Điện cực than chì và cốc kim

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 việc sử dụng nguyên liệu, thiết bị, công nghệ, quản lý bốn yếu tố sản xuất và độc quyền liên quan Công nghệ.

Nguyên liệu 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 chất lượng cao là lựa chọn hàng đầu, ngoài ra còn có nhựa đường chất kết dính chất lượng cao, nhựa đường chất ngâm tẩm.Nhưng chỉ có nguồn 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 điện cực than chì UHP, HP chất lượng cao.

Bài viết này tập trung vào các đặc điểm của cốc kim chất lượng cao để nêu ra một số quan điểm cá nhân, cho các nhà sản xuất cốc kim, nhà sản xuất điện cực, viện nghiên cứu khoa học thảo luận.

Mặc dù sản xuất công nghiệp luyện kim ở Trung Quốc muộn hơn so với các doanh nghiệp nước ngoài, nhưng nó đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây và đã bắt đầu hình thành.Về tổng sản lượng sản xuất, về cơ bản có thể đáp ứng được nhu cầu than kim cho điện cực graphit UHP và HP do các doanh nghiệp cacbon trong nước sản xuất.Tuy nhiên, vẫn còn khoảng cách nhất định về chất lượng than cốc so với các doanh nghiệp nước ngoài.Sự biến động của hiệu suất lô ảnh hưởng đến nhu cầu về than cốc chất lượng cao trong sản xuất điện cực than chì UHP và HP kích thước lớn, đặc biệt là không có cốc kim nối chất lượng cao nào có thể đáp ứng được việc sản xuất điện cực than chì.

Các doanh nghiệp carbon nước ngoài sản xuất quy cách lớn UHP, điện cực than chì HP thường là lựa chọn hàng đầu của than cốc kim loại chất lượng cao làm nguyên liệu chính than cốc, các doanh nghiệp carbon Nhật Bản cũng sử dụng một số than cốc kim dòng làm nguyên liệu thô, nhưng chỉ cho những trường hợp sau φ Đặc điểm kỹ thuật 600 mm của sản xuất điện cực graphit.Hiện tại, than kim loại ở Trung Quốc chủ yếu là than kim loại.Việc sản xuất điện cực graphit UHP quy mô lớn chất lượng cao của các doanh nghiệp cacbon thường dựa vào than cốc nhập khẩu từ dầu mỏ, đặc biệt là sản xuất liên doanh chất lượng cao với cốc kim loại dầu Suishima nhập khẩu của Nhật Bản và cốc kim loại dầu HSP của Anh làm than cốc nguyên liệu.

Hiện tại, than cốc do nhiều doanh nghiệp sản xuất thường được so sánh với chỉ số hiệu suất thương mại của cốc kim loại nước ngoài bằng các chỉ số hiệu suất thông thường, chẳng hạn như hàm lượng tro, tỷ trọng thực, hàm lượng lưu huỳnh, hàm lượng nitơ, phân bố cỡ hạt, hệ số giãn nở nhiệt, v.v. trên.Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các cấp phân loại cốc kim khác so với nước ngoài.Do đó, việc sản xuất cốc kim một cách thông thường cũng là “hàng hóa thống nhất”, không thể phản ánh chất lượng của cốc kim loại cao cấp chất lượng cao.

Ngoài việc so sánh hiệu suất thông thường, các doanh nghiệp carbon cũng nên chú ý đến đặc tính của than cốc, chẳng hạn như phân loại hệ số giãn nở nhiệt (CTE), độ bền của 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 giãn nở và co lại.Bởi vì các đặc tính nhiệt này của than cốc rất quan trọng đối với việc kiểm soát quá trình graphit hóa trong quá trình sản xuất điện cực graphit, tất nhiên, ảnh hưởng của các đặc tính nhiệt của cốc nhựa đường hình thành sau khi rang chất kết dính và chất ngâm tẩm nhựa đường không bị loại trừ.

1. So sánh tính dị hướng của than cốc

(A) Mẫu: Thân điện cực φ 500 mm UHP của một nhà máy cacbon trong nước;

Nguyên liệu than cốc: Hóa chất mới cấp LPC-U của Nhật Bản, tỷ lệ: 100% cấp LPC-U;Phân tích: Nhà máy SGL Griesheim;Các chỉ số hoạt động được thể hiện trong Bảng 1.

(B) Mẫu: Thân điện cực φ 450 mmHP của nhà máy cacbon trong nước;Nguyên liệu than cốc: than cốc dầu nhà máy sản xuất trong nước, tỷ lệ: 100%;Phân tích: Nhà máy Carbon Bazan Sơn Đông;Các chỉ số hoạt động được thể hiện trong Bảng 2.

Như có thể thấy từ sự so sánh của Bảng 1 và Bảng 2, cấp lPC-U của than cốc hóa học mới hàng ngày có tính dị hướng nhiệt lớn, 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 cốc kim xăng dầu trong nước tốt hơn so với cốc than kim loại LPC-U dùng hóa chất mới hàng ngày.Giá trị của tính dị hướng thấp hơn nhiều so với giá trị của than kim LPC-U đo hóa chất mới hàng ngày.

Sản xuất điện cực graphite công suất cực cao Phân tích hiệu suất mức độ dị hướng là ước tính chất lượng nguyên liệu than cốc kim hay không là một 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 dị hướng về điện Hiệu suất sốc nhiệt cực cao hơn độ dị hướng của công suất trung bình của điện cực nhỏ là tốt.

Hiện tại, sản lượng luyện kim than ở Trung Quốc lớn hơn nhiều so với luyện kim từ dầu mỏ.Do chi phí nguyên liệu và giá thành cao của các doanh nghiệp cacbon, khó có thể sử dụng 100% than cốc trong nước để sản xuất điện cực UHP, đồng thời phải bổ sung một tỷ lệ nhất định than cốc và bột than chì nung để sản xuất điện cực.Do đó, rất khó để đánh giá tính dị hướng của than cốc trong nước.

2. Tính chất tuyến tính và thể tích của than cốc

Hiệu suất thay đổi tuyến tính và thể tích của cốc kim chủ yếu được phản ánh trong quá trình graphit được tạo ra bởi điện cực.Với sự thay đổi của nhiệt độ, cốc kim sẽ trải qua quá trình giãn nở và co lại theo thể tích và tuyến tính trong quá trình quá trình than chì nóng lên, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi tuyến tính và thể tích của phôi nung điện cực trong quá trình than chì.Điều này không giống nhau đối với việc sử dụng các đặc tính khác nhau của than cốc thô, các cấp kim loại cốc khác nhau sẽ thay đổi.Hơn nữa, phạm vi nhiệt độ thay đổi tuyến tính và thể tích của các cấp khác nhau của than cốc kim và cốc dầu mỏ nung cũng khác nhau.Chỉ bằng cách nắm vững đặc tính này của than cốc thô, chúng ta mới có thể kiểm soát tốt hơn và tối ưu hóa việc sản xuất chuỗi hóa học graphit.Điều này đặc biệt rõ ràng trong quá trình graphit hóa chuỗi.

Bảng 3 cho thấy sự thay đổi tuyến tính và thể tích và phạm vi nhiệt độ của ba cấp 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 lại thường thấp hơn nhiệt độ nung tối đa.Từ 1525 ℃ đến 1725 ℃, sự giãn nở tuyến tính bắt đầu, và phạm vi nhiệt độ của sự co lại toàn bộ tuyến tính là hẹp, chỉ còn 200 ℃.Phạm vi nhiệt độ của sự co lại toàn bộ dòng của than cốc thông thường lớn hơn nhiều so với cốc kim, và cốc than nằm giữa hai, lớn hơn một chút so với cốc dầu.Kết quả thử nghiệm của Viện Kiểm tra Công nghệ Công nghiệp Osaka, Nhật Bản cho thấy hiệu suất nhiệt của than cốc càng kém thì phạm vi nhiệt độ co ngót của dây chuyền càng lớn, lên đến dải nhiệt độ co ngót 500 ~ 600 ℃ và nhiệt độ bắt đầu co ngót của dây chuyền là thấp. , ở 1150 ~ 1200 ℃ bắt đầu xảy ra hiện tượng co ngót đường dây, đây cũng là đặc điểm của than cốc chậm thông thường.

Các tính chất nhiệt càng tốt và tính dị hướng của cốc kim càng lớn thì phạm vi nhiệt độ của co tuyến tính càng hẹp.Một số cốc dầu chất lượng cao chỉ có dải nhiệt độ co tuyến tính 100 ~ 150 ℃.Sẽ rất có lợi cho các doanh nghiệp cacbon khi hướng dẫn sản xuất quy trình graphit hóa sau khi hiểu rõ các đặc điểm của quá trình giãn nở, co lại và giãn nở tuyến tính của các loại than cốc nguyên liệu thô khác nhau, điều này có thể tránh được một số chất thải chất lượng không cần thiết do sử dụng chế độ kinh nghiệm truyền thống.

3. Kết luận

Nắm vững các đặc tính đa dạng của nguyên vật liệu, lựa chọn thiết bị hợp lý, kết hợp tốt giữa công nghệ và quản lý doanh nghiệp khoa học và hợp lý hơn, chuỗi quy trình này được kiểm soát chặt chẽ và ổn định, có thể nói là có cơ sở sản xuất cao. chất lượng điện cực cao, điện cực than chì công suất cao.