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, 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 agujas de alta calidad, pero también asfalto aglutinante de alta calidad, asfalto con agente de impregnación.Pero solo las materias primas de alta calidad, la falta de equipos, tecnología, factores de gestión y tecnología patentada relacionada, tampoco pueden producir electrodos de grafito UHP, 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 los fabricantes de coque de aguja, fabricantes de electrodos, institutos de investigación científica discutan.
Aunque la producción industrial de coque de 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 de producción total, básicamente puede satisfacer la demanda de coque de aguja para electrodos de grafito UHP y HP producidos por empresas nacionales de carbón.Sin embargo, todavía existe una cierta brecha en la calidad del coque de 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 hay 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 grandes especificaciones UHP, el electrodo de grafito HP es a menudo la primera opción de coque de aguja de petróleo de alta calidad como coque de materia prima principal, las empresas japonesas de carbono también usan coque de aguja de la serie de carbón como materia prima, pero solo para el siguiente 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 la serie carbón.La producción de electrodos de grafito UHP a gran escala y de alta calidad por parte de las empresas de carbono a menudo depende del coque de agujas de la serie de petróleo importado, especialmente la producción de juntas de alta calidad con el coque de agujas de la serie de petróleo Suishima japonés importado y el coque de agujas de la serie de petróleo HSP británico como coque de materia prima.
En la actualidad, el coque de aguja producido por varias empresas generalmente se compara con los índices de rendimiento comercial del coque de aguja extranjero mediante índices de rendimiento convencionales, como contenido de ceniza, densidad real, contenido de azufre, contenido de nitrógeno, distribución del tamaño de partícula, coeficiente de expansión térmica, etc. sobre.Sin embargo, todavía faltan diferentes grados de clasificación de coque de aguja en comparación con países extranjeros.Por lo tanto, la producción de coque de aguja coloquialmente también para "bienes unificados", no puede reflejar el grado de coque de aguja premium de alta calidad.
Además de la comparación de rendimiento 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 fuerza de las partículas, el grado de anisotropía, los datos de expansión en estado no inhibido y estado inhibido, y rango de temperatura entre la expansión y la 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 del electrodo de grafito, por supuesto, no se excluye la influencia de las propiedades térmicas del coque de asfalto formado después del tostado del asfalto aglutinante y agente de impregnación.
1. Comparación de la anisotropía del coque de aguja
(A) Muestra: cuerpo de electrodo UHP de φ 500 mm de una fábrica de carbón doméstica;
Coque de aguja de materia prima: nuevo grado químico LPC-U japonés, relación: 100% grado LPC-U;Análisis: planta de SGL Griesheim;Los indicadores de desempeño se muestran en la Tabla 1.
(B) Muestra: cuerpo de electrodo de φ 450 mmHP de una fábrica de carbón doméstica;Coque de aguja de materia prima: coque de aguja de aceite de fábrica nacional, proporción: 100%;Análisis: Planta de Carbono Shandong Bazan;Los indicadores de desempeño se muestran en la Tabla 2.
Como se puede ver en la comparación de la Tabla 1 y la Tabla 2, el coque de aguja de grado lPC-U de las nuevas medidas químicas diarias de carbón tiene una gran anisotropía de propiedades térmicas, en la que la anisotropía de CTE puede alcanzar 3.61 ~ 4.55, y el la anisotropía de la resistividad también es grande, llegando a 2,06~2,25.Además, la resistencia a la flexión del coque de aguja de petróleo doméstico es mejor que la del nuevo coque de aguja de medida de carbón de grado LPC-U químico diario.El valor de la anisotropía es mucho más bajo que el del nuevo coque de aguja de medición de carbón LPC-U de Daily Chemical.
El análisis de rendimiento de grado anisotrópico de producción de electrodos de grafito de ultra alta potencia 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 cierta influencia en el proceso de producción de electrodos, el grado de anisotropía de la electricidad rendimiento de choque extremadamente térmico que el grado de anisotropía de la potencia promedio del electrodo pequeño es bueno.
En la actualidad, la producción de coque de agujas de carbón en China es mucho mayor que la de coque de agujas de petróleo.Debido al alto costo de la materia prima y el precio de las empresas de carbón, es difícil usar coque de aguja 100% doméstico en la producción de electrodos UHP, mientras se agrega una cierta proporción de coque de petróleo calcificado 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 de aguja
El rendimiento 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 experimentará una 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 de coque crudo, diferentes grados de cambios de coque de aguja.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.Solo dominando esta característica del coque crudo podemos controlar y optimizar mejor la producción de secuencia química de grafito.Esto es especialmente evidente en el proceso de grafitización en serie.
La Tabla 3 muestra los cambios lineales y de volumen y los rangos de temperatura de tres grados de coque de agujas de petróleo producido por Conocophillips en el Reino Unido.La expansión lineal ocurre primero cuando el coque de agujas de petróleo comienza a calentarse, pero la temperatura al comienzo de la contracción lineal generalmente está por detrás de la temperatura máxima de calcinación.Desde 1525 ℃ hasta 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 retrasado 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 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 un rango de temperatura de contracción de la línea de 500 ~ 600 ℃, y el inicio de la temperatura de contracción de la línea es bajo , a 1150 ~ 1200 ℃ comenzó a ocurrir una contracción de la línea, que también es la característica del coque de petróleo retrasado 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 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 lineal, contracción y reexpansión de varias materias primas coque, lo que puede evitar algunos productos de desecho de calidad innecesarios causados por el uso del modo experimental tradicional.
3 conclusión
Domine las diversas características de las materias primas, elija una combinación razonable de equipos, una buena combinación de tecnología y la gestión empresarial sea más científica y razonable, se puede decir que esta serie de sistemas de procesos completos está estrictamente controlado y estable, tiene la base para producir alta Electrodo de grafito de alta potencia y ultra alta potencia.
Hora de publicación: 30-dic-2021