Раванди истеҳсоли маводи карбон як муҳандисии системаи сахт назоратшаванда аст, истеҳсоли электроди графитӣ, маводи махсуси карбонӣ, карбони алюминий, маводи нави карбонии баландсифат аз истифодаи ашёи хом, таҷҳизот, технология, идоракунии чор омили истеҳсолӣ ва технологияи марбут ба он ҷудонопазир аст.
Ашёи хом омилҳои калидӣ мебошанд, ки хусусиятҳои асосии маводҳои карбонро муайян мекунанд ва самаранокии маводи хом самаранокии маводҳои карбонии истеҳсолшударо муайян мекунад. Барои истеҳсоли электродҳои графити UHP ва HP, кокси сӯзани баландсифат интихоби аввал аст, аммо инчунин асфалти пайвасткунандаи баландсифат ва асфалти агенти импрегнатсиякунанда. Аммо танҳо маводи хоми баландсифат, набудани таҷҳизот, технология, омилҳои идоракунӣ ва технологияи марбут ба он, инчунин наметавонад электроди графити UHP ва HP-и баландсифатро истеҳсол кунад.
Ин мақола ба хусусиятҳои кокси сӯзани баландсифат тамаркуз мекунад, то баъзе андешаҳои шахсии худро барои истеҳсолкунандагони кокси сӯзанӣ, истеҳсолкунандагони электродҳо ва институтҳои тадқиқотии илмӣ баён кунад.
Гарчанде ки истеҳсоли саноатии кокси сӯзанӣ дар Чин нисбат ба корхонаҳои хориҷӣ дертар аст, он дар солҳои охир босуръат рушд карда, шакл гирифтан гирифт. Аз ҷиҳати ҳаҷми умумии истеҳсолот, он асосан метавонад талаботи кокси сӯзаниро барои электродҳои графити UHP ва HP, ки аз ҷониби корхонаҳои карбонии ватанӣ истеҳсол мешаванд, қонеъ гардонад. Бо вуҷуди ин, дар сифати кокси сӯзанӣ дар муқоиса бо корхонаҳои хориҷӣ ҳанӯз ҳам тафовути муайяне вуҷуд дорад. Тағйирёбии самаранокии партия ба талабот ба кокси сӯзании баландсифат дар истеҳсоли электроди графити UHP ва HP таъсир мерасонад, хусусан кокси сӯзании босифате, ки метавонад истеҳсоли электроди графити босифатро қонеъ кунад, вуҷуд надорад.
Корхонаҳои карбони хориҷӣ, ки дорои хусусиятҳои калони UHP мебошанд, электроди графити HP аксар вақт интихоби аввалини кокси сӯзанҳои нафтии баландсифат ҳамчун кокси асосии хом мебошанд, корхонаҳои карбонии Ҷопон инчунин баъзе кокси сӯзанҳои силсилаи ангиштро ҳамчун ашёи хом истифода мебаранд, аммо танҳо барои мушаххасоти зерини φ 600 мм истеҳсоли электроди графит. Дар айни замон, кокси сӯзан дар Чин асосан кокси сӯзанҳои силсилаи ангишт аст. Истеҳсоли электроди графити UHP-и баландсифати калон аз ҷониби корхонаҳои карбон аксар вақт ба кокси сӯзанҳои нафтии воридотӣ, махсусан истеҳсоли пайванди баландсифат бо кокси сӯзанҳои равғани силсилаи Suishima Ҷопон ва кокси сӯзанҳои равғани силсилаи HSP Бритониё ҳамчун кокси ашёи хом такя мекунад.
Дар айни замон, кокси сӯзании истеҳсолшуда аз ҷониби корхонаҳои гуногун одатан бо нишондиҳандаҳои самаранокии тиҷоратии кокси сӯзании хориҷӣ тавассути нишондиҳандаҳои анъанавии самаранокӣ, ба монанди миқдори хокистар, зичии ҳақиқӣ, миқдори сулфур, миқдори нитроген, тақсимоти андозаи зарраҳо, коэффитсиенти васеъшавии гармӣ ва ғайра муқоиса карда мешавад. Бо вуҷуди ин, дар муқоиса бо кишварҳои хориҷӣ ҳанӯз ҳам набудани синфҳои гуногуни таснифоти кокси сӯзанӣ вуҷуд дорад. Аз ин рӯ, истеҳсоли кокси сӯзанӣ, ки дар забони гуфтугӯӣ барои "молҳои муттаҳидшуда" низ истифода мешавад, наметавонад синфи кокси сӯзании баландсифати олӣ-сифатро инъикос кунад.
Илова бар муқоисаи анъанавии иҷроиш, корхонаҳои карбон бояд ба тавсифи кокси сӯзанӣ, ба монанди таснифи коэффитсиенти васеъшавии гармӣ (CTE), қувваи зарраҳо, дараҷаи анизотропия, маълумоти васеъшавӣ дар ҳолати ғайримонеъ ва ҳолати монеъшуда ва диапазони ҳарорат байни васеъшавӣ ва кашишхӯрӣ диққат диҳанд. Азбаски ин хосиятҳои гармии кокси сӯзанӣ барои назорати раванди графитизатсия дар раванди истеҳсоли электроди графитӣ хеле муҳиманд, албатта, таъсири хосиятҳои гармии кокси асфалтӣ, ки пас аз бирён кардани асфалти пайвасткунанда ва агенти импрегнатсиякунанда ба вуҷуд омадааст, истисно карда намешавад.
1. Муқоисаи анизотропияи кокаи сӯзанӣ
(A) Намуна: корпуси электроди φ 500 мм UHP-и корхонаи карбонии ватанӣ;
Кокси сӯзании ашёи хом: навъи нави химиявии LPC-U аз ҷониби Ҷопон, таносуб: 100% LPC-U; Таҳлил: корхонаи SGL Griesheim; Нишондиҳандаҳои самаранокӣ дар Ҷадвали 1 нишон дода шудаанд.
(B) Намуна: корпуси электроди φ 450 мм қувваи асп дар корхонаи карбони ватанӣ; Маводи хом дар кокси сӯзанӣ: кокси сӯзани равғани заводӣ, таносуб: 100%; Таҳлил: Корхонаи карбони Шандун Базан; Нишондиҳандаҳои самаранокӣ дар Ҷадвали 2 нишон дода шудаанд.
Тавре ки аз муқоисаи Ҷадвали 1 ва Ҷадвали 2 дида мешавад, дараҷаи lPC-U кокси сӯзани андозагириҳои нави ангишти кимиёвии ҳаррӯза дорои анизотропияи калони хосиятҳои гармӣ мебошад, ки дар он анизотропияи CTE метавонад ба 3.61 ~ 4.55 расад ва анизотропияи муқовимат низ калон буда, ба 2.06 ~ 2.25 мерасад. Ғайр аз ин, қувваи хамшавии кокси сӯзани нафтии ватанӣ нисбат ба кокси сӯзани андозагириҳои нави кимиёвии LPC-U беҳтар аст. Арзиши анизотропия нисбат ба кокси сӯзани андозагириҳои нави кимиёвии LPC-U хеле пасттар аст.
Таҳлили анизотропии дараҷаи истеҳсоли электродҳои графитии ултрабаландсифат баҳодиҳии сифати ашёи хоми кокси сӯзанӣ ё сӯзанӣ усули муҳими таҳлил аст. Албатта, андозаи дараҷаи анизотропия низ ба раванди истеҳсоли электрод таъсири муайян мерасонад. Дараҷаи анизотропияи барқ нисбат ба дараҷаи анизотропияи қувваи миёнаи электроди хурд хеле хуб аст.
Дар айни замон, истеҳсоли кокси сӯзани ангишт дар Чин нисбат ба кокси сӯзани нафт хеле зиёдтар аст. Аз сабаби арзиши баланди ашёи хом ва нархи корхонаҳои карбон, истифодаи кокси сӯзани 100% ватанӣ дар истеҳсоли электроди UHP душвор аст, дар ҳоле ки барои истеҳсоли электрод миқдори муайяни кокси нафтии калсийшуда ва хокаи графит илова карда мешавад. Аз ин рӯ, арзёбии анизотропияи кокси сӯзани ватанӣ душвор аст.
2. Хусусиятҳои хаттӣ ва ҳаҷмии кокси сӯзанӣ
Самаранокии тағйирёбии хаттӣ ва ҳаҷмии кокси сӯзанӣ асосан дар раванди графити истеҳсолшуда аз ҷониби электрод инъикос меёбад. Бо тағйирёбии ҳарорат, кокси сӯзанӣ ҳангоми гармшавии раванди графит васеъшавӣ ва кашишёбии хаттӣ ва ҳаҷмиро аз сар мегузаронад, ки ин ба тағйирёбии хаттӣ ва ҳаҷмии порчаи бирёншудаи электрод дар раванди графит мустақиман таъсир мерасонад. Ин барои истифодаи хосиятҳои гуногуни кокси хом, тағирёбии дараҷаҳои гуногуни кокси сӯзанӣ яксон нест. Ғайр аз ин, диапазони ҳарорати тағйироти хаттӣ ва ҳаҷмии дараҷаҳои гуногуни кокси сӯзанӣ ва кокси нафтии калсинӣ низ фарқ мекунад. Танҳо бо азхуд кардани ин хусусияти кокси хом мо метавонем истеҳсоли пайдарпайии кимиёвии графитиро беҳтар назорат ва оптимизатсия кунем. Ин махсусан дар раванди графитизатсияи силсилавӣ равшан аст.
Дар Ҷадвали 3 тағйироти хаттӣ ва ҳаҷмӣ ва диапазонҳои ҳарорати се навъи кокси сӯзани нафтӣ, ки аз ҷониби Conocophillips дар Британияи Кабир истеҳсол шудааст, нишон дода шудааст. Васеъшавии хаттӣ аввал вақте рух медиҳад, ки кокси сӯзани нафтӣ гарм мешавад, аммо ҳарорат дар аввали кашиши хаттӣ одатан аз ҳарорати максималии калсинатсия қафо мемонад. Аз 1525℃ то 1725℃, васеъшавии хаттӣ оғоз мешавад ва диапазони ҳарорати тамоми кашиши хаттӣ танг аст, танҳо 200℃. Диапазони ҳарорати тамоми кашиши хаттии кокси нафтии таъхирёфтаи оддӣ нисбат ба кокси сӯзанӣ хеле калонтар аст ва кокси сӯзани ангишт дар байни ин ду ҷойгир аст, ки каме калонтар аз кокси сӯзани нафтӣ мебошад. Натиҷаҳои санҷиши Институти озмоишии технологияи саноатии Осака дар Ҷопон нишон медиҳанд, ки ҳар қадар кори гармии кокс бадтар бошад, ҳамон қадар диапазони ҳарорати кашиши хаттӣ калонтар мешавад, то диапазони ҳарорати кашиши хаттӣ то 500 ~ 600℃ ва оғози ҳарорати кашиши хаттӣ паст аст, дар 1150 ~ 1200℃ кашиши хаттӣ оғоз мешавад, ки ин низ хусусиятҳои кокси нафтии таъхирёфтаи оддӣ мебошад.
Ҳар қадар хосиятҳои гармӣ ва анизотропияи кокси сӯзанӣ беҳтар бошанд, ҳамон қадар диапазони ҳарорати кашиши хаттӣ тангтар мешавад. Баъзе кокси сӯзании равғани баландсифат танҳо 100 ~ 150℃ диапазони ҳарорати кашиши хаттӣ доранд. Барои корхонаҳои карбон хеле муфид аст, ки пас аз фаҳмидани хусусиятҳои васеъшавии хаттӣ, кашишхӯрӣ ва васеъшавии дубораи кокси ашёи хоми гуногун, ки метавонанд аз баъзе партовҳои нолозими босифат, ки дар натиҷаи истифодаи усули анъанавии таҷрибавӣ ба вуҷуд меоянд, роҳнамоӣ кунанд.
3 хулоса
Хусусиятҳои гуногуни ашёи хомро аз худ кунед, мувофиқати мувофиқи таҷҳизотро интихоб кунед, омезиши хуби технологияро анҷом диҳед ва идоракунии корхона илмӣ ва оқилонатар аст, ин силсилаи тамоми системаҳои раванд сахт назорат ва устувор буда, метавон гуфт, ки асоси истеҳсоли электроди графити ултра-баландсифат ва қувваи баланд дорад.
Вақти нашр: 30 декабри соли 2021