El proceso de producción de material de carbono es un sistema de ingeniería estrictamente controlado, la producción de electrodos de grafito, materiales de carbono especiales, carbono de aluminio y nuevos materiales de carbono de alta gama son inseparables del uso de materias primas, equipos, tecnología, gestión de cuatro factores de producción y tecnología patentada relacionada.
Las materias primas son factores clave que determinan las características básicas de los materiales de carbono, y su rendimiento determina el rendimiento de los materiales de carbono fabricados. Para la producción de electrodos de grafito UHP y HP, el coque de aguja de alta calidad es la primera opción, así como el asfalto aglutinante y el asfalto impregnante de alta calidad. Sin embargo, la escasez de equipos, tecnología, gestión y tecnología patentada relacionada impide la producción de electrodos de grafito UHP y HP de alta calidad.
Este artículo se centra en las características del coque de aguja de alta calidad para exponer algunas opiniones personales, para que las discutan los fabricantes de coque de aguja, los fabricantes de electrodos y los institutos de investigación científica.
Si bien la producción industrial de coque de aguja en China es más tardía que la de las empresas extranjeras, se ha desarrollado rápidamente en los últimos años y ha comenzado a consolidarse. En términos de volumen total de producción, prácticamente satisface la demanda de coque de aguja para electrodos de grafito UHP y HP producidos por empresas nacionales de carbón. Sin embargo, aún existe una brecha en la calidad del coque de aguja en comparación con las empresas extranjeras. La fluctuación en el rendimiento de los lotes afecta la demanda de coque de aguja de alta calidad en la producción de electrodos de grafito UHP y HP de gran tamaño, especialmente debido a la falta de coque de aguja de alta calidad para juntas que pueda satisfacer la producción de juntas de electrodos de grafito.
Las empresas extranjeras de carbón que producen electrodos de grafito UHP y HP de alta especificación suelen ser la primera opción para el coque de aguja de petróleo de alta calidad como materia prima principal. Las empresas japonesas de carbón también utilizan coque de aguja de carbón como materia prima, pero solo para la producción de electrodos de grafito con una especificación de φ 600 mm. Actualmente, el coque de aguja en China se produce principalmente con coque de aguja de carbón. La producción de electrodos de grafito UHP de alta calidad a gran escala por parte de las empresas de carbón suele depender del coque de aguja de petróleo importado, especialmente la producción de juntas de alta calidad con coque de aguja de petróleo Suishima importado de Japón y coque de aguja de petróleo HSP importado de Gran Bretaña como materia prima.
Actualmente, el coque de aguja producido por diversas empresas suele compararse con los índices de rendimiento comerciales del coque de aguja extranjero mediante índices de rendimiento convencionales, como el contenido de cenizas, la densidad real, el contenido de azufre, el contenido de nitrógeno, la distribución del tamaño de partícula y el coeficiente de expansión térmica, entre otros. Sin embargo, aún no se han clasificado diferentes grados de coque de aguja en comparación con otros países. Por lo tanto, la producción de coque de aguja, también conocida como "producto unificado", no puede reflejar la calidad del coque de aguja premium de alta calidad.
Además de la comparación convencional del rendimiento, las empresas de carbón también deben prestar atención a la caracterización del coque de aguja, como la clasificación del coeficiente de expansión térmica (CTE), la resistencia de las partículas, el grado de anisotropía, los datos de expansión en estado no inhibido e inhibido, y el rango de temperatura entre expansión y contracción. Dado que estas propiedades térmicas del coque de aguja son fundamentales para el control del proceso de grafitización en la producción de electrodos de grafito, no se descarta la influencia de las propiedades térmicas del coque asfáltico formado tras la tostación del asfalto como aglutinante e impregnante.
1. Comparación de la anisotropía del coque de aguja
El análisis del rendimiento del grado anisotrópico de producción de electrodos de grafito de potencia ultra alta es la estimación de la calidad de la materia prima de coque de aguja o no es un método de análisis importante, el tamaño del grado de anisotropía, por supuesto, también tiene una cierta influencia en el proceso de producción del electrodo, el grado de anisotropía de la electricidad extremadamente el rendimiento de choque térmico que el grado de anisotropía de la potencia promedio del electrodo pequeño es bueno.
Actualmente, la producción de coque de aguja de carbón en China es mucho mayor que la de coque de aguja de petróleo. Debido al alto costo de la materia prima y al precio de las empresas carboníferas, resulta difícil utilizar coque de aguja 100 % nacional en la producción de electrodos UHP, añadiendo una cierta proporción de coque de petróleo calcinado y polvo de grafito. Por lo tanto, es difícil evaluar la anisotropía del coque de aguja nacional.
2. Propiedades lineales y volumétricas del coque de aguja
El comportamiento de cambio lineal y volumétrico del coque de aguja se refleja principalmente en el proceso de grafito producido por el electrodo. Con el cambio de temperatura, el coque de aguja experimenta expansión y contracción lineal y volumétrica durante el calentamiento del grafito, lo que afecta directamente el cambio lineal y volumétrico de la palanquilla tostada del electrodo en el proceso de grafito. Esto varía según las diferentes propiedades del coque crudo y los diferentes grados de coque de aguja. Además, el rango de temperatura de los cambios lineales y volumétricos de los diferentes grados de coque de aguja y coque de petróleo calcinado también varía. Solo dominando esta característica del coque crudo podemos controlar y optimizar mejor la producción de la secuencia química del grafito. Esto es especialmente evidente en el proceso de grafitización en serie.
La expansión lineal ocurre primero cuando el coque de aguja de petróleo comienza a calentarse, pero la temperatura al comienzo de la contracción lineal generalmente se retrasa con respecto a la temperatura máxima de calcinación. De 1525 ℃ a 1725 ℃, comienza la expansión lineal y el rango de temperatura de toda la contracción lineal es estrecho, solo 200 ℃. El rango de temperatura de toda la contracción de la línea del coque de petróleo retardado ordinario es mucho mayor que el del coque de aguja, y el coque de aguja de carbón está entre los dos, ligeramente mayor que el coque de aguja de petróleo. Los resultados de las pruebas del Instituto de Pruebas de Tecnología Industrial de Osaka en Japón muestran que cuanto peor es el rendimiento térmico del coque, mayor es el rango de temperatura de contracción de la línea, hasta 500 ~ 600 ℃ rango de temperatura de contracción de la línea y el inicio de la contracción de la línea es bajo, a 1150 ~ 1200 ℃ comenzó a ocurrir contracción de la línea, que también es característica del coque de petróleo retardado ordinario.
Cuanto mejores sean las propiedades térmicas y mayor la anisotropía del coque de aguja, más estrecho será el rango de temperatura de contracción lineal. Algunos coques de aguja de petróleo de alta calidad solo presentan un rango de temperatura de contracción lineal de 100 a 150 °C. Resulta muy beneficioso para las empresas de carbón guiar la producción del proceso de grafitización tras comprender las características de expansión, contracción y reexpansión lineal de diversas materias primas de coque, lo que puede evitar la generación de residuos de calidad innecesarios derivados del uso del método experimental tradicional.
Hora de publicación: 08-oct-2021