Le processus de production de matériaux en carbone est une ingénierie de système étroitement contrôlée, la production d'électrodes en graphite, de matériaux en carbone spéciaux, de carbone en aluminium, de nouveaux matériaux en carbone haut de gamme sont indissociables de l'utilisation de matières premières, d'équipements, de technologies, de gestion de quatre facteurs de production et des propriétés exclusives associées. technologie.
Les matières premières sont les facteurs clés qui déterminent les caractéristiques de base des matériaux carbonés, et les performances des matières premières déterminent les performances des matériaux carbonés manufacturés. Pour la production d'électrodes de graphite UHP et HP, le coke aiguilleté de haute qualité est le premier choix, mais également l'asphalte liant de haute qualité et l'asphalte imprégnant. Mais seules les matières premières de haute qualité, le manque d'équipement, de technologie, de facteurs de gestion et de technologie propriétaire associée, sont également incapables de produire des électrodes de graphite UHP et HP de haute qualité.
Cet article se concentre sur les caractéristiques du coke d'aiguille de haute qualité pour exposer quelques points de vue personnels, à l'intention des fabricants de coke d'aiguille, des fabricants d'électrodes et des instituts de recherche scientifique.
Bien que la production industrielle de coke aiguilleté en Chine soit plus tardive que celle des entreprises étrangères, elle s'est développée rapidement ces dernières années et a commencé à prendre forme. En termes de volume de production total, il peut essentiellement répondre à la demande de coke aiguilleté pour les électrodes de graphite UHP et HP produites par les entreprises nationales de carbone. Cependant, il existe encore un certain écart dans la qualité du coke aiguilleté par rapport aux entreprises étrangères. La fluctuation des performances des lots affecte la demande de coke d'aiguille de haute qualité dans la production d'électrodes de graphite UHP et HP de grande taille, en particulier il n'existe pas de coke d'aiguille de joint de haute qualité qui puisse répondre à la production de joint d'électrode de graphite.
Entreprises de carbone étrangères produisant de grandes spécifications UHP, l'électrode de graphite HP est souvent le premier choix de coke d'aiguilles de pétrole de haute qualité comme matière première principale, les entreprises de carbone japonaises utilisent également du coke d'aiguilles de série de charbon comme matière première, mais uniquement pour les éléments suivants Spécification de 600 mm pour la production d'électrodes en graphite. À l'heure actuelle, le coke aiguilleté en Chine est principalement du coke aiguilleté de série de charbon. La production d'électrodes de graphite UHP à grande échelle de haute qualité par les entreprises de carbone repose souvent sur du coke d'aiguille de série de pétrole importé, en particulier la production de joints de haute qualité avec du coke d'aiguille de série d'huile japonaise Suishima importé et du coke d'aiguille de série d'huile britannique HSP comme matière première.
À l'heure actuelle, le coke aiguilleté produit par diverses entreprises est généralement comparé aux indices de performance commerciale du coke aiguilleté étranger par des indices de performance conventionnels, tels que la teneur en cendres, la densité réelle, la teneur en soufre, la teneur en azote, la distribution granulométrique, le coefficient de dilatation thermique, etc. sur. Cependant, il manque encore des différentes qualités de classification du coke aiguilleté par rapport aux pays étrangers. Par conséquent, la production de coke aiguilleté, familièrement également pour les « produits unifiés », ne peut pas refléter la qualité du coke aiguilleté de qualité supérieure.
En plus de la comparaison conventionnelle des performances, les entreprises de carbone doivent également prêter attention à la caractérisation du coke aiguilleté, telle que la classification du coefficient de dilatation thermique (CTE), la résistance des particules, le degré d'anisotropie, les données d'expansion à l'état non inhibé et à l'état inhibé, et plage de température entre expansion et contraction. Étant donné que ces propriétés thermiques du coke d'aiguille sont très importantes pour le contrôle du processus de graphitisation dans le processus de production d'électrodes de graphite, bien entendu, l'influence des propriétés thermiques du coke d'asphalte formé après le grillage du liant et de l'agent d'imprégnation de l'asphalte n'est pas exclue.
1. Comparaison de l'anisotropie du coke d'aiguille
(A) Échantillon : corps d’électrode UHP de φ 500 mm d’une usine nationale de carbone ;
Coke d'aiguille de matière première : nouvelle qualité chimique japonaise LPC-U, rapport : 100 % de qualité LPC-U ; Analyse : usine SGL Griesheim ; Les indicateurs de performance sont présentés dans le tableau 1.
(B) Échantillon : corps d’électrode φ 450 mmHP d’une usine de carbone nationale ; Coke d'aiguille de matière première : un coke d'aiguille d'huile d'usine nationale, rapport : 100 % ; Analyse : Usine de carbone de Shandong Bazan ; Les indicateurs de performance sont présentés dans le tableau 2.
Comme le montre la comparaison des tableaux 1 et 2, la qualité lPC-U du coke aiguilleté des nouvelles mesures quotidiennes de charbon chimique présente une grande anisotropie des propriétés thermiques, dans laquelle l'anisotropie du CTE peut atteindre 3,61 ~ 4,55, et la l'anisotropie de la résistivité est également importante, atteignant 2,06 ~ 2,25. En outre, la résistance à la flexion du coke d'aiguilles de pétrole domestique est meilleure que celle du nouveau coke d'aiguilles de mesure de charbon chimique quotidien de qualité LPC-U. La valeur de l'anisotropie est bien inférieure à celle du nouveau coke à aiguille de mesure de charbon LPC-U chimique quotidien.
L'analyse des performances du degré anisotrope de production d'électrodes en graphite à très haute puissance est l'estimation de la qualité des matières premières du coke d'aiguille ou non une méthode d'analyse importante, la taille du degré d'anisotropie, bien sûr, a également une certaine influence sur le processus de production d'électrodes, le degré de L'anisotropie de l'électricité est une performance de choc extrêmement thermique supérieure au degré d'anisotropie de la puissance moyenne de la petite électrode.
À l’heure actuelle, la production de coke de charbon en aiguilles en Chine est beaucoup plus importante que celle de coke de aiguilles en pétrole. En raison du coût élevé des matières premières et du prix des entreprises de carbone, il est difficile d'utiliser du coke d'aiguilles 100 % domestique dans la production d'électrodes UHP, tout en ajoutant une certaine proportion de coke de pétrole calcifié et de poudre de graphite pour produire des électrodes. Par conséquent, il est difficile d’évaluer l’anisotropie du coke d’aiguille domestique.
2. Propriétés linéaires et volumétriques du coke aiguilleté
Les performances de changement linéaire et volumétrique du coke d'aiguille se reflètent principalement dans le processus de graphite produit par l'électrode. Avec le changement de température, le coke d'aiguille subira une expansion et une contraction linéaires et volumétriques pendant le processus de chauffage du processus de graphite, ce qui affecte directement le changement linéaire et volumétrique de la billette torréfiée par électrode dans le processus de graphite. Ce n'est pas la même chose pour l'utilisation de différentes propriétés du coke brut, différentes qualités de changements de coke aiguilleté. De plus, la plage de température des changements linéaires et volumiques des différentes qualités de coke aiguilleté et de coke de pétrole calciné est également différente. Ce n’est qu’en maîtrisant cette caractéristique du coke brut que nous pourrons mieux contrôler et optimiser la production de séquence chimique de graphite. Cela est particulièrement évident dans le processus de graphitisation en série.
Le tableau 3 montre les changements linéaires et de volume ainsi que les plages de température de trois qualités de coke de pétrole aiguilleté produit par Conocophillips au Royaume-Uni. L'expansion linéaire se produit d'abord lorsque le coke d'aiguilles de pétrole commence à chauffer, mais la température au début de la contraction linéaire est généralement en retard par rapport à la température maximale de calcination. De 1525℃ à 1725℃, l’expansion linéaire commence et la plage de température de toute la contraction linéaire est étroite, seulement 200℃. La plage de température de toute la ligne de contraction du coke de pétrole retardé ordinaire est beaucoup plus grande que celle du coke aiguilleté, et le coke aiguilleté de charbon se situe entre les deux, légèrement plus grand que le coke aiguilleté de pétrole. Les résultats des tests de l'Osaka Industrial Technology Test Institute au Japon montrent que plus les performances thermiques du coke sont mauvaises, plus la plage de température de retrait de la ligne est grande, jusqu'à 500 ~ 600 ℃, et la température de retrait de la ligne est faible au début. , à 1150 ~ 1200℃, un rétrécissement de la ligne a commencé à se produire, ce qui est également une caractéristique du coke de pétrole retardé ordinaire.
Plus les propriétés thermiques du coke aiguilleté sont bonnes et plus l'anisotropie du coke aiguilleté est grande, plus la plage de température de contraction linéaire est étroite. Certains coke d'aiguille d'huile de haute qualité ne couvrent qu'une plage de température de contraction linéaire de 100 ~ 150 ℃. Il est très avantageux pour les entreprises de carbone de guider la production du processus de graphitisation après avoir compris les caractéristiques de l'expansion linéaire, de la contraction et de la réexpansion de diverses matières premières, le coke, ce qui peut éviter certains déchets de qualité inutiles causés par l'utilisation du mode expérientiel traditionnel.
3 conclusions
Maîtrisez les différentes caractéristiques des matières premières, choisissez une correspondance d'équipement raisonnable, une bonne combinaison de technologie et la gestion de l'entreprise est plus scientifique et raisonnable, cette série de systèmes de processus entiers étroitement contrôlés et stables, peut être considérée comme ayant la base d'une production de haute qualité. Électrode en graphite de qualité ultra haute puissance et haute puissance.
Heure de publication : 30 décembre 2021