Quy trình sản xuất vật liệu carbon là một hệ thống kỹ thuật được kiểm soát chặt chẽ, sản xuất điện cực than chì, vật liệu carbon đặc biệt, nhôm carbon, vật liệu carbon cao cấp mới không thể tách rời khỏi việc sử dụng nguyên liệu thô, thiết bị, công nghệ, quản lý bốn yếu tố sản xuất và độc quyền liên quan. công nghệ.
Nguyên liệu thô là yếu tố chính quyết định các đặc tính cơ bản của vật liệu carbon và hiệu suất của nguyên liệu thô quyết định hiệu suất của vật liệu carbon được sản xuất. Để sản xuất điện cực than chì UHP và HP, than cốc kim chất lượng cao là lựa chọn hàng đầu, nhưng cũng là chất kết dính nhựa đường chất lượng cao, chất tẩm nhựa đường. Nhưng chỉ có nguyên liệu chất lượng cao, thiếu thiết bị, công nghệ, yếu tố quản lý và công nghệ độc quyền liên quan cũng không thể sản xuất ra điện cực than chì UHP, HP chất lượng cao.
Bài viết này tập trung nêu đặc điểm của than cốc kim chất lượng cao nhằm trình bày một số quan điểm cá nhân, để các nhà sản xuất than cốc kim, nhà sản xuất điện cực, viện nghiên cứu khoa học cùng thảo luận.
Công nghiệp sản xuất than cốc ở Trung Quốc tuy muộn hơn so với các doanh nghiệp nước ngoài nhưng đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây và bắt đầu hình thành. Xét về tổng khối lượng sản xuất, về cơ bản có thể đáp ứng nhu cầu than cốc cho điện cực than chì UHP và HP do các doanh nghiệp carbon trong nước sản xuất. Tuy nhiên, vẫn có khoảng cách nhất định về chất lượng than cốc so với doanh nghiệp nước ngoài. Sự biến động của hiệu suất lô ảnh hưởng đến nhu cầu về than cốc kim chất lượng cao trong sản xuất điện cực than chì UHP và HP kích thước lớn, đặc biệt là không có than cốc kim chất lượng cao nào có thể đáp ứng được việc sản xuất khớp điện cực than chì.
Các doanh nghiệp carbon nước ngoài sản xuất than cốc có thông số kỹ thuật lớn UHP, điện cực than chì HP thường là lựa chọn hàng đầu của than cốc dầu mỏ chất lượng cao làm than cốc nguyên liệu chính, các doanh nghiệp carbon Nhật Bản cũng sử dụng một số than cốc kim dòng than làm nguyên liệu thô, nhưng chỉ dành cho những sản phẩm sau Đặc điểm kỹ thuật 600 mm của sản xuất điện cực than chì. Hiện nay, than cốc kim ở Trung Quốc chủ yếu là than cốc kim loại. Việc sản xuất điện cực than chì UHP quy mô lớn chất lượng cao của các doanh nghiệp carbon thường dựa vào than cốc kim loạt dầu mỏ nhập khẩu, đặc biệt là sản xuất than cốc kim loạt dầu Suishima nhập khẩu của Nhật Bản và than cốc kim loạt dầu HSP của Anh làm nguyên liệu thô.
Hiện nay, than cốc kim do các doanh nghiệp khác nhau sản xuất thường được so sánh với các chỉ số hiệu suất thương mại của than cốc nước ngoài bằng các chỉ số hiệu suất thông thường, như hàm lượng tro, mật độ thực, hàm lượng lưu huỳnh, hàm lượng nitơ, phân bố kích thước hạt, hệ số giãn nở nhiệt, v.v. TRÊN. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các cấp độ phân loại than cốc kim khác nhau so với nước ngoài. Vì vậy, việc sản xuất than cốc kim nói một cách thông tục cũng là “hàng thống nhất”, không phản ánh được đẳng cấp của than cốc kim loại cao cấp.
Ngoài việc so sánh hiệu suất thông thường, các doanh nghiệp carbon cũng nên chú ý đến đặc tính của than cốc kim, chẳng hạn như phân loại hệ số giãn nở nhiệt (CTE), cường độ hạt, mức độ dị hướng, dữ liệu giãn nở ở trạng thái không bị ức chế và trạng thái bị ức chế, và khoảng nhiệt độ giữa sự giãn nở và co lại. Do các tính chất nhiệt này của than cốc kim rất quan trọng đối với việc kiểm soát quá trình grafit hóa trong quá trình sản xuất điện cực than chì nên tất nhiên không loại trừ ảnh hưởng của tính chất nhiệt của than cốc nhựa đường hình thành sau khi nung chất kết dính và chất tẩm nhựa đường.
1. So sánh tính dị hướng của cốc kim
(A) Mẫu: Thân điện cực UHP φ 500 mm của nhà máy cacbon nội địa A;
Nguyên liệu than cốc kim: Loại LPC-U hóa học mới của Nhật Bản, tỷ lệ: 100% loại LPC-U; Phân tích: Nhà máy SGL Griesheim; Các chỉ số hiệu suất được thể hiện trong Bảng 1.
(B) Mẫu: Thân điện cực φ 450 mmHP của nhà máy sản xuất cacbon trong nước; Nguyên liệu than cốc kim: than cốc dầu sản xuất trong nước, tỷ lệ: 100%; Phân tích: Nhà máy Carbon Sơn Đông Bazan; Các chỉ số hiệu suất được thể hiện trong Bảng 2.
Như có thể thấy khi so sánh Bảng 1 và Bảng 2, loại than cốc kim lPC-U của các biện pháp than hóa học hàng ngày mới có tính dị hướng lớn về tính chất nhiệt, trong đó tính dị hướng của CTE có thể đạt 3,61 ~ 4,55, và tính dị hướng của điện trở suất cũng lớn, đạt 2,06~2,25. Bên cạnh đó, độ bền uốn của than cốc dầu mỏ trong nước còn tốt hơn so với than cốc đo than cấp hóa chất LPC-U mới hàng ngày. Giá trị dị hướng thấp hơn nhiều so với than cốc kim đo than LPC-U hóa chất hàng ngày mới.
Phân tích hiệu suất mức độ dị hướng sản xuất điện cực than chì công suất cực cao là ước tính chất lượng nguyên liệu thô than cốc hoặc không phải là phương pháp phân tích quan trọng, kích thước của mức độ dị hướng, tất nhiên, cũng có ảnh hưởng nhất định đến quá trình sản xuất điện cực, mức độ Tính dị hướng của điện có hiệu suất sốc nhiệt cực cao so với mức độ dị hướng của công suất trung bình của điện cực nhỏ là tốt.
Hiện nay, sản lượng than cốc kim ở Trung Quốc lớn hơn nhiều so với than cốc kim dầu mỏ. Do giá nguyên liệu và giá thành của các doanh nghiệp cacbon cao nên khó sử dụng 100% than cốc trong nước để sản xuất điện cực UHP, đồng thời bổ sung một tỷ lệ nhất định than cốc dầu mỏ nung và bột than chì để sản xuất điện cực. Vì vậy, rất khó để đánh giá tính dị hướng của than cốc kim trong nước.
2. Tính chất tuyến tính và thể tích của cốc kim
Hiệu suất thay đổi tuyến tính và thể tích của than cốc kim chủ yếu được phản ánh trong quá trình than chì được tạo ra bởi điện cực. Với sự thay đổi của nhiệt độ, than cốc kim sẽ trải qua quá trình giãn nở và co lại tuyến tính và thể tích trong quá trình làm nóng than chì, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi tuyến tính và thể tích của phôi rang điện cực trong quá trình than chì. Điều này không giống nhau khi sử dụng các đặc tính khác nhau của than cốc thô, các loại than cốc kim khác nhau sẽ thay đổi. Hơn nữa, phạm vi nhiệt độ thay đổi tuyến tính và thể tích của các loại than cốc kim và than cốc dầu mỏ nung cũng khác nhau. Chỉ khi nắm vững đặc tính này của than cốc thô, chúng ta mới có thể kiểm soát và tối ưu hóa tốt hơn quá trình sản xuất chuỗi hóa chất than chì. Điều này đặc biệt rõ ràng trong quá trình đồ họa hóa hàng loạt.
Bảng 3 cho thấy sự thay đổi tuyến tính, thể tích và phạm vi nhiệt độ của ba loại than cốc dầu mỏ do Conocophillips ở Anh sản xuất. Sự giãn nở tuyến tính xảy ra đầu tiên khi than cốc dầu bắt đầu nóng lên, nhưng nhiệt độ khi bắt đầu co tuyến tính thường chậm hơn nhiệt độ nung tối đa. Từ 1525oC đến 1725oC, quá trình giãn nở tuyến tính bắt đầu và phạm vi nhiệt độ của toàn bộ quá trình co tuyến tính là hẹp, chỉ 200oC. Phạm vi nhiệt độ co lại toàn bộ đường của than cốc dầu mỏ bị trì hoãn thông thường lớn hơn nhiều so với than cốc kim, và than cốc kim than nằm giữa hai loại, lớn hơn một chút so với than cốc dầu. Kết quả thử nghiệm của Viện thử nghiệm công nghệ công nghiệp Osaka tại Nhật Bản cho thấy hiệu suất nhiệt của than cốc càng kém thì phạm vi nhiệt độ co rút của dây chuyền càng lớn, phạm vi nhiệt độ co rút của dây chuyền lên tới 500 ~ 600oC và nhiệt độ co rút của dây chuyền bắt đầu thấp , ở 1150 ~ 1200oC bắt đầu xảy ra hiện tượng co rút đường dây, đây cũng là đặc điểm của than cốc dầu mỏ bị trì hoãn thông thường.
Đặc tính nhiệt càng tốt và tính dị hướng của than cốc kim càng lớn thì phạm vi nhiệt độ co lại tuyến tính càng hẹp. Một số than cốc dầu chất lượng cao chỉ có phạm vi nhiệt độ co tuyến tính 100 ~ 150oC. Sẽ rất có lợi cho các doanh nghiệp carbon trong việc hướng dẫn sản xuất quy trình đồ họa hóa sau khi hiểu được các đặc điểm giãn nở tuyến tính, co lại và tái giãn nở của các loại than cốc nguyên liệu thô khác nhau, điều này có thể tránh được một số chất thải có chất lượng không cần thiết do sử dụng chế độ trải nghiệm truyền thống.
3 kết luận
Nắm vững các đặc tính khác nhau của nguyên liệu thô, lựa chọn thiết bị hợp lý, kết hợp công nghệ tốt và quản lý doanh nghiệp khoa học và hợp lý hơn, chuỗi toàn bộ hệ thống quy trình này được kiểm soát chặt chẽ và ổn định, có thể nói là có cơ sở sản xuất chất lượng cao chất lượng cực cao, điện cực than chì công suất cao.
Thời gian đăng: 30/12/2021