Karbon material istehsal prosesi sıx şəkildə idarə olunan bir sistem mühəndisliyidir, qrafit elektrodunun, xüsusi karbon materiallarının, alüminium karbonun, yeni yüksək səviyyəli karbon materiallarının istehsalı xammalın, avadanlıqların, texnologiyanın, dörd istehsal amilinin idarə edilməsinin və əlaqəli xüsusi texnologiyanın istifadəsindən ayrılmazdır.
Xammal karbon materiallarının əsas xüsusiyyətlərini müəyyən edən əsas amillərdir və xammalın performansı istehsal olunan karbon materiallarının performansını müəyyən edir. UHP və HP qrafit elektrodlarının istehsalı üçün yüksək keyfiyyətli iynə koksu ilk seçimdir, eyni zamanda yüksək keyfiyyətli bağlayıcı asfalt, hopdurucu asfaltdır. Lakin yalnız yüksək keyfiyyətli xammal, avadanlıq, texnologiya, idarəetmə amilləri və əlaqəli xüsusi texnologiyanın olmaması da yüksək keyfiyyətli UHP, HP qrafit elektrodu istehsal edə bilmir.
Bu məqalədə iynə koksu istehsalçıları, elektrod istehsalçıları və elmi tədqiqat institutları tərəfindən müzakirə ediləcək bəzi şəxsi fikirlər bildirilmək üçün yüksək keyfiyyətli iynə koksu xüsusiyyətlərinə diqqət yetirilir.
Çində iynə koksunun sənaye istehsalı xarici müəssisələrin istehsalından gec olsa da, son illərdə sürətlə inkişaf etmiş və formalaşmağa başlamışdır. Ümumi istehsal həcmi baxımından, yerli karbon müəssisələri tərəfindən istehsal olunan UHP və HP qrafit elektrodlarına olan iynə koksu tələbatını əsasən ödəyə bilər. Bununla belə, xarici müəssisələrlə müqayisədə iynə koksu keyfiyyətində hələ də müəyyən bir boşluq var. Partiya performansının dəyişməsi böyük ölçülü UHP və HP qrafit elektrodlarının istehsalında yüksək keyfiyyətli iynə koksu tələbatına təsir göstərir, xüsusən də qrafit elektrod birləşməsinin istehsalını təmin edə biləcək yüksək keyfiyyətli birləşmə iynə koksu yoxdur.
Xarici karbon müəssisələri böyük spesifikasiyalı UHP istehsal edir, HP qrafit elektrodu tez-tez əsas xammal koksu kimi yüksək keyfiyyətli neft iynə koksu üçün ilk seçimdir, Yaponiya karbon müəssisələri də bəzi kömür seriyalı iynə koksularını xammal kimi istifadə edirlər, lakin yalnız aşağıdakı φ 600 mm qrafit elektrod istehsalı üçün spesifikasiyalar üçün. Hazırda Çində iynə koksu əsasən kömür seriyalı iynə koksudur. Karbon müəssisələri tərəfindən yüksək keyfiyyətli genişmiqyaslı UHP qrafit elektrodunun istehsalı tez-tez idxal olunan neft seriyalı iynə koksu, xüsusən də idxal olunan Yaponiya Suishima neft seriyalı iynə koksu və Britaniya HSP neft seriyalı iynə koksu ilə xammal koksu kimi yüksək keyfiyyətli birləşmə istehsalına əsaslanır.
Hazırda müxtəlif müəssisələr tərəfindən istehsal olunan iynə koksu, adətən, kül miqdarı, həqiqi sıxlıq, kükürd miqdarı, azot miqdarı, hissəcik ölçüsü paylanması, istilik genişlənmə əmsalı və s. kimi ənənəvi göstəricilər vasitəsilə xarici iynə koksu ilə kommersiya göstəriciləri ilə müqayisə edilir. Bununla belə, xarici ölkələrlə müqayisədə iynə koksu təsnifatının müxtəlif dərəcələri hələ də yoxdur. Buna görə də, "vahid mallar" üçün də iynə koksu istehsalı yüksək keyfiyyətli premium iynə koksu ilə müqayisə edilə bilməz.
Ənənəvi performans müqayisəsinə əlavə olaraq, karbon müəssisələri iynə koksun xarakteristikasına, məsələn, istilik genişlənmə əmsalının (CTE) təsnifatına, hissəciklərin möhkəmliyinə, anizotropiya dərəcəsinə, inhibə edilməmiş və inhibə edilmiş vəziyyətdə genişlənmə məlumatlarına və genişlənmə ilə daralma arasındakı temperatur diapazonuna da diqqət yetirməlidirlər. İynə koksun bu istilik xüsusiyyətləri qrafit elektrodunun istehsal prosesində qrafitləşmə prosesinin idarə olunması üçün çox vacib olduğundan, əlbəttə ki, bağlayıcı və hopdurucu maddə asfaltın qovrulmasından sonra əmələ gələn asfalt koksun istilik xüsusiyyətlərinin təsiri də istisna edilmir.
1. İynə kokosunun anizotropiyasının müqayisəsi
Ultra yüksək güclü qrafit elektrod istehsalının anizotrop dərəcəli performans təhlili iynə koksu xammalının keyfiyyətinin qiymətləndirilməsidir və ya vacib bir analiz metodu deyil. Əlbəttə ki, anizotropiya dərəcəsinin ölçüsü də elektrod istehsal prosesinə müəyyən təsir göstərir. Elektrik enerjisinin anizotropiya dərəcəsi orta gücdəki kiçik elektrodun anizotropiya dərəcəsinə nisbətən son dərəcə istilik şoku performansına nisbətən yaxşıdır.
Hazırda Çində kömür iynə koksu istehsalı neft iynə koksu istehsalından daha çoxdur. Karbon müəssisələrinin yüksək xammal dəyəri və qiyməti səbəbindən, UHP elektrod istehsalında 100% yerli iynə koksundan istifadə etmək, eyni zamanda elektrod istehsal etmək üçün müəyyən nisbətdə kalsifikasiya olunmuş neft koksu və qrafit tozu əlavə etmək çətindir. Buna görə də, yerli iynə koksu istehsalının anizotropiyasını qiymətləndirmək çətindir.
2. İynə kokosunun xətti və həcm xüsusiyyətləri
İynə koksun xətti və həcm dəyişmə performansı əsasən elektrod tərəfindən istehsal olunan qrafit prosesində əks olunur. Temperaturun dəyişməsi ilə iynə koksu qrafit prosesinin qızması prosesində xətti və həcm genişlənməsinə və büzülməsinə məruz qalacaq ki, bu da qrafit prosesində elektrodla qızardılmış kütlənin xətti və həcm dəyişməsinə birbaşa təsir göstərir. Bu, xam koksun müxtəlif xüsusiyyətlərinin istifadəsi, iynə koksun müxtəlif dərəcəli dəyişiklikləri üçün eyni deyil. Bundan əlavə, iynə koksun və kalsine edilmiş neft koksun müxtəlif dərəcəli xətti və həcm dəyişikliklərinin temperatur diapazonu da fərqlidir. Yalnız xam koksun bu xüsusiyyətini mənimsəməklə qrafit kimyəvi ardıcıllığının istehsalını daha yaxşı idarə edə və optimallaşdıra bilərik. Bu, xüsusilə ardıcıl qrafitləşmə prosesində özünü göstərir.
Xətti genişlənmə əvvəlcə neft iynə koksu qızmağa başlayanda baş verir, lakin xətti daralmanın başlanğıcındakı temperatur adətən maksimum kalsinasiya temperaturundan geri qalır. 1525℃-dən 1725℃-ə qədər xətti genişlənmə başlayır və bütün xətti daralmanın temperatur diapazonu dar, cəmi 200℃-dir. Adi gecikmiş neft koksu üçün bütün xətti daralmanın temperatur diapazonu iynə koksu üçündən daha böyükdür və kömür iynə koksu bu iki arasındadır, neft iynə koksundan bir qədər böyükdür. Yaponiyadakı Osaka Sənaye Texnologiyaları Test İnstitutunun sınaq nəticələri göstərir ki, koksun istilik göstəriciləri nə qədər pis olarsa, xəttin büzülmə temperatur diapazonu bir o qədər böyükdür, xəttin büzülmə temperatur diapazonu 500 ~ 600℃-ə qədər dəyişir və xəttin büzülmə temperaturunun başlanğıcı aşağı olarsa, 1150 ~ 1200℃-də xəttin büzülməsi baş verməyə başlayır ki, bu da adi gecikmiş neft koksu üçün xarakterikdir.
İynə koksun istilik xüsusiyyətləri nə qədər yaxşı və anizotropiyası nə qədər böyükdürsə, xətti daralma temperatur diapazonu bir o qədər daralır. Bəzi yüksək keyfiyyətli neft iynə koksunda yalnız 100 ~ 150℃ xətti daralma temperatur diapazonu var. Karbon müəssisələri üçün müxtəlif xammal koksun xətti genişlənməsi, daralması və yenidən genişlənməsi xüsusiyyətlərini başa düşdükdən sonra qrafitləşmə prosesinin istehsalına rəhbərlik etmək çox faydalıdır ki, bu da ənənəvi təcrübə rejimindən istifadə nəticəsində yaranan bəzi lazımsız keyfiyyətli tullantıların qarşısını ala bilər.
Yayımlanma vaxtı: 08 Oktyabr 2021