Graphitelektrode und Nadelkoks

Der Produktionsprozess von Kohlenstoffmaterialien ist eine streng kontrollierte Systemtechnik. Die Herstellung von Graphitelektroden, speziellen Kohlenstoffmaterialien, Aluminiumkohlenstoff und neuen High-End-Kohlenstoffmaterialien ist untrennbar mit der Verwendung von Rohstoffen, Ausrüstung, Technologie, der Verwaltung von vier Produktionsfaktoren und den damit verbundenen proprietären Eigenschaften verbunden Technologie.

Rohstoffe sind die Schlüsselfaktoren, die die grundlegenden Eigenschaften von Kohlenstoffmaterialien bestimmen, und die Leistung von Rohstoffen bestimmt die Leistung von hergestellten Kohlenstoffmaterialien. Für die Herstellung von UHP- und HP-Graphitelektroden ist hochwertiger Nadelkoks die erste Wahl, aber auch hochwertiger Bindemittelasphalt, Imprägniermittelasphalt. Aber nur hochwertige Rohstoffe, der Mangel an Ausrüstung, Technologie, Managementfaktoren und damit verbundener proprietärer Technologie sind auch nicht in der Lage, hochwertige UHP- und HP-Graphitelektroden herzustellen.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Eigenschaften von hochwertigem Nadelkoks, um einige persönliche Ansichten darzulegen, die von Nadelkoksherstellern, Elektrodenherstellern und wissenschaftlichen Forschungsinstituten diskutiert werden können.

Obwohl die industrielle Produktion von Nadelkoks in China später erfolgt als die ausländischer Unternehmen, hat sie sich in den letzten Jahren rasant entwickelt und beginnt Gestalt anzunehmen. Bezogen auf das Gesamtproduktionsvolumen kann es grundsätzlich den Bedarf an Nadelkoks für UHP- und HP-Graphitelektroden decken, die von inländischen Kohlenstoffunternehmen hergestellt werden. Allerdings besteht im Vergleich zu ausländischen Unternehmen immer noch eine gewisse Qualitätslücke bei Nadelkoks. Die Schwankung der Chargenleistung wirkt sich auf die Nachfrage nach hochwertigem Nadelkoks bei der Herstellung großer UHP- und HP-Graphitelektroden aus, insbesondere gibt es keinen hochwertigen Nadelkoks, der die Produktion von Graphitelektrodenverbindungen decken kann.

Ausländische Kohlenstoffunternehmen, die großformatige UHP- und HP-Graphitelektroden herstellen, sind oft die erste Wahl für hochwertigen Erdölnadelkoks als Hauptrohstoffkoks. Japanische Kohlenstoffunternehmen verwenden auch einige Kohleseriennadelkokse als Rohstoff, jedoch nur für die folgenden φ 600 mm Spezifikation der Graphitelektrodenproduktion. Derzeit handelt es sich bei Nadelkoks in China hauptsächlich um Nadelkoks der Kohlereihe. Die Herstellung hochwertiger UHP-Graphitelektroden in großem Maßstab durch Kohlenstoffunternehmen basiert häufig auf importiertem Nadelkoks der Erdölserie, insbesondere bei der Herstellung hochwertiger Verbindungen mit importiertem Nadelkoks der japanischen Suishima-Ölserie und Nadelkoks der britischen HSP-Ölserie als Rohstoffkoks.

Gegenwärtig wird der von verschiedenen Unternehmen produzierte Nadelkoks in der Regel anhand herkömmlicher Leistungsindizes wie Aschegehalt, tatsächliche Dichte, Schwefelgehalt, Stickstoffgehalt, Partikelgrößenverteilung, Wärmeausdehnungskoeffizient usw. mit den kommerziellen Leistungsindizes von ausländischem Nadelkoks verglichen An. Allerdings mangelt es noch immer an unterschiedlichen Qualitäten der Nadelkoksklassifizierung im Vergleich zum Ausland. Daher kann die Herstellung von Nadelkoks, umgangssprachlich auch „Einheitsware“ genannt, nicht die Qualität von hochwertigem Premium-Nadelkoks widerspiegeln.

Zusätzlich zum herkömmlichen Leistungsvergleich sollten Kohlenstoffunternehmen auch auf die Charakterisierung von Nadelkoks achten, wie z. B. die Klassifizierung des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), der Partikelfestigkeit, des Anisotropiegrades, der Expansionsdaten im nicht gehemmten Zustand und im gehemmten Zustand usw Temperaturbereich zwischen Expansion und Kontraktion. Da diese thermischen Eigenschaften von Nadelkoks für die Steuerung des Graphitisierungsprozesses im Herstellungsprozess von Graphitelektroden sehr wichtig sind, ist natürlich der Einfluss der thermischen Eigenschaften von Asphaltkoks, der nach dem Rösten des Bindemittels und des Imprägniermittels Asphalt entsteht, nicht ausgeschlossen.

1. Vergleich der Anisotropie von Nadelkoks

Die Leistungsanalyse des anisotropen Grades der Ultrahochleistungs-Graphitelektrodenproduktion ist die Abschätzung der Qualität des Nadelkoks-Rohstoffs oder nicht eine wichtige Analysemethode. Die Größe des Anisotropiegrades hat natürlich auch einen gewissen Einfluss auf den Elektrodenproduktionsprozess, den Grad der Anisotropie der Elektrizität extrem thermische Schockleistung als der Anisotropiegrad der durchschnittlichen Leistung der kleinen Elektrode ist gut.

Derzeit ist die Produktion von Kohlenadelkoks in China viel größer als die von Erdölnadelkoks. Aufgrund der hohen Rohstoffkosten und -preise von Kohlenstoffunternehmen ist es schwierig, bei der Herstellung von UHP-Elektroden 100 % einheimischen Nadelkoks zu verwenden und gleichzeitig einen bestimmten Anteil an kalkiertem Petrolkoks und Graphitpulver zur Herstellung der Elektrode hinzuzufügen. Daher ist es schwierig, die Anisotropie von heimischem Nadelkoks zu beurteilen.

2. Lineare und volumetrische Eigenschaften von Nadelkoks

Die lineare und volumetrische Änderungsleistung von Nadelkoks spiegelt sich hauptsächlich im Graphitprozess wider, der von der Elektrode erzeugt wird. Mit der Temperaturänderung erfährt der Nadelkoks während des Erhitzungsprozesses des Graphitprozesses eine lineare und volumetrische Ausdehnung und Kontraktion, was sich direkt auf die lineare und volumetrische Änderung des elektrodengerösteten Barrens im Graphitprozess auswirkt. Dies gilt nicht für die Verwendung unterschiedlicher Eigenschaften von Rohkoks und unterschiedlicher Qualität von Nadelkoks. Darüber hinaus ist auch der Temperaturbereich der linearen und Volumenänderungen verschiedener Qualitäten von Nadelkoks und kalziniertem Petrolkoks unterschiedlich. Nur wenn wir diese Eigenschaft von Rohkoks beherrschen, können wir die chemische Sequenz der Graphitproduktion besser steuern und optimieren. Besonders deutlich wird dies beim Seriengraphitierungsprozess.

Die lineare Expansion tritt zuerst auf, wenn sich Ölnadelkoks zu erwärmen beginnt, aber die Temperatur zu Beginn der linearen Kontraktion bleibt normalerweise hinter der maximalen Kalzinierungstemperatur zurück. Von 1525℃ bis 1725℃ beginnt die lineare Expansion, und der Temperaturbereich der gesamten linearen Kontraktion ist eng und beträgt nur 200℃. Der Temperaturbereich der gesamten Linienkontraktion des gewöhnlichen verzögerten Petrolkokses ist viel größer als der des Nadelkokses, und der Kohlenadelkoks liegt zwischen den beiden und ist etwas größer als der des Ölnadelkokses. Die Testergebnisse des Osaka Industrial Technology Test Institute in Japan zeigen, dass je schlechter die thermische Leistung von Koks ist, desto größer ist der Temperaturbereich der Linienschrumpfung, bis zu 500 ~ 600℃, und die Temperatur am Anfang der Linienschrumpfung ist niedrig Bei 1150 bis 1200 °C begann eine Linienschrumpfung aufzutreten, die auch für gewöhnlichen verzögerten Petrolkoks charakteristisch ist.

Je besser die thermischen Eigenschaften und je größer die Anisotropie des Nadelkokses ist, desto enger ist der Temperaturbereich der linearen Kontraktion. Einige hochwertige Ölnadelkokse haben nur einen linearen Kontraktionstemperaturbereich von 100 bis 150 °C. Für Kohlenstoffunternehmen ist es sehr vorteilhaft, die Produktion des Graphitisierungsprozesses zu leiten, nachdem sie die Eigenschaften der linearen Expansion, Kontraktion und Reexpansion verschiedener Koksrohstoffe verstanden haben, wodurch einige unnötige Qualitätsabfallprodukte vermieden werden können, die durch die Verwendung des traditionellen Erfahrungsmodus entstehen.