Ո՞րն է նավթի և ածխի վրա հիմնված կոքսի միջև կալցինացման վարքագծի հիմնական տարբերությունը:

Նավթի և ածխի վրա հիմնված կոքսի միջև կալցինացման վարքագծի հիմնական տարբերությունները կայանում են դրանց հումքի քիմիական կազմի տարբերություններով պայմանավորված տարբեր ռեակցիայի ուղիներում, որոնք հետագայում հանգեցնում են բյուրեղային կառուցվածքի էվոլյուցիայի, ֆիզիկական հատկությունների փոփոխությունների և գործընթացի վերահսկման դժվարությունների զգալի տատանումների: Մանրամասն վերլուծությունը հետևյալն է.

1. Հումքի քիմիական կազմի տարբերությունները հիմք են հանդիսանում կալցինացման վարքագծի համար

Նավթի հիմքով կոքսը ստացվում է ծանր թորվածքներից, ինչպիսիք են նավթի մնացորդները և կատալիտիկ կրեկինգի մաքրված յուղը: Դրա քիմիական կազմը հիմնականում բնութագրվում է կարճ կողմնային շղթայով, գծային կապակցված պոլիցիկլիկ արոմատիկ ածխաջրածիններով, որոնք ունեն ծծմբի, ազոտի, թթվածնի և մետաղական հետերոատոմների համեմատաբար ցածր պարունակություն, ինչպես նաև նվազագույն պինդ խառնուրդներ և քինոլինում չլուծվող նյութեր: Այս կազմը հանգեցնում է պիրոլիզի ռեակցիաներով գերակշռող կալցինացման գործընթացի, համեմատաբար պարզ ռեակցիայի ուղիով և խառնուրդների մանրակրկիտ հեռացմամբ:

Ի տարբերություն դրա, ածխային կոքսը արտադրվում է ածխային խեժի խեժից և դրա թորվածքներից, որոնք պարունակում են երկար կողմնային շղթայով և խտացրած պոլիցիկլիկ արոմատիկ ածխաջրածինների ավելի մեծ համամասնություն, ինչպես նաև ծծմբի, ազոտի, թթվածնի հետերոատոմների և պինդ խառնուրդների զգալի քանակություն: Ածխային կոքսի բարդ կազմը հանգեցնում է ոչ միայն պիրոլիզի ռեակցիաների, այլև կալցինացման ընթացքում զգալի խտացման ռեակցիաների, ինչը հանգեցնում է ավելի բարդ ռեակցիայի ուղու և խառնուրդների հեռացման ավելի մեծ դժվարության:

2. Բյուրեղային կառուցվածքի էվոլյուցիայի տարբերությունները ազդում են նյութի հատկությունների վրա

Կալցինացման ընթացքում նավթային հիմքով կոքսի ածխածնային միկրոբյուրեղները աստիճանաբար մեծանում են տրամագծով (La), բարձրությամբ (Lc) և բյուրեղների ներսում շերտերի քանակով (N): Իդեալական գրաֆիտային միկրոբյուրեղների պարունակությունը (Ig/Iall) նույնպես զգալիորեն աճում է: Չնայած Lc-ն «ճկման կետ» է ապրում ցնդող նյութերի արտահոսքի և հում կոքսի կծկման պատճառով, ընդհանուր բյուրեղային կառուցվածքը դառնում է ավելի կանոնավոր՝ գրաֆիտացման ավելի բարձր աստիճանով: Այս կառուցվածքային զարգացումը նավթային հիմքով կոքսին օժտում է գերազանց հատկություններով, ինչպիսիք են ցածր ջերմային ընդարձակման գործակիցը, ցածր էլեկտրական դիմադրությունը և կալցինացումից հետո բարձր էլեկտրահաղորդականությունը, ինչը այն հատկապես հարմար է դարձնում մեծ չափի գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդներ արտադրելու համար:

Նմանապես, ածխային կոքսի ածխածնային միկրոբյուրեղային կառուցվածքը փոխվում է La, Lc և N-ի աճին զուգընթաց՝ կալցինացման ընթացքում: Սակայն, հումքի մեջ խառնուրդների և խտացման ռեակցիաների ազդեցության պատճառով, բյուրեղային արատները ավելի շատ են, և իդեալական գրաֆիտային միկրոբյուրեղային պարունակության աճը սահմանափակ է: Բացի այդ, Lc-ի «ճկման կետի» երևույթն ավելի ցայտուն է ածխային կոքսի դեպքում, և նոր ավելացված շերտերը ցուցաբերում են պատահական «կույտի արատներ» սկզբնական շերտերի հետ, ինչը հանգեցնում է շերտերի միջև ընկած հեռավորության զգալի տատանումների (d002): Այս կառուցվածքային բնութագրերի արդյունքում ածխային կոքսը կալցինացումից հետո ունի ավելի ցածր ջերմային ընդարձակման գործակից և էլեկտրական դիմադրություն, քան նավթային կոքսը, բայց ավելի վատ ամրություն և քայքայման դիմադրություն, ինչը այն ավելի հարմար է դարձնում բարձր հզորության էլեկտրոդներ և միջին չափի գերբարձր հզորության էլեկտրոդներ արտադրելու համար:

3. Ֆիզիկական հատկությունների փոփոխությունների տարբերությունները որոշում են կիրառման ոլորտները

Կալցինացման ընթացքում նավթային հիմքով կոքսը ենթարկվում է ցնդող նյութերի լիարժեք արտահոսքի և միատարր ծավալային կծկման, ինչը հանգեցնում է իրական խտության զգալի աճի (մինչև 2.00–2.12 գ/սմ³) և մեխանիկական ամրության զգալի բարելավման: Միաժամանակ, կալցինացված նյութի էլեկտրահաղորդականությունը, օքսիդացման դիմադրությունը և քիմիական կայունությունը զգալիորեն բարելավվում են՝ բավարարելով բարձրակարգ գրաֆիտային արտադրանքի խիստ աշխատանքային պահանջները:

Ի տարբերություն դրա, ածխային կոքսը ենթարկվում է տեղային լարվածության կոնցենտրացիայի ցնդող նյութերի արտահոսքի ժամանակ՝ իր ավելի բարձր խառնուրդների պարունակության պատճառով, ինչը հանգեցնում է ծավալի անհավասար կծկման և իրական խտության համեմատաբար փոքր աճի: Ավելին, ածխային կոքսի ցածր ամրությունը և վատ քայքայման դիմադրությունը կալցինացումից հետո, ինչպես նաև բարձր ջերմաստիճանային գրաֆիտացման ընթացքում ընդարձակվելու հակումը, պահանջում են ջերմաստիճանի բարձրացման արագության խիստ վերահսկողություն: Այս հատկությունները սահմանափակում են ածխային կոքսի կիրառումը բարձրակարգ դաշտերում, չնայած դրա ցածր ջերմային ընդարձակման գործակիցը և էլեկտրական դիմադրությունը դեռևս այն անփոխարինելի են դարձնում որոշակի տարածքներում:

4. Գործընթացների վերահսկման դժվարությունների տարբերությունները ազդում են արտադրության արդյունավետության վրա

Իր համեմատաբար պարզ քիմիական կազմի շնորհիվ, նավթային հիմքով կոքսը ցուցաբերում է հստակ ռեակցիայի ուղիներ կալցինացման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է գործընթացի կառավարման ավելի քիչ դժվարության: Կալցինացման ջերմաստիճանի, տաքացման արագության և մթնոլորտի կառավարման նման պարամետրերի օպտիմալացման միջոցով կարելի է արդյունավետորեն բարելավել կալցինացված արտադրանքի որակը և արտադրության արդյունավետությունը: Բացի այդ, նավթային հիմքով կոքսի բարձր ցնդող նյութերի պարունակությունը ապահովում է ինքնուրույն մատակարարվող ջերմային էներգիա կալցինացման ընթացքում, նվազեցնելով արտադրական ծախսերը:

Ի հակադրություն դրա, ածխի վրա հիմնված կոքսի բարդ քիմիական կազմը հանգեցնում է տարբեր ռեակցիայի ուղիների կալցինացման ընթացքում, ինչը մեծացնում է գործընթացի վերահսկման դժվարությունը: Կալցինացումից հետո արտադրանքի կայուն որակն ապահովելու համար անհրաժեշտ են խիստ հումքի նախնական մշակում, տաքացման արագության ճշգրիտ վերահսկում և մթնոլորտի հատուկ կարգավորում: Ավելին, ածխի վրա հիմնված կոքսը կալցինացման ընթացքում պահանջում է լրացուցիչ ջերմային էներգիայի լրացում, ինչը մեծացնում է արտադրական ծախսերը և էներգիայի սպառումը: