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 propiedad relacionada. tecnología.
Las materias primas son los factores clave que determinan las características básicas de los materiales de carbono, y el rendimiento de las materias primas determina el rendimiento de los materiales de carbono fabricados. Para la producción de electrodos de grafito UHP y HP, la primera opción es el coque de aguja de alta calidad, pero también el asfalto aglutinante y el agente impregnante de asfalto de alta calidad. Pero sólo las materias primas de alta calidad, la falta de equipos, tecnología, factores de gestión y tecnología patentada relacionada, tampoco pueden producir electrodos de grafito HP y UHP 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.
Aunque la producción industrial de coque aguja en China es posterior a la de las empresas extranjeras, se ha desarrollado rápidamente en los últimos años y ha comenzado a tomar forma. En términos de volumen total de producción, básicamente puede satisfacer la demanda de coque de aguja para electrodos de grafito UHP y HP producidos por empresas nacionales de carbono. Sin embargo, todavía existe una cierta diferencia en la calidad del coque aguja en comparación con las empresas extranjeras. La fluctuación del rendimiento del lote afecta la demanda de coque de aguja de alta calidad en la producción de electrodos de grafito UHP y HP de gran tamaño, especialmente porque no existe coque de aguja para juntas de alta calidad que pueda satisfacer la producción de juntas de electrodos de grafito.
Las empresas extranjeras de carbono que producen electrodos de grafito UHP y HP con especificaciones grandes son a menudo la primera opción de coque de aguja de petróleo de alta calidad como materia prima principal, las empresas de carbono japonesas también utilizan algunas series de coque de aguja de carbón como materia prima, pero solo para los siguientes φ Especificación de 600 mm de producción de electrodos de grafito. En la actualidad, el coque de aguja en China es principalmente coque de aguja de serie de carbón. La producción de electrodos de grafito UHP a gran escala de alta calidad por parte de empresas de carbono a menudo depende del coque de aguja de la serie de petróleo importado, especialmente la producción de juntas de alta calidad con coque de aguja de la serie de aceite japonés Suishima importado y coque de aguja de la serie de aceite HSP británico como coque de materia prima.
En la actualidad, el coque de aguja producido por diversas empresas suele compararse con los índices de rendimiento comercial 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 las partículas, el coeficiente de expansión térmica, etc. en. Sin embargo, todavía faltan grados diferentes de clasificación del coque en aguja en comparación con los países extranjeros. Por lo tanto, la producción de coque en aguja, coloquialmente también para “bienes unificados”, no puede reflejar la calidad del coque en aguja de primera calidad.
Además de la comparación de desempeño convencional, las empresas de carbono 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 y en estado inhibido, y rango de temperatura entre expansión y contracción. Debido a que estas propiedades térmicas del coque de aguja son muy importantes para el control del proceso de grafitización en el proceso de producción de electrodos de grafito, por supuesto, no se excluye la influencia de las propiedades térmicas del coque de asfalto formado después de la calcinación del aglutinante y el agente de impregnación asfalto.
1. Comparación de la anisotropía del coque con aguja.
El análisis de rendimiento de 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 de electrodos, el grado de La anisotropía de la electricidad tiene un rendimiento de choque térmico extremadamente bueno que el grado de anisotropía de la potencia promedio del electrodo pequeño.
En la actualidad, la producción de coque de carbón en China es mucho mayor que la de coque de petróleo. Debido al alto costo de la materia prima y al precio de las empresas de carbono, es difícil utilizar coque de aguja 100% nacional en la producción de electrodos UHP, mientras se agrega una cierta proporción de coque de petróleo calcinado y polvo de grafito para producir electrodos. Por lo tanto, es difícil evaluar la anisotropía del coque de aguja doméstico.
2. Propiedades lineales y volumétricas del coque en aguja.
El rendimiento del 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 sufrirá expansión y contracción lineal y volumétrica durante el proceso de calentamiento del proceso de grafito, lo que afecta directamente el cambio lineal y volumétrico de la palanquilla tostada con electrodo en el proceso de grafito. Esto no es lo mismo para el uso de diferentes propiedades del coque crudo, los diferentes grados de coque de aguja cambian. Además, el rango de temperatura de los cambios lineales y de volumen de diferentes grados de coque de aguja y coque de petróleo calcinado también es diferente. Sólo dominando esta característica del coque crudo podremos 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 aceite comienza a calentarse, pero la temperatura al comienzo de la contracción lineal generalmente va por detrás de 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 línea de contracción 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 más grande que el coque de aguja de aceite. 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 ℃, y el inicio de la temperatura de contracción de la línea es bajo. , a 1150 ~ 1200 ℃ comenzó a ocurrir la contracción de la línea, que también es la característica del coque de petróleo retardado ordinario.
Cuanto mejores sean las propiedades térmicas y mayor la anisotropía del coque en aguja, más estrecho será el rango de temperatura de contracción lineal. Algunos coque de aguja de aceite de alta calidad solo tienen un rango de temperatura de contracción lineal de 100 ~ 150 ℃. Es muy beneficioso para las empresas de carbono guiar la producción del proceso de grafitización después de comprender las características de expansión, contracción y reexpansión lineal de diversas materias primas de coque, lo que puede evitar algunos productos de desecho de calidad innecesarios causados por el uso del modo experiencial tradicional.
Hora de publicación: 08-oct-2021