Գրաֆիտային էլեկտրոդ և ասեղային կոքս

Ածխածնային նյութերի արտադրության գործընթացը խստորեն վերահսկվող համակարգային ինժեներիա է, գրաֆիտային էլեկտրոդի, հատուկ ածխածնային նյութերի, ալյումինե ածխածնի, նոր բարձրակարգ ածխածնային նյութերի արտադրությունը անբաժանելի է հումքի, սարքավորումների, տեխնոլոգիայի, չորս արտադրական գործոնների կառավարման և դրանց հետ կապված սեփական տեխնոլոգիաների օգտագործումից։

Հումքը ածխածնային նյութերի հիմնական բնութագրերը որոշող հիմնական գործոններն են, իսկ հումքի արդյունավետությունը որոշում է արտադրված ածխածնային նյութերի արդյունավետությունը: UHP և HP գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության համար բարձրորակ ասեղնաձև կոքսը առաջին ընտրությունն է, ինչպես նաև բարձրորակ կապակցող ասֆալտը, ներծծող ասֆալտը: Սակայն միայն բարձրորակ հումքը, սարքավորումների, տեխնոլոգիաների, կառավարման գործոնների և դրանց հետ կապված սեփական տեխնոլոգիաների պակասը, նույնպես անհնար է արտադրել բարձրորակ UHP, HP գրաֆիտային էլեկտրոդներ:

Այս հոդվածը կենտրոնանում է բարձրորակ ասեղնաձև կոքսի բնութագրերի վրա՝ ասեղնաձև կոքսի արտադրողների, էլեկտրոդների արտադրողների և գիտահետազոտական ​​ինստիտուտների համար որոշ անձնական տեսակետներ ներկայացնելու նպատակով։

Չնայած Չինաստանում ասեղային կոքսի արդյունաբերական արտադրությունը ավելի ուշ է, քան արտասահմանյան ձեռնարկությունների արտադրությանը, այն վերջին տարիներին արագ զարգացել է և սկսել է ձևավորվել։ Արտադրության ընդհանուր ծավալի առումով այն հիմնականում կարող է բավարարել տեղական ածխածնային ձեռնարկությունների կողմից արտադրվող UHP և HP գրաֆիտային էլեկտրոդների ասեղային կոքսի պահանջարկը։ Այնուամենայնիվ, ասեղային կոքսի որակի մեջ դեռևս կա որոշակի տարբերություն արտասահմանյան ձեռնարկությունների համեմատ։ Խմբաքանակի տատանումները ազդում են բարձրորակ ասեղային կոքսի պահանջարկի վրա մեծ չափի UHP և HP գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության մեջ, մասնավորապես՝ չկա բարձրորակ միացնող ասեղային կոքս, որը կարող է բավարարել գրաֆիտային էլեկտրոդային միացման արտադրությունը։

Արտասահմանյան ածխածնային ձեռնարկությունները, որոնք արտադրում են UHP, HP խոշոր չափորոշիչների գրաֆիտային էլեկտրոդներ, հաճախ առաջին ընտրությունն են բարձրորակ նավթային ասեղային կոքսի համար որպես կոքսի հիմնական հումք, իսկ ճապոնական ածխածնային ձեռնարկությունները նույնպես օգտագործում են որոշ ածխային շարքի ասեղային կոքս որպես հումք, բայց միայն հետևյալ φ 600 մմ չափորոշիչների գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության համար: Ներկայումս Չինաստանում ասեղային կոքսը հիմնականում ածխային շարքի ասեղային կոքս է: Ածխածնային ձեռնարկությունների կողմից բարձրորակ մեծածավալ UHP գրաֆիտային էլեկտրոդի արտադրությունը հաճախ հիմնված է ներմուծված նավթային շարքի ասեղային կոքսի վրա, մասնավորապես՝ բարձրորակ համատեղ արտադրության մեջ ներմուծված ճապոնական Suishima նավթային շարքի ասեղային կոքսի և բրիտանական HSP նավթային շարքի ասեղային կոքսի հետ որպես կոքսի հումք:

Ներկայումս տարբեր ձեռնարկությունների կողմից արտադրվող ասեղնաձև կոքսը սովորաբար համեմատվում է արտասահմանյան ասեղնաձև կոքսի առևտրային ցուցանիշների հետ՝ օգտագործելով ավանդական ցուցանիշներ, ինչպիսիք են մոխրի պարունակությունը, իրական խտությունը, ծծմբի պարունակությունը, ազոտի պարունակությունը, մասնիկների չափի բաշխումը, ջերմային ընդարձակման գործակիցը և այլն: Այնուամենայնիվ, արտասահմանյան երկրների համեմատ ասեղնաձև կոքսի տարբեր դասակարգման աստիճաններ դեռևս բացակայում են: Հետևաբար, ասեղնաձև կոքսի արտադրությունը, խոսակցական իմաստով, նաև «միասնական ապրանքների» համար, չի կարող արտացոլել բարձրորակ պրեմիում ասեղնաձև կոքսի աստիճանը:

Ավանդական կատարողականի համեմատությունից բացի, ածխածնային ձեռնարկությունները պետք է ուշադրություն դարձնեն նաև ասեղնաձև կոքսի բնութագրմանը, ինչպիսիք են ջերմային ընդարձակման գործակցի (CTE) դասակարգումը, մասնիկների ամրությունը, անիզոտրոպության աստիճանը, ընդարձակման տվյալները ոչ արգելակված և արգելակված վիճակում, ինչպես նաև ընդարձակման և կծկման միջև ջերմաստիճանային միջակայքը: Քանի որ ասեղնաձև կոքսի այս ջերմային հատկությունները շատ կարևոր են գրաֆիտացման գործընթացի վերահսկման համար գրաֆիտացման էլեկտրոդի արտադրության գործընթացում, իհարկե, չի բացառվում կապակցանյութի և ներծծող նյութի ասֆալտի թրծումից հետո առաջացող ասֆալտաձև կոքսի ջերմային հատկությունների ազդեցությունը:

1. Ասեղնաձև կոքսի անիզոտրոպիայի համեմատություն

(Ա) Նմուշ՝ φ 500 մմ UHP էլեկտրոդային մարմին A կենցաղային ածխածնային գործարանից։

Հումք՝ ասեղնաձև կոքս. ճապոնական նոր քիմիական LPC-U որակի, հարաբերակցություն՝ 100% LPC-U որակի։ Վերլուծություն՝ SGL Գրիշհայմի գործարան։ Արդյունավետության ցուցանիշները ներկայացված են աղյուսակ 1-ում։

(Բ) Նմուշ՝ φ 450 մմHP էլեկտրոդային մարմին տեղական ածխածնային գործարանից։ Հումք՝ ասեղնաձև կոքս՝ տեղական գործարանային յուղ, ասեղնաձև կոքս, հարաբերակցություն՝ 100%։ Վերլուծություն՝ Շանդոնգ Բազանի ածխածնային գործարան։ Արդյունավետության ցուցանիշները ներկայացված են աղյուսակ 2-ում։

Ինչպես երևում է աղյուսակ 1-ի և աղյուսակ 2-ի համեմատությունից, նոր օրական քիմիական ածխային չափիչների lPC-U կարգի ասեղնաձև կոքսը ունի ջերմային հատկությունների մեծ անիզոտրոպիա, որի դեպքում CTE-ի անիզոտրոպիան կարող է հասնել 3.61~4.55-ի, իսկ դիմադրության անիզոտրոպիան նույնպես մեծ է՝ հասնելով 2.06~2.25-ի: Բացի այդ, կենցաղային նավթային ասեղնաձև կոքսի ծռման ամրությունն ավելի լավ է, քան նոր օրական քիմիական LPC-U կարգի ածխային չափիչ ասեղնաձև կոքսինը: Անիզոտրոպիայի արժեքը շատ ավելի ցածր է, քան նոր օրական քիմիական LPC-U կարգի ածխային չափիչ ասեղնաձև կոքսինը:

Գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության անիզոտրոպ աստիճանի կատարողականի վերլուծությունը ասեղային կոքսի հումքի որակի գնահատումը կարևոր վերլուծության մեթոդ չէ, թե ոչ։ Անիզոտրոպության աստիճանի չափը, իհարկե, նույնպես որոշակի ազդեցություն ունի էլեկտրոդների արտադրության գործընթացի վրա։ Փոքր էլեկտրոդի միջին հզորության անիզոտրոպության աստիճանի էլեկտրաէներգիայի կատարողականը չափազանց լավն է, քան փոքր էլեկտրոդի միջին հզորության անիզոտրոպության աստիճանը։

Ներկայումս Չինաստանում ածխային ասեղնաձև կոքսի արտադրությունը շատ ավելի մեծ է, քան նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրությունը։ Հումքի բարձր գնի և ածխածնային ձեռնարկությունների գնի պատճառով դժվար է օգտագործել 100% տեղական ասեղնաձև կոքս UHP էլեկտրոդի արտադրության մեջ, մինչդեռ էլեկտրոդ ստանալու համար որոշակի համամասնությամբ ավելացվում է կալցիումացված նավթային կոքս և գրաֆիտի փոշի։ Հետևաբար, դժվար է գնահատել տեղական ասեղնաձև կոքսի անիզոտրոպիան։

2. Ասեղնաձև կոքսի գծային և ծավալային հատկությունները

Ասեղնաձև կոքսի գծային և ծավալային փոփոխությունների կատարողականը հիմնականում արտացոլվում է էլեկտրոդի կողմից արտադրվող գրաֆիտային գործընթացում: Ջերմաստիճանի փոփոխության հետ մեկտեղ, գրաֆիտային գործընթացի տաքացման ընթացքում ասեղնաձև կոքսը ենթարկվում է գծային և ծավալային ընդարձակման և կծկման, ինչը անմիջականորեն ազդում է գրաֆիտային գործընթացում էլեկտրոդով տապակած կտորի գծային և ծավալային փոփոխության վրա: Սա նույնը չէ հում կոքսի տարբեր հատկությունների օգտագործման, ասեղնաձև կոքսի տարբեր աստիճանների փոփոխությունների դեպքում: Ավելին, ասեղնաձև կոքսի և կալցինացված նավթային կոքսի տարբեր աստիճանների գծային և ծավալային փոփոխությունների ջերմաստիճանային միջակայքը նույնպես տարբեր է: Միայն հում կոքսի այս բնութագիրը տիրապետելով կարող ենք ավելի լավ վերահսկել և օպտիմալացնել գրաֆիտի քիմիական հաջորդականության արտադրությունը: Սա հատկապես ակնհայտ է շարքային գրաֆիտացման գործընթացում:

Աղյուսակ 3-ը ցույց է տալիս Մեծ Բրիտանիայում Conocophillips-ի կողմից արտադրված նավթային ասեղային կոքսի երեք տեսակների գծային և ծավալային փոփոխությունները և ջերմաստիճանի միջակայքերը: Գծային ընդարձակումը տեղի է ունենում նախ, երբ նավթային ասեղային կոքսը սկսում է տաքանալ, բայց գծային կծկման սկզբում ջերմաստիճանը սովորաբար հետ է մնում առավելագույն կալցինացման ջերմաստիճանից: 1525℃-ից մինչև 1725℃ սկսվում է գծային ընդարձակումը, և ամբողջ գծային կծկման ջերմաստիճանի միջակայքը նեղ է՝ ընդամենը 200℃: Սովորական ուշացած նավթային կոքսի ամբողջ գծային կծկման ջերմաստիճանի միջակայքը շատ ավելի մեծ է, քան ասեղային կոքսինը, իսկ ածխային ասեղային կոքսը գտնվում է երկուսի միջև՝ մի փոքր ավելի մեծ, քան նավթային ասեղային կոքսը: Ճապոնիայի Օսակայի արդյունաբերական տեխնոլոգիաների փորձարկման ինստիտուտի փորձարկման արդյունքները ցույց են տալիս, որ որքան վատ է կոքսի ջերմային բնութագրերը, այնքան մեծ է գծային կծկման ջերմաստիճանի միջակայքը՝ մինչև 500 ~ 600℃ գծային կծկման ջերմաստիճանի միջակայքը, և գծային կծկման սկզբնական ջերմաստիճանը ցածր է, 1150 ~ 1200℃-ում սկսում է տեղի ունենալ գծային կծկում, որը նաև սովորական ուշացած նավթային կոքսի բնութագրիչն է:

Որքան լավ են ասեղնաձև կոքսի ջերմային հատկությունները և որքան մեծ է անիզոտրոպիան, այնքան նեղ է գծային կծկման ջերմաստիճանային միջակայքը։ Որոշ բարձրորակ յուղային ասեղնաձև կոքսի գծային կծկման ջերմաստիճանային միջակայքը կազմում է միայն 100 ~ 150℃։ Ածխածնային ձեռնարկությունների համար շատ օգտակար է գրաֆիտացման գործընթացի արտադրությունը ղեկավարել՝ հասկանալով տարբեր հումքի կոքսի գծային ընդարձակման, կծկման և վերընլայնման բնութագրերը, ինչը կարող է խուսափել ավանդական փորձարարական ռեժիմի կիրառման հետևանքով առաջացող որոշ ավելորդ որակյալ թափոններից։

3 եզրակացություն

Հումքի տարբեր բնութագրերի տիրապետում, համապատասխան սարքավորումների ընտրություն, տեխնոլոգիաների լավ համադրություն, և ձեռնարկության կառավարումն ավելի գիտական ​​և ողջամիտ է, այս ամբողջ գործընթացային համակարգի խիստ վերահսկվող և կայուն շարքը, կարելի է ասել, որ հիմք է հանդիսանում բարձրորակ գերբարձր հզորության, բարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդ արտադրելու համար։