ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड आणि सुई कोक

कार्बन मटेरियल उत्पादन प्रक्रिया ही एक कडक नियंत्रित प्रणाली अभियांत्रिकी आहे, ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडचे उत्पादन, विशेष कार्बन मटेरियल, अॅल्युमिनियम कार्बन, नवीन उच्च दर्जाचे कार्बन मटेरियल हे कच्च्या मालाच्या वापरापासून, उपकरणे, तंत्रज्ञान, चार उत्पादन घटकांचे व्यवस्थापन आणि संबंधित मालकीच्या तंत्रज्ञानापासून अविभाज्य आहेत.

कार्बन मटेरियलची मूलभूत वैशिष्ट्ये ठरवणारे कच्चा माल हे महत्त्वाचे घटक आहेत आणि कच्च्या मालाची कार्यक्षमता उत्पादित कार्बन मटेरियलची कार्यक्षमता ठरवते. UHP आणि HP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडच्या उत्पादनासाठी, उच्च दर्जाचे सुई कोक ही पहिली पसंती आहे, परंतु उच्च दर्जाचे बाईंडर डांबर, गर्भाधान करणारे एजंट डांबर देखील आहे. परंतु केवळ उच्च दर्जाचे कच्चे माल, उपकरणे, तंत्रज्ञान, व्यवस्थापन घटक आणि संबंधित मालकी तंत्रज्ञानाचा अभाव, उच्च दर्जाचे UHP, HP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड तयार करण्यास देखील अक्षम आहे.

हा लेख उच्च दर्जाच्या सुई कोकच्या वैशिष्ट्यांवर लक्ष केंद्रित करतो, ज्यामुळे सुई कोक उत्पादक, इलेक्ट्रोड उत्पादक, वैज्ञानिक संशोधन संस्था यांच्यासाठी काही वैयक्तिक मते स्पष्ट होतात.

जरी चीनमध्ये सुई कोकचे औद्योगिक उत्पादन परदेशी उद्योगांपेक्षा उशिरा झाले असले तरी, अलिकडच्या वर्षांत ते वेगाने विकसित झाले आहे आणि आकार घेऊ लागले आहे. एकूण उत्पादनाच्या प्रमाणात, ते मुळात देशांतर्गत कार्बन उद्योगांद्वारे उत्पादित केलेल्या UHP आणि HP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडसाठी सुई कोकची मागणी पूर्ण करू शकते. तथापि, परदेशी उद्योगांच्या तुलनेत सुई कोकच्या गुणवत्तेत अजूनही एक विशिष्ट अंतर आहे. बॅच कामगिरीतील चढ-उतार मोठ्या आकाराच्या UHP आणि HP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडच्या उत्पादनात उच्च-गुणवत्तेच्या सुई कोकच्या मागणीवर परिणाम करतात, विशेषतः ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड जॉइंटचे उत्पादन पूर्ण करू शकणारे उच्च-गुणवत्तेचे जॉइंट सुई कोक नाही.

मोठ्या प्रमाणात UHP, HP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड तयार करणारे परदेशी कार्बन उपक्रम बहुतेकदा उच्च-गुणवत्तेच्या पेट्रोलियम सुई कोकची मुख्य कच्चा माल कोक म्हणून पहिली पसंती असतात, जपानी कार्बन उपक्रम देखील काही कोळसा मालिका सुई कोक कच्चा माल म्हणून वापरतात, परंतु केवळ ग्राफाइट इलेक्ट्रोड उत्पादनाच्या खालील φ 600 मिमी स्पेसिफिकेशनसाठी. सध्या, चीनमध्ये सुई कोक प्रामुख्याने कोळसा मालिका सुई कोक आहे. कार्बन उपक्रमांद्वारे उच्च-गुणवत्तेच्या मोठ्या प्रमाणात UHP ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडचे उत्पादन बहुतेकदा आयात केलेल्या पेट्रोलियम मालिका सुई कोकवर अवलंबून असते, विशेषत: कच्चा माल कोक म्हणून आयात केलेल्या जपानी सुईशिमा तेल मालिका सुई कोक आणि ब्रिटिश HSP तेल मालिका सुई कोकसह उच्च-गुणवत्तेच्या संयुक्त उत्पादनावर अवलंबून असते.

सध्या, विविध उद्योगांद्वारे उत्पादित केलेल्या सुई कोकची तुलना सामान्यतः राखेचे प्रमाण, खरी घनता, सल्फरचे प्रमाण, नायट्रोजनचे प्रमाण, कण आकार वितरण, थर्मल एक्सपेंशन गुणांक इत्यादी पारंपारिक कामगिरी निर्देशांकांद्वारे परदेशी सुई कोकच्या व्यावसायिक कामगिरी निर्देशांकांशी केली जाते. तथापि, परदेशी देशांच्या तुलनेत सुई कोक वर्गीकरणाच्या वेगवेगळ्या ग्रेडचा अजूनही अभाव आहे. म्हणूनच, बोलचालीत "युनिफाइड गुड्स" साठी वापरल्या जाणाऱ्या सुई कोकचे उत्पादन उच्च-गुणवत्तेच्या प्रीमियम सुई कोकच्या ग्रेडचे प्रतिबिंबित करू शकत नाही.

पारंपारिक कामगिरी तुलनेव्यतिरिक्त, कार्बन उद्योगांनी सुई कोकच्या वैशिष्ट्यांकडे देखील लक्ष दिले पाहिजे, जसे की थर्मल एक्सपेंशन कोएन्शियंट (CTE) चे वर्गीकरण, कण शक्ती, अॅनिसोट्रॉपी डिग्री, नॉन-इनहिबिटेड स्टेट आणि इनहिबिटेड स्टेटमधील विस्तार डेटा आणि विस्तार आणि आकुंचन दरम्यान तापमान श्रेणी. सुई कोकचे हे थर्मल गुणधर्म ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडच्या उत्पादन प्रक्रियेत ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेच्या नियंत्रणासाठी खूप महत्वाचे असल्याने, अर्थातच, बाईंडर आणि इंप्रेग्नेटिंग एजंट डांबर भाजल्यानंतर तयार होणाऱ्या डांबर कोकच्या थर्मल गुणधर्मांचा प्रभाव वगळला जात नाही.

१. सुई कोकच्या अ‍ॅनिसोट्रॉपीची तुलना

(अ) नमुना: घरगुती कार्बन कारखान्याचा φ ५०० मिमी UHP इलेक्ट्रोड बॉडी;

कच्चा माल सुई कोक: जपानी नवीन केमिकल एलपीसी-यू ग्रेड, गुणोत्तर: १००%एलपीसी-यू ग्रेड; विश्लेषण: एसजीएल ग्रीशेम प्लांट; कामगिरी निर्देशक तक्ता १ मध्ये दर्शविले आहेत.

(ब) नमुना: घरगुती कार्बन कारखान्याचा φ ४५० मिमीएचपी इलेक्ट्रोड बॉडी; कच्चा माल सुई कोक: घरगुती कारखान्याचा तेल सुई कोक, प्रमाण: १००%; विश्लेषण: शेडोंग बाझान कार्बन प्लांट; कामगिरी निर्देशक तक्ता २ मध्ये दर्शविले आहेत.

तक्ता १ आणि तक्ता २ च्या तुलनेवरून दिसून येते की, नवीन दैनिक रासायनिक कोळशाच्या मापनाच्या सुई कोकच्या lPC-U ग्रेडमध्ये थर्मल गुणधर्मांची मोठी अ‍ॅनिसोट्रॉपी आहे, ज्यामध्ये CTE ची अ‍ॅनिसोट्रॉपी ३.६१~४.५५ पर्यंत पोहोचू शकते आणि प्रतिरोधकतेची अ‍ॅनिसोट्रॉपी देखील मोठी आहे, २.०६~२.२५ पर्यंत पोहोचते. याशिवाय, घरगुती पेट्रोलियम सुई कोकची लवचिक ताकद नवीन दैनिक रासायनिक LPC-U ग्रेड कोळसा मापन सुई कोकपेक्षा चांगली आहे. अ‍ॅनिसोट्रॉपीचे मूल्य नवीन दैनिक रासायनिक LPC-U कोळसा मापन सुई कोकपेक्षा खूपच कमी आहे.

अल्ट्रा हाय पॉवर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड उत्पादन अॅनिसोट्रॉपिक डिग्री कामगिरी विश्लेषण म्हणजे सुई कोक कच्च्या मालाच्या गुणवत्तेचा अंदाज घेणे किंवा ती एक महत्त्वाची विश्लेषण पद्धत नाही, अॅनिसोट्रॉपीच्या डिग्रीचा आकार, अर्थातच, इलेक्ट्रोड उत्पादन प्रक्रियेवर देखील विशिष्ट प्रभाव पाडतो, विजेच्या अॅनिसोट्रॉपीची डिग्री अत्यंत थर्मल शॉक कामगिरीपेक्षा लहान इलेक्ट्रोडच्या सरासरी पॉवरची अॅनिसोट्रॉपी डिग्री चांगली असते.

सध्या, चीनमध्ये कोळशाच्या सुई कोकचे उत्पादन पेट्रोलियम सुई कोकपेक्षा खूप जास्त आहे. कार्बन उद्योगांच्या कच्च्या मालाची किंमत आणि किंमत जास्त असल्याने, UHP इलेक्ट्रोडच्या उत्पादनात 100% देशांतर्गत सुई कोक वापरणे कठीण आहे, तर इलेक्ट्रोड तयार करण्यासाठी कॅल्क्टेड पेट्रोलियम कोक आणि ग्रेफाइट पावडरचा विशिष्ट प्रमाणात समावेश करणे कठीण आहे. म्हणून, देशांतर्गत सुई कोकच्या अॅनिसोट्रॉपीचे मूल्यांकन करणे कठीण आहे.

२. सुई कोकचे रेषीय आणि आकारमानात्मक गुणधर्म

सुई कोकची रेषीय आणि आकारमान बदल कार्यक्षमता प्रामुख्याने इलेक्ट्रोडद्वारे उत्पादित केलेल्या ग्रेफाइट प्रक्रियेत प्रतिबिंबित होते. तापमान बदलल्याने, ग्रेफाइट प्रक्रियेच्या गरम होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान सुई कोक रेषीय आणि आकारमान विस्तार आणि आकुंचन अनुभवेल, ज्यामुळे ग्रेफाइट प्रक्रियेत इलेक्ट्रोड रोस्टेड बिलेटच्या रेषीय आणि आकारमान बदलावर थेट परिणाम होतो. कच्च्या कोकच्या वेगवेगळ्या गुणधर्मांच्या वापरासाठी हे समान नाही, सुई कोकचे वेगवेगळे ग्रेड बदलतात. शिवाय, सुई कोक आणि कॅल्साइंड पेट्रोलियम कोकच्या वेगवेगळ्या ग्रेडच्या रेषीय आणि आकारमान बदलांची तापमान श्रेणी देखील भिन्न आहे. कच्च्या कोकच्या या वैशिष्ट्यावर प्रभुत्व मिळवूनच आपण ग्रेफाइट रासायनिक अनुक्रमाचे उत्पादन अधिक चांगल्या प्रकारे नियंत्रित आणि ऑप्टिमाइझ करू शकतो. हे विशेषतः मालिका ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेत स्पष्ट होते.

तक्ता ३ मध्ये यूकेमधील कोनोकोफिलिप्सने उत्पादित केलेल्या पेट्रोलियम सुई कोकच्या तीन ग्रेडमधील रेषीय आणि आकारमानातील बदल आणि तापमान श्रेणी दर्शविल्या आहेत. जेव्हा ऑइल सुई कोक गरम होऊ लागतो तेव्हा रेषीय विस्तार प्रथम होतो, परंतु रेषीय आकुंचनाच्या सुरुवातीला तापमान सहसा कमाल कॅल्सीनेशन तापमानापेक्षा मागे असते. १५२५℃ ते १७२५℃ पर्यंत, रेषीय विस्तार सुरू होतो आणि संपूर्ण रेषीय आकुंचनाची तापमान श्रेणी अरुंद असते, फक्त २००℃. सामान्य विलंबित पेट्रोलियम कोकच्या संपूर्ण रेषीय आकुंचनाची तापमान श्रेणी सुई कोकपेक्षा खूप मोठी असते आणि कोळशाची सुई कोक या दोघांच्या दरम्यान असते, ऑइल सुई कोकपेक्षा थोडी मोठी असते. जपानमधील ओसाका इंडस्ट्रियल टेक्नॉलॉजी टेस्ट इन्स्टिट्यूटच्या चाचणी निकालांवरून असे दिसून येते की कोकची थर्मल कामगिरी जितकी वाईट असेल तितकी रेषेचे संकोचन तापमान श्रेणी जास्त असेल, 500 ~ 600℃ पर्यंत रेषेचे संकोचन तापमान श्रेणी असेल आणि रेषेचे संकोचन तापमान कमी असेल, 1150 ~ 1200℃ वर रेषेचे संकोचन होऊ लागले, जे सामान्य विलंबित पेट्रोलियम कोकचे वैशिष्ट्य देखील आहे.

सुई कोकचे थर्मल गुणधर्म जितके चांगले असतील आणि अॅनिसोट्रॉपी जितकी जास्त असेल तितकी रेषीय आकुंचनाची तापमान श्रेणी अरुंद होईल. काही उच्च-गुणवत्तेच्या तेल सुई कोकमध्ये फक्त 100 ~ 150℃ रेषीय आकुंचन तापमान श्रेणी असते. विविध कच्च्या मालाच्या कोकच्या रेषीय विस्तार, आकुंचन आणि पुनर्विस्ताराची वैशिष्ट्ये समजून घेतल्यानंतर ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेच्या उत्पादनाचे मार्गदर्शन करणे कार्बन उद्योगांसाठी खूप फायदेशीर आहे, ज्यामुळे पारंपारिक अनुभवात्मक मोड वापरल्याने होणारे काही अनावश्यक दर्जेदार कचरा उत्पादने टाळता येतात.

३ निष्कर्ष

कच्च्या मालाच्या विविध वैशिष्ट्यांवर प्रभुत्व मिळवा, वाजवी उपकरणे जुळवणी निवडा, तंत्रज्ञानाचे चांगले संयोजन करा आणि एंटरप्राइझ व्यवस्थापन अधिक वैज्ञानिक आणि वाजवी आहे, संपूर्ण प्रक्रिया प्रणालीची ही मालिका कडकपणे नियंत्रित आणि स्थिर आहे, असे म्हटले जाऊ शकते की उच्च-गुणवत्तेचे अल्ट्रा-उच्च पॉवर, उच्च पॉवर ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड तयार करण्याचा आधार आहे.