Oglekļa materiālu ražošanas process ir stingri kontrolēta sistēmu inženierija, grafīta elektrodu, īpašu oglekļa materiālu, alumīnija oglekļa, jaunu augstas klases oglekļa materiālu ražošana ir neatdalāma no izejvielu, iekārtu, tehnoloģiju, četru ražošanas faktoru pārvaldības un saistītās patentētās tehnoloģijas izmantošanas.
Izejvielas ir galvenie faktori, kas nosaka oglekļa materiālu pamatīpašības, un izejvielu veiktspēja nosaka ražoto oglekļa materiālu veiktspēju. Īpaši augstas precizitātes (UHP) un augstas veiktspējas (HP) grafīta elektrodu ražošanā pirmā izvēle ir augstas kvalitātes adatu kokss, bet var izmantot arī augstas kvalitātes saistvielu asfaltu un impregnēšanas līdzekli asfaltu. Taču tikai augstas kvalitātes izejvielas, iekārtu, tehnoloģiju, vadības faktoru un saistīto patentēto tehnoloģiju trūkums neļauj ražot augstas kvalitātes UHP un HP grafīta elektrodus.
Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta augstas kvalitātes adatu koksa īpašībām, lai izklāstītu dažus personiskus viedokļus, ko adatu koksa ražotāji, elektrodu ražotāji un zinātniskās pētniecības institūti varētu apspriest.
Lai gan adatu koksa rūpnieciskā ražošana Ķīnā ir vēlāk nekā ārvalstu uzņēmumos, pēdējos gados tā ir strauji attīstījusies un sākusi iegūt formu. Runājot par kopējo ražošanas apjomu, tā būtībā var apmierināt vietējo oglekļa uzņēmumu ražotā adatu koksa pieprasījumu pēc īpaši augstas precizitātes un augstas veiktspējas grafīta elektrodiem. Tomēr adatu koksa kvalitātē joprojām pastāv zināma atšķirība salīdzinājumā ar ārvalstu uzņēmumiem. Partijas veiktspējas svārstības ietekmē pieprasījumu pēc augstas kvalitātes adatu koksa liela izmēra īpaši augstas veiktspējas un augstas veiktspējas grafīta elektrodu ražošanā, jo īpaši tāpēc, ka nav augstas kvalitātes adatu koksa savienojuma, kas varētu apmierināt grafīta elektrodu savienojuma ražošanas vajadzības.
Ārvalstu oglekļa uzņēmumi, kas ražo lielas specifikācijas UHP, HP grafīta elektrodus, bieži vien ir pirmā izvēle augstas kvalitātes naftas adatu koksam kā galvenajai izejvielai koksam. Japānas oglekļa uzņēmumi arī izmanto dažas ogļu sērijas adatu koksa kā izejvielu, bet tikai grafīta elektroda ražošanai ar šādu φ 600 mm specifikāciju. Pašlaik Ķīnā adatu kokss galvenokārt ir ogļu sērijas adatu kokss. Augstas kvalitātes liela mēroga UHP grafīta elektrodu ražošana oglekļa uzņēmumos bieži vien balstās uz importētu naftas sērijas adatu koksu, īpaši augstas kvalitātes savienojumu ražošanu, izmantojot importētu japāņu Suishima eļļas sērijas adatu koksu un britu HSP eļļas sērijas adatu koksu kā izejvielu koksu.
Pašlaik dažādu uzņēmumu ražoto adatu koksu parasti salīdzina ar ārvalstu adatu koksa komerciālajiem veiktspējas rādītājiem, izmantojot parastos veiktspējas rādītājus, piemēram, pelnu saturu, patieso blīvumu, sēra saturu, slāpekļa saturu, daļiņu izmēru sadalījumu, termiskās izplešanās koeficientu utt. Tomēr joprojām trūkst dažādu adatu koksa klasifikācijas klašu salīdzinājumā ar ārvalstīm. Tāpēc adatu koksa ražošana sarunvalodā arī "vienotām precēm" nevar atspoguļot augstas kvalitātes augstākās kvalitātes adatu koksa pakāpi.
Papildus tradicionālajai veiktspējas salīdzināšanai oglekļa uzņēmumiem jāpievērš uzmanība arī adatveida koksa raksturojumam, piemēram, termiskās izplešanās koeficienta (CTE) klasifikācijai, daļiņu stiprībai, anizotropijas pakāpei, izplešanās datiem neinhibētā un inhibētā stāvoklī, kā arī temperatūras diapazonam starp izplešanos un saraušanos. Tā kā šīs adatveida koksa termiskās īpašības ir ļoti svarīgas grafitizācijas procesa kontrolei grafīta elektroda ražošanas procesā, protams, netiek izslēgta arī asfalta koksa termisko īpašību ietekme, kas veidojas pēc saistvielas un piesūcināšanas līdzekļa asfalta apdedzināšanas.
1. Adatu koksa anizotropijas salīdzinājums
Ultra augstas jaudas grafīta elektrodu ražošanas anizotropās pakāpes veiktspējas analīze ir adatas koksa izejvielu kvalitātes novērtēšana vai nav svarīga analīzes metode, anizotropijas pakāpes lielumam, protams, ir arī zināma ietekme uz elektrodu ražošanas procesu, elektroenerģijas anizotropijas pakāpe ir ārkārtīgi laba termiskā trieciena veiktspējai nekā maza elektroda vidējās jaudas anizotropijas pakāpe ir laba.
Pašlaik Ķīnā ogļu adatu koksa ražošana ir daudz lielāka nekā naftas adatu koksa ražošana. Augsto izejvielu izmaksu un oglekļa uzņēmumu cenu dēļ ir grūti izmantot 100% vietējo adatu koksu īpaši augstas precizitātes elektrodu ražošanā, vienlaikus pievienojot noteiktu daudzumu kalcinēta naftas koksa un grafīta pulvera elektroda ražošanai. Tāpēc ir grūti novērtēt vietējās adatu koksa anizotropiju.
2. Adatu koksa lineārās un tilpuma īpašības
Adatveida koksa lineārās un tilpuma izmaiņas galvenokārt atspoguļojas elektroda radītajā grafīta procesā. Mainoties temperatūrai, adatveida kokss grafīta procesa uzkaršanas laikā piedzīvo lineāru un tilpuma izplešanos un saraušanos, kas tieši ietekmē elektroda grauzdētās sagataves lineārās un tilpuma izmaiņas grafīta procesā. Tas neattiecas uz dažādām neapstrādāta koksa īpašībām, dažādām adatveida koksa pakāpēm. Turklāt arī dažādu adatveida koksa un kalcinētā naftas koksa pakāpju lineāro un tilpuma izmaiņu temperatūras diapazons ir atšķirīgs. Tikai apgūstot šo neapstrādāta koksa īpašību, mēs varam labāk kontrolēt un optimizēt grafīta ķīmiskās secības ražošanu. Tas ir īpaši redzams sērijveida grafitizācijas procesā.
Lineārā izplešanās notiek vispirms, kad eļļas adatas kokss sāk sakarst, bet lineārās saraušanās sākuma temperatūra parasti atpaliek no maksimālās kalcinēšanas temperatūras. Lineārā izplešanās sākas no 1525 ℃ līdz 1725 ℃, un visas lineārās saraušanās temperatūras diapazons ir šaurs, tikai 200 ℃. Parastā aizkavētā naftas koksa visas līnijas saraušanās temperatūras diapazons ir daudz lielāks nekā adatas koksam, un ogļu adatas kokss atrodas starp abiem, nedaudz lielāks nekā eļļas adatas koksam. Japānas Osakas rūpniecisko tehnoloģiju testēšanas institūta testu rezultāti liecina, ka jo sliktāka ir koksa termiskā veiktspēja, jo lielāks ir līnijas saraušanās temperatūras diapazons, līdz pat 500–600 ℃ līnijas saraušanās temperatūras diapazonam, un līnijas saraušanās sākuma temperatūra ir zema, 1150–1200 ℃ temperatūrā sāk notikt līnijas saraušanās, kas arī ir raksturīga parastajam aizkavētajam naftas koksam.
Jo labākas ir adatveida koksa termiskās īpašības un lielāka ir tā anizotropija, jo šaurāks ir lineārās saraušanās temperatūras diapazons. Dažas augstas kvalitātes eļļas adatveida koksa lineārās saraušanās temperatūras diapazons ir tikai 100–150 ℃. Oglekļa uzņēmumiem ir ļoti izdevīgi vadīt grafitizācijas procesa ražošanu, izprotot dažādu izejvielu koksa lineārās izplešanās, saraušanās un atkārtotas izplešanās īpašības, kas var novērst dažus nevajadzīgus kvalitātes atkritumus, ko rada tradicionālā eksperimentālā metode.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 8. oktobris