Kāda ir grafitizētā naftas koksa galvenā loma elektrisko loka krāšņu īsajā procesā un zema oglekļa satura kausēšanā?

Grafitizēta naftas koksa galvenās lomas un analīze elektriskās loka krāsns (EAF) īstermiņa un zema oglekļa satura tērauda ražošanā

I. Grafīta elektrodu pamatizejviela, kas atbalsta EAF īsā procesa efektīvu darbību

1. Izejvielu raksturojums un procesa saderība Grafitizēts naftas kokss ir produkts, kas iegūts no naftas koksa, kurš pakļauts grafitizācijai temperatūrā, kas pārsniedz 2500 °C, pārveidojot tā kristālisko struktūru no amorfā stāvokļa uz ļoti sakārtotu grafīta formu. Tam ir augsta elektrovadītspēja, augsta siltumvadītspēja, ārkārtēja karstumizturība (iztur temperatūru virs 3000 °C) un ķīmiskā stabilitāte. Šīs īpašības padara to par ideālu izejvielu grafīta elektrodu ražošanai, kas ir galvenie vadošie komponenti EAF tērauda ražošanā.

2. Efektivitātes uzlabojumi īsprocesa tērauda ražošanā EAF īsprocesā galvenokārt kā izejvielu izmanto metāllūžņus, tos tieši izkausējot un oksidējot piemaisījumus, izmantojot grafīta elektrodu radītās elektriskās loka plūsmas. Salīdzinot ar tradicionālo domnas-bāzes skābekļa krāsns (BF-BOF) garo procesu (kuram nepieciešama dzelzsrūda un koksa ogles), EAF īsprocesā tiek likvidēta dzelzs ražošanas stadija, samazinot procesa ilgumu par vairāk nekā 60 %, samazinot enerģijas patēriņu par gandrīz 60 % un samazinot CO₂ emisijas par aptuveni 80 %. Šajā procesā izšķiroša nozīme ir grafitizētiem naftas koksa bāzes augstas veiktspējas grafīta elektrodiem:

• Augsta elektrovadītspēja: samazina elektroenerģijas zudumus, uzlabo loka termisko efektivitāti un saīsina kausēšanas ciklus (piemēram, kvantu EAF samazina kausēšanas laiku par 50% salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm).
• Karstumizturība: Iztur ekstremālas temperatūras EAF iekšpusē, samazinot elektrodu patēriņu (piemēram, eko-EAF samazina elektrodu patēriņu par 57,5% salīdzinājumā ar tradicionālajām krāsnīm).
• Ķīmiskā stabilitāte: Novērš reakcijas starp elektrodiem un izkausētu tēraudu vai izdedžiem, nodrošinot tērauda tīrību.

II. Zema oglekļa satura tērauda ražošanas veicināšana: zaļā pāreja no izejvielām uz procesiem

1. Fosilā kurināmā aizstāšana, lai samazinātu oglekļa emisijas Tradicionālais garais process lielā mērā balstās uz oglēm kā kurināmo un reducētāju, kā rezultātā rodas augsta oglekļa intensitāte. Turpretī īsajā EAF procesā kā enerģijas avotu izmanto metāllūžņus un elektrību, panākot “ogļu pārvēršanu elektrībā”, izmantojot grafitizētus naftas koksa grafīta elektrodus. Ja to darbina atjaunojamā enerģija (piemēram, saules vai vēja enerģija), kļūst iespējams panākt gandrīz nulles oglekļa emisijas. Piemēram, eko-EAF izmanto zaļo enerģiju, lai kausētu zema oglekļa satura izejvielas, ražojot tērauda stieņus ar “oglekli nesaistītām” tehnoloģijām un gandrīz nulles CO₂ emisijām.

2. Atkritumsiltuma atgūšana un energoefektivitātes optimizācija Grafitizēta naftas koksa augstā siltumvadītspēja atbalsta atkritumsiltuma atgūšanas sistēmu ieviešanu EAF. Augstas temperatūras putekļu piesātinātās dūmgāzes (kas aiznes 11–20% no ievadītās enerģijas) var atgūt siltumu, izmantojot grafīta elektrodus vai īpašus siltummaiņus metāllūžņu priekšsildīšanai vai enerģijas ražošanai, ievērojami samazinot enerģijas patēriņu. Piemēram, metāllūžņu priekšsildīšanas tehnoloģija paaugstina metāllūžņu temperatūru no apkārtējās vides temperatūras līdz vairāk nekā 600°C, saīsinot kausēšanas ciklus par 15–20% un samazinot elektroenerģijas patēriņu uz tonnu tērauda par 36,95–40,22%.

3. Tērauda metāllūžņu resursu aprites izmantošanas veicināšana Īsais EAF process, ko darbina grafitizēts naftas kokss, maina tērauda rūpniecību no lineāra “resursi-produkti-atkritumi” modeļa uz aprites “resursi-produkti-pārstrādāti resursi” modeli. Līdz 2024. gadam vadošie uzņēmumi panāca īpaši plānu, īpaši augstas stiprības automobiļu karstās štancēšanas tēraudu masveida ražošanu, apmierinot vieglā svara prasības, vienlaikus līdzsvarojot “zaļā tērauda” izmaksas un vides ieguvumus.

III. Tehnoloģiskie uzlabojumi un tirgus tendences: grafitizētā naftas koksa “pelēkā” vērtība spīd

1. Pieaugošs pieprasījums pēc augstas veiktspējas produktiem. Paplašinoties EAF jaudai (piemēram, krāsnīm, kas pārsniedz 400 tonnas) un attīstoties kausēšanas tehnoloģijām (piemēram, kvantu EAF, eko-EAF), pieaug pieprasījums pēc augstas kvalitātes grafīta elektrodiem. Grafitizēts naftas kokss kā kritiski svarīga izejviela saskaras ar pastiprinātu konkurenci tīrības ziņā (pelnu saturs <0,5%), vairākkārtēja piesūcināšana (3–4 cikli) un īpaši augstas temperatūras grafitizācija (pretestība <4 μΩ·m).

2. Zaļā prēmija un piegādes ķēdes integrācija Saskaņā ar Ķīnas “divkāršā oglekļa” mērķiem grafitizēta naftas koksa ražotāji samazina oglekļa pēdas nospiedumu, izmantojot zaļās enerģijas ražošanu un oglekļa emisiju kvotu tirdzniecību, nopelnot “zaļās prēmijas” un piesaistot starptautiskus augstas klases klientus. Vadošie uzņēmumi arī vertikāli paplašinās, veidojot integrētus rūpniecības ciklus, kas aptver “koksa izejvielas-grafitizāciju-anoda materiālus”, stabilizējot piegādes ķēdes un samazinot izmaksas.

3. Politika un tirgus virzīta izaugsme. Tādas politikas kā Ķīnas vadlīnijas par tērauda rūpniecības augstas kvalitātes attīstības veicināšanu nepārprotami mudina ieviest elektromagnētiskā starojuma kūļa (EAF) metodi, un tiek prognozēts, ka līdz 2025. gadam tērauda ražošanas rādītāji, izmantojot EAF, ievērojami pieaugs. Grafitizēts naftas kokss kā galvenā EAF izejviela piedzīvos ilgtspējīgu tirgus izaugsmi, virzot nozari uz augstāku veiktspēju un zemākām emisijām.