و HP ، فحم الكوك ذو الجودة العالية هو الخيار الأول ، ولكن أيضًا الإسفلت الموثق عالي الجودة ، عامل التشريب الأسفلت.ولكن فقط المواد الخام عالية الجودة ، ونقص المعدات والتكنولوجيا وعوامل الإدارة والتكنولوجيا الخاصة ذات الصلة ، هي أيضًا غير قادرة على إنتاج قطب الجرافيت عالي الجودة UHP و HP.

تركز هذه المقالة على خصائص فحم الكوك ذو الجودة العالية لإبراز بعض الآراء الشخصية لمصنعي فحم الكوك بالإبرة ومصنعي الأقطاب الكهربائية ومعاهد البحث العلمي للمناقشة.

على الرغم من أن الإنتاج الصناعي لفحم الكوك الإبرة في الصين متأخر عن إنتاج الشركات الأجنبية ، فقد تطور بسرعة في السنوات الأخيرة وبدأ يتشكل.من حيث إجمالي حجم الإنتاج ، يمكن أن يلبي بشكل أساسي طلب فحم الكوك الإبرة لأقطاب الجرافيت UHP و HP التي تنتجها شركات الكربون المحلية.ومع ذلك ، لا تزال هناك فجوة معينة في جودة فحم الكوك بالإبر مقارنة بالمؤسسات الأجنبية.يؤثر تذبذب أداء الدُفعات على الطلب على فحم الكوك ذو الجودة العالية في إنتاج قطب UHP كبير الحجم وقطب الجرافيت HP ، خاصةً لا يوجد فحم فحم ذو إبرة عالية الجودة يمكنه تلبية إنتاج وصلة قطب الجرافيت.

غالبًا ما تكون شركات الكربون الأجنبية التي تنتج مواصفات كبيرة UHP ، HP الجرافيت القطب هو الخيار الأول لفحم الكوك بإبرة البترول عالية الجودة باعتباره فحم الكوك الرئيسي للمواد الخام ، كما تستخدم شركات الكربون اليابانية بعض فحم الكوك بإبرة سلسلة الفحم كمواد خام ، ولكن فقط لما يلي φ 600 مم مواصفات إنتاج قطب الجرافيت.في الوقت الحاضر ، فإن فحم الكوك في الصين هو في الأساس فحم الكوك من سلسلة الفحم.غالبًا ما يعتمد إنتاج قطب الجرافيت UHP عالي الجودة على نطاق واسع من قبل شركات الكربون على فحم الكوك المستورد من سلسلة البترول ، وخاصة إنتاج مشترك عالي الجودة مع فحم الكوك الياباني المستورد من سلسلة زيت Suishima وفحم الكوك الإبرة البريطاني HSP كمواد خام.

في الوقت الحاضر ، عادةً ما تتم مقارنة فحم الكوك الذي تنتجه شركات مختلفة بمؤشرات الأداء التجاري لفحم الكوك ذي الإبرة الأجنبية بواسطة مؤشرات الأداء التقليدية ، مثل محتوى الرماد ، والكثافة الحقيقية ، ومحتوى الكبريت ، ومحتوى النيتروجين ، وتوزيع حجم الجسيمات ، ومعامل التمدد الحراري وما إلى ذلك. تشغيل.ومع ذلك ، لا يزال هناك نقص في الدرجات المختلفة لتصنيف فحم الكوك بالإبر مقارنة بالدول الأجنبية.لذلك ، فإن إنتاج فحم الكوك بالإبرة بالعامية أيضًا "للسلع الموحدة" ، لا يمكن أن يعكس درجة فحم الكوك عالي الجودة عالي الجودة.

بالإضافة إلى مقارنة الأداء التقليدية ، يجب على مؤسسات الكربون أيضًا الانتباه إلى توصيف فحم الكوك بالإبرة ، مثل تصنيف معامل التمدد الحراري (CTE) ، وقوة الجسيمات ، ودرجة تباين الخواص ، وبيانات التمدد في الحالة غير المقيدة والحالة المثبطة ، و نطاق درجة الحرارة بين التمدد والانكماش.نظرًا لأن هذه الخصائص الحرارية لفحم الكوك بالإبرة مهمة جدًا للتحكم في عملية الرسم البياني في عملية إنتاج قطب الجرافيت ، بالطبع ، لا يتم استبعاد تأثير الخواص الحرارية لفحم الكوك الإسفلت المتشكل بعد تحميص المادة الرابطة وعامل تشريب الأسفلت.

1. مقارنة بين تباين فحم الكوك

(أ) العينة: φ 500 مم جسم قطب UHP لمصنع كربون محلي ؛

فحم الكوك بإبرة المواد الخام: الصف الكيميائي الياباني الجديد LPC-U ، النسبة: 100٪ LPC-U الصف ؛التحليل: مصنع SGL Griesheim ؛مؤشرات الأداء موضحة في الجدول 1.

(ب) العينة: φ 450 مم هب جسم قطب كهربائي لمصنع كربون محلي ؛فحم الكوك بإبرة المواد الخام: فحم الكوك بإبرة زيت المصنع المحلي ، النسبة: 100٪ ؛التحليل: مصنع الكربون شاندونغ بازان ؛مؤشرات الأداء موضحة في الجدول 2.

كما يتضح من مقارنة الجدول 1 والجدول 2 ، فإن درجة lPC-U لفحم الكوك بالإبرة لمقاييس الفحم الكيميائية اليومية الجديدة لها تباين كبير في الخواص الحرارية ، حيث يمكن أن يصل تباين CTE إلى 3.61 ~ 4.55 ، و تباين المقاومة كبير أيضًا ، حيث يصل إلى 2.06 ~ 2.25.إلى جانب قوة الانحناء لفحم الكوك بإبرة البترول المحلية أفضل من قوة فحم الكوك بالإبرة الكيميائية LPC-U اليومية الجديدة.قيمة تباين الخواص أقل بكثير من قيمة فحم الكوك الإبرة الكيميائية اليومية LPC-U.

إن تحليل أداء درجة متباين الخواص لإنتاج قطب الجرافيت عالي الطاقة هو تقدير جودة المواد الخام لفحم الكوك بالإبرة أو ليس طريقة تحليل مهمة ، كما أن حجم درجة تباين الخواص ، بالطبع ، له تأثير معين على عملية إنتاج القطب ، ودرجة تباين الكهرباء أداء الصدمة الحرارية للغاية من درجة تباين الخواص لمتوسط ​​قوة القطب الكهربائي الصغيرة جيدة.

في الوقت الحاضر ، يعد إنتاج فحم الكوك بإبرة الفحم في الصين أكبر بكثير من إنتاج فحم الكوك إبرة البترولية.نظرًا لارتفاع تكلفة المواد الخام وأسعار شركات الكربون ، من الصعب استخدام فحم الكوك الإبرة المحلي بنسبة 100٪ في إنتاج قطب UHP ، مع إضافة نسبة معينة من فحم الكوك النفطي ومسحوق الجرافيت لإنتاج قطب كهربائي.لذلك ، من الصعب تقييم تباين فحم الكوك المحلي.

2. الخصائص الخطية والحجمية لفحم الكوك

ينعكس أداء التغيير الخطي والحجمي لفحم الكوك بالإبرة بشكل أساسي في عملية الجرافيت التي ينتجها القطب.مع تغير درجة الحرارة ، سيخضع فحم الكوك بالإبرة للتمدد والانكماش الخطي والحجمي أثناء عملية تسخين عملية الجرافيت ، مما يؤثر بشكل مباشر على التغيير الخطي والحجمي لقضبان تحميص الإلكترود في عملية الجرافيت.هذا ليس هو نفسه بالنسبة لاستخدام خصائص مختلفة من فحم الكوك الخام ، درجات مختلفة من تغير فحم الكوك.علاوة على ذلك ، يختلف نطاق درجة الحرارة للتغيرات الخطية والحجمية لدرجات مختلفة من فحم الكوك الإبرة وفحم الكوك المكلس.فقط من خلال إتقان هذه الخاصية لفحم الكوك الخام يمكننا التحكم بشكل أفضل في إنتاج التسلسل الكيميائي للجرافيت وتحسينه.يتضح هذا بشكل خاص في عملية الرسم البياني المتسلسل.

يوضح الجدول 3 التغيرات الخطية والحجمية ونطاقات درجة الحرارة لثلاث درجات من فحم الكوك إبرة البترولية الذي تنتجه شركة Conocophillips في المملكة المتحدة.يحدث التمدد الخطي أولاً عندما يبدأ فحم الكوك بإبرة الزيت في التسخين ، لكن درجة الحرارة في بداية الانكماش الخطي تتأخر عادةً عن درجة حرارة التكليس القصوى.من 1525 درجة مئوية إلى 1725 درجة مئوية ، يبدأ التمدد الخطي ، ويكون نطاق درجة حرارة الانكماش الخطي بأكمله ضيقًا ، فقط 200 درجة مئوية.نطاق درجة حرارة تقلص الخط الكامل لكوك البترول العادي المتأخر أكبر بكثير من نطاق فحم الكوك الإبرة ، وكوك إبرة الفحم بين الاثنين ، أكبر قليلاً من فحم الكوك بإبرة الزيت.تظهر نتائج اختبار معهد أوساكا للتكنولوجيا الصناعية في اليابان أنه كلما كان الأداء الحراري أسوأ لفحم الكوك ، زاد نطاق درجة حرارة انكماش الخط ، حتى نطاق درجة حرارة انكماش الخط 500 ~ 600 درجة ، وبدء درجة حرارة الانكماش الخطي منخفضة ، في 1150 ~ 1200 بدأ يحدث انكماش الخط ، وهو أيضًا خصائص فحم الكوك البترولي العادي المتأخر.

كلما كانت الخصائص الحرارية أفضل وكلما زاد تباين فحم الكوك بالإبرة ، كان نطاق درجة حرارة الانكماش الخطي أضيق.بعض فحم الكوك بإبرة الزيت عالية الجودة فقط تتراوح درجة حرارة الانكماش الخطي من 100 إلى 150 درجة.من المفيد جدًا لمؤسسات الكربون توجيه عملية إنتاج الرسوم البيانية بعد فهم خصائص التوسع الخطي والانكماش وإعادة التوسع في فحم الكوك المواد الخام المختلفة ، والتي يمكن أن تتجنب بعض منتجات النفايات عالية الجودة غير الضرورية الناتجة عن استخدام الوضع التجريبي التقليدي.

3 - الخلاصة

أتقن الخصائص المختلفة للمواد الخام ، واختر مطابقة المعدات المعقولة ، والمزيج الجيد من التكنولوجيا ، وإدارة المؤسسة أكثر علمية ومعقولة ، ويمكن القول أن هذه السلسلة من نظام العملية بالكامل يتم التحكم فيها بإحكام ومستقرة ، ويمكن القول أن لها أساسًا لإنتاج عالية جودة فائقة الطاقة ، عالية الطاقة القطب الجرافيت.