इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेसच्या कमी कालावधीच्या प्रक्रियेत आणि कमी-कार्बन प्रगलन प्रक्रियेत ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोक कोणती महत्त्वाची भूमिका बजावतो?

इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (EAF) शॉर्ट प्रोसेस आणि लो-कार्बन स्टील निर्मितीमध्ये ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोकची प्रमुख भूमिका आणि विश्लेषण

१. ग्राफाईट इलेक्ट्रोड्ससाठी मुख्य कच्चा माल, जो EAF शॉर्ट प्रोसेसच्या कार्यक्षम संचालनास साहाय्य करतो.

१. कच्च्या मालाची वैशिष्ट्ये आणि प्रक्रियेची सुसंगतता: ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोक हे पेट्रोलियम कोकवर २,५००°C पेक्षा जास्त तापमानात ग्राफाइटीकरण प्रक्रिया करून मिळवलेले उत्पादन आहे, ज्यामुळे त्याची स्फटिक रचना अस्फटिकी अवस्थेतून अत्यंत सुव्यवस्थित ग्रॅफाइट स्वरूपात रूपांतरित होते. यात उच्च विद्युत वाहकता, उच्च औष्णिक वाहकता, अत्यंत उष्णता प्रतिरोध (३,०००°C पेक्षा जास्त तापमान सहन करण्याची क्षमता) आणि रासायनिक स्थिरता हे गुणधर्म आहेत. या गुणधर्मांमुळे, EAF पोलाद निर्मितीमधील मुख्य प्रवाहकीय घटक असलेले ग्रॅफाइट इलेक्ट्रोड तयार करण्यासाठी हा एक आदर्श कच्चा माल ठरतो.

२. लघु-प्रक्रिया पोलाद निर्मितीमधील कार्यक्षमतेत सुधारणा. ईएएफ (EAF) लघु-प्रक्रिया प्रामुख्याने स्क्रॅप स्टीलचा फीडस्टॉक म्हणून वापर करते, त्याला थेट वितळवते आणि ग्राफाइट इलेक्ट्रोड्सद्वारे निर्माण होणाऱ्या विद्युत आर्कद्वारे अशुद्धींचे ऑक्सिडीकरण करते. पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस-बेसिक ऑक्सिजन फर्नेस (BF-BOF) दीर्घ प्रक्रियेच्या (ज्यासाठी लोहखनिज आणि कोकिंग कोळसा आवश्यक असतो) तुलनेत, ईएएफ (EAF) लघु-प्रक्रिया लोहनिर्मितीचा टप्पा वगळते, ज्यामुळे प्रक्रियेचा कालावधी ६०% पेक्षा जास्त कमी होतो, ऊर्जेचा वापर जवळपास ६०% ने कमी होतो आणि CO₂ उत्सर्जन अंदाजे ८०% ने कमी होते. या प्रक्रियेत ग्राफाइटीकृत पेट्रोलियम कोक-आधारित उच्च-कार्यक्षमता ग्राफाइट इलेक्ट्रोड्स महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात:

• उच्च विद्युत वाहकता: विद्युत ऊर्जेचा अपव्यय कमी करते, आर्कची औष्णिक कार्यक्षमता वाढवते आणि प्रगलन चक्रांचा कालावधी कमी करते (उदा., क्वांटम ईएएफ पारंपरिक पद्धतींच्या तुलनेत प्रगलन वेळ ५०% ने कमी करतात).
• उष्णता प्रतिरोध: EAF च्या आतील अत्यंत तापमानाला तोंड देते, ज्यामुळे इलेक्ट्रोडचा वापर कमी होतो (उदा., पारंपरिक भट्ट्यांच्या तुलनेत इको-EAF मध्ये इलेक्ट्रोडचा वापर ५७.५% ने कमी होतो).
• रासायनिक स्थिरता: इलेक्ट्रोड आणि वितळलेले पोलाद किंवा स्लॅग यांच्यातील अभिक्रिया रोखते, ज्यामुळे पोलादाची शुद्धता सुनिश्चित होते.

II. कमी-कार्बन पोलाद निर्मितीला चालना: कच्च्या मालापासून प्रक्रियांपर्यंत हरित परिवर्तन

१. कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यासाठी जीवाश्म इंधनांना पर्याय देणे. पारंपरिक दीर्घ प्रक्रिया इंधन आणि क्षपणकारक म्हणून कोळशावर मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून असते, ज्यामुळे कार्बनची तीव्रता जास्त असते. याउलट, EAF ची संक्षिप्त प्रक्रिया ऊर्जा स्रोत म्हणून भंगार पोलाद आणि वीज वापरते, आणि ग्राफाइटयुक्त पेट्रोलियम कोकपासून बनवलेल्या ग्राफाइट इलेक्ट्रोड्सद्वारे "कोळशाची विजेत" बदली साधते. जर ही प्रक्रिया अक्षय ऊर्जा (उदा., सौर किंवा पवन) द्वारे चालवली गेली, तर कार्बन उत्सर्जन जवळजवळ शून्यावर आणणे शक्य होते. उदाहरणार्थ, इको-EAFs कमी-कार्बनयुक्त कच्च्या मालाला वितळवण्यासाठी हरित ऊर्जेचा वापर करतात, आणि "कार्बन-विरहित" तंत्रज्ञानाने व जवळजवळ शून्य CO₂ उत्सर्जनासह पोलादी बिलेट्स तयार करतात.

२. टाकाऊ उष्णता पुनर्प्राप्ती आणि ऊर्जा कार्यक्षमता अनुकूलन: ग्राफाइटयुक्त पेट्रोलियम कोकची उच्च औष्णिक वाहकता EAFs मध्ये टाकाऊ उष्णता पुनर्प्राप्ती प्रणालींच्या अंमलबजावणीस मदत करते. उच्च-तापमानाचे, धूळयुक्त धुराचे वायू (जे एकूण ऊर्जेच्या ११-२०% ऊर्जा वाया घालवतात) स्क्रॅपच्या पूर्व-तापमानासाठी किंवा वीज निर्मितीसाठी ग्राफाइट इलेक्ट्रोड किंवा विशेष उष्णता विनिमयकांद्वारे उष्णता पुनर्प्राप्त करू शकतात, ज्यामुळे ऊर्जेचा वापर लक्षणीयरीत्या कमी होतो. उदाहरणार्थ, स्क्रॅप पूर्व-तापमान तंत्रज्ञान स्क्रॅपचे तापमान सभोवतालच्या तापमानापासून ६००°C पेक्षा जास्त वाढवते, ज्यामुळे प्रगलन चक्र १५-२०% ने कमी होते आणि प्रति टन स्टीलसाठी लागणाऱ्या विजेच्या वापरात ३६.९५-४०.२२% ने कपात होते.

३. भंगार पोलाद संसाधनांच्या चक्रीय वापरास प्रोत्साहन देणे. ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोकवर चालणारी EAF शॉर्ट प्रोसेस, पोलाद उद्योगाला 'संसाधने-उत्पादने-कचरा' या रेषीय मॉडेलमधून 'संसाधने-उत्पादने-पुनर्वापर केलेली संसाधने' या चक्रीय चौकटीकडे वळवते. २०२४ पर्यंत, आघाडीच्या कंपन्यांनी अत्यंत पातळ, अत्यंत उच्च-शक्तीच्या ऑटोमोटिव्ह हॉट-स्टॅम्पिंग स्टीलचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन साध्य केले आहे, ज्यामुळे वजन कमी करण्याच्या मागण्या पूर्ण होतात आणि त्याच वेळी 'ग्रीन स्टील'चे खर्च व पर्यावरणीय फायदे यांच्यात संतुलन साधले जाते.

III. तांत्रिक सुधारणा आणि बाजारपेठेतील कल: ग्राफाइटयुक्त पेट्रोलियम कोकचे ‘अदृश्य’ मूल्य उजळून निघते

१. उच्च-कार्यक्षमता उत्पादनांची वाढती मागणी: EAF क्षमता विस्तारत असताना (उदा., ४०० टनांपेक्षा जास्त क्षमतेच्या भट्ट्या) आणि प्रगलन तंत्रज्ञान प्रगत होत असताना (उदा., क्वांटम EAF, इको-EAF), उच्च-गुणवत्तेच्या ग्रॅफाइट इलेक्ट्रोड्सची मागणी वाढत आहे. एक महत्त्वपूर्ण कच्चा माल म्हणून, ग्रॅफायटीकृत पेट्रोलियम कोकला शुद्धता (राखेचे प्रमाण <०.५%), एकाधिक इम्प्रग्नेशन (३-४ चक्रे), आणि अति-उच्च-तापमान ग्रॅफायटीकरण (रोधकता <४ μΩ·m) या निकषांवर तीव्र स्पर्धेला सामोरे जावे लागत आहे.

२. चीनच्या “ड्युअल कार्बन” उद्दिष्टांनुसार, ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोक उत्पादक हरित ऊर्जा उत्पादन आणि कार्बन ट्रेडिंगद्वारे कार्बन फूटप्रिंट कमी करतात, “ग्रीन प्रीमियम” मिळवतात आणि आंतरराष्ट्रीय उच्च-स्तरीय ग्राहकांना आकर्षित करतात. आघाडीच्या कंपन्या “कोक कच्चा माल-ग्राफाइटायझेशन-ॲनोड मटेरियल” यांचा समावेश असलेल्या एकात्मिक औद्योगिक चक्रांची निर्मिती करण्यासाठी उभ्या दिशेनेही विस्तार करत आहेत, ज्यामुळे पुरवठा साखळी स्थिर होते आणि खर्च कमी होतो.

३. धोरणात्मक आणि बाजार-चालित वाढ: चीनच्या 'पोलाद उद्योगाच्या उच्च-गुणवत्तेच्या विकासाला चालना देण्यासंबंधीच्या मार्गदर्शक तत्त्वां'सारखी धोरणे EAF (इलेक्ट्रिक एअर फ्लो) चा अवलंब करण्यास स्पष्टपणे प्रोत्साहन देतात, ज्यामुळे २०२५ पर्यंत EAF पोलाद निर्मितीचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढण्याचा अंदाज आहे. EAF साठी एक मुख्य कच्चा माल म्हणून, ग्राफाइटाइज्ड पेट्रोलियम कोकच्या बाजारपेठेत सातत्यपूर्ण वाढ दिसून येईल, ज्यामुळे हा उद्योग उच्च कार्यक्षमता आणि कमी उत्सर्जनाकडे वाटचाल करेल.