Karbono materialaren ekoizpen prozesua sistema ingeniaritza zorrotz kontrolatua da, grafito elektrodoen ekoizpena, karbono material bereziak, aluminio karbonoa, goi-mailako karbono material berriak lehengaien, ekipamenduen, teknologiaren, lau ekoizpen faktoreen kudeaketaren eta lotutako jabedun teknologiaren erabileratik bereizezinak dira.
Lehengaiak dira karbono-materialen oinarrizko ezaugarriak zehazten dituzten faktore nagusiak, eta lehengaien errendimenduak zehazten du fabrikatutako karbono-materialen errendimendua. UHP eta HP grafito elektrodoak ekoizteko, kalitate handiko orratz-kokea da lehen aukera, baina baita kalitate handiko aglutinatzaile-asfaltoa eta inpregnatzaile-agente asfaltoa ere. Baina kalitate handiko lehengaiak bakarrik, ekipamendu, teknologia, kudeaketa-faktore eta jabedun teknologiarik ezak, ezinezkoa da kalitate handiko UHP eta HP grafito elektrodoak ekoiztea.
Artikulu honek kalitate handiko orratz-kokearen ezaugarrietan jartzen du arreta, orratz-kokearen fabrikatzaileentzat, elektrodo-fabrikatzaileentzat eta ikerketa zientifikoko institutuentzat eztabaidatzeko zenbait iritzi pertsonal azaltzeko.
Txinako orratz-kokearen industria-ekoizpena atzerriko enpresena baino beranduagoa den arren, azken urteotan azkar garatu da eta forma hartzen hasi da. Ekoizpen-bolumen osoari dagokionez, funtsean, bertako karbono-enpresek ekoitzitako UHP eta HP grafito elektrodoetarako orratz-kokearen eskaera ase dezake. Hala ere, oraindik ere badago orratz-kokearen kalitatean aldea atzerriko enpresekin alderatuta. Multzoen errendimenduaren gorabeherak kalitate handiko orratz-kokearen eskaeran eragiten du tamaina handiko UHP eta HP grafito elektrodoen ekoizpenean, batez ere ez dagoelako grafito elektrodoen junturaren ekoizpena asetzeko gai den kalitate handiko junturaren orratz-kokerik.
Atzerriko karbono-enpresek UHP eta HP grafito-elektrodoak ekoizten dituzte, eta askotan petrolio-orratz-kokearen lehen aukera da lehengai nagusi gisa. Japoniako karbono-enpresek ere ikatz-serieko orratz-kokea erabiltzen dute lehengai gisa, baina grafito-elektrodoen ekoizpenaren φ 600 mm-ko espezifikaziorako bakarrik. Gaur egun, Txinako orratz-kokea batez ere ikatz-serieko orratz-kokea da. Karbono-enpresek kalitate handiko UHP grafito-elektrodoen ekoizpena askotan inportatutako petrolio-orratz-kokearen menpe dago, batez ere Japoniako Suishima olio-serieko orratz-kokea eta Britainia Handiko HSP olio-serieko orratz-kokea lehengai gisa erabiliz kalitate handiko junturaren ekoizpena.
Gaur egun, hainbat enpresek ekoizten duten orratz-kokea atzerriko orratz-kokearen errendimendu komertzialeko indizeekin alderatzen da normalean, ohiko errendimendu-indizeen bidez, hala nola errauts-edukia, benetako dentsitatea, sufre-edukia, nitrogeno-edukia, partikula-tamainaren banaketa, hedapen termikoaren koefizientea eta abar. Hala ere, oraindik ez dago orratz-kokearen sailkapen-maila desberdinik atzerriko herrialdeekin alderatuta. Beraz, orratz-kokearen ekoizpenak, kolokialki "ondasun bateratuetarako" ere, ezin du islatu kalitate handiko orratz-koke premium-aren kalifikazioa.
Ohiko errendimenduaren konparaketaz gain, karbono-enpresek orratz-kokearen karakterizazioari ere erreparatu beharko liokete, hala nola, hedapen termikoaren koefizientearen (CTE) sailkapena, partikulen indarra, anisotropia maila, inhibizio gabeko egoeran eta inhibizio egoeran dagoen hedapen datuak, eta hedapenaren eta uzkurduraren arteko tenperatura-tartea. Orratz-kokearen propietate termiko hauek oso garrantzitsuak direnez grafito-elektrodoen ekoizpen-prozesuan grafitizazio-prozesua kontrolatzeko, noski, aglutinatzailea eta asfaltoa inpregnatzeko agentea erre ondoren sortzen den asfalto-kokearen propietate termikoen eragina ez da baztertzen.
1. Orratz-kokearen anisotropiaren konparaketa
(A) Lagina: φ 500 mm-ko UHP elektrodoaren gorputza, etxeko karbono-fabrika batena;
Lehengaien orratz-kokea: Japoniako LPC-U kalitate kimiko berria, proportzioa: % 100 LPC-U kalitatea; Analisia: SGL Griesheim lantegia; Errendimendu-adierazleak 1. taulan ageri dira.
(B) Lagina: etxeko karbono-fabrika bateko φ 450 mmHP elektrodoaren gorputza; Lehengaia orratz-kokea: etxeko fabrika bateko olio-orratz-kokea, proportzioa: % 100; Analisia: Shandong Bazan Karbono Lantegia; Errendimendu-adierazleak 2. taulan ageri dira.
1. eta 2. taularen konparaziotik ikus daitekeen bezala, eguneroko ikatz-neurketa kimiko berrien lPC-U mailako orratz-kokeak propietate termikoen anisotropia handia du, non CTEaren anisotropia 3,61~4,55era irits daitekeen, eta erresistentziaren anisotropia ere handia da, 2,06~2,25era iritsiz. Gainera, etxeko petrolio-orratz-kokearen flexio-erresistentzia eguneroko LPC-U mailako ikatz-neurketa kimiko berriarena baino hobea da. Anisotropiaren balioa askoz txikiagoa da eguneroko LPC-U ikatz-neurketa kimiko berriarena baino.
Ultra potentzia handiko grafito elektrodoen ekoizpenaren errendimendu anisotropiko mailaren analisia orratz-kokearen lehengaien kalitatearen estimazioa da, ez baita analisi-metodo garrantzitsua. Anisotropia mailaren tamainak, noski, eragin handia du elektrodoen ekoizpen-prozesuan. Elektrizitatearen anisotropia mailak kolpe termikoarekiko errendimendua oso ona da elektrodo txiki baten batez besteko potentziaren anisotropia maila baino.
Gaur egun, Txinako ikatz-orratz-kokearen ekoizpena petrolio-orratz-kokearena baino askoz handiagoa da. Karbono-enpresen lehengaien kostu eta prezio altua dela eta, zaila da %100eko etxeko orratz-kokea erabiltzea UHP elektrodoen ekoizpenean, kaltziozko petrolio-kokearen eta grafito-hautsaren proportzio jakin bat gehituz elektrodoa ekoizteko. Hori dela eta, zaila da etxeko orratz-kokearen anisotropia ebaluatzea.
2. Orratz-kokearen propietate linealak eta bolumetrikoak
Orratz-kokearen aldaketa lineal eta bolumen-errendimendua batez ere elektrodoak sortutako grafito-prozesuan islatzen da. Tenperatura-aldaketarekin, orratz-kokeak hedapen eta uzkurdura lineal eta bolumen-errendimendua jasango du grafito-prozesuaren berotze-prozesuan, eta horrek zuzenean eragiten dio elektrodoaren lingote errearen aldaketa lineal eta bolumen-errendimenduari grafito-prozesuan. Ez da gauza bera gertatzen koke gordinaren propietate desberdinak erabiltzean, orratz-kokearen aldaketen gradu desberdinak direnean. Gainera, orratz-kokearen eta petrolio-koke kalsinatuaren gradu desberdinen aldaketa lineal eta bolumen-tenperatura-tartea ere desberdina da. Koke gordinaren ezaugarri hau menperatuz bakarrik kontrolatu eta optimiza dezakegu grafito-sekuentzia kimikoaren ekoizpena hobeto. Hori bereziki agerikoa da serieko grafitizazio-prozesuan.
3. taulak Erresuma Batuan Conocophillips-ek ekoitzitako hiru petrolio-orratz-koke motaren aldaketa linealak eta bolumen-aldaketak eta tenperatura-tarteak erakusten ditu. Hedapen lineala lehenengo gertatzen da petrolio-orratz-kokea berotzen hasten denean, baina uzkurdura linealaren hasierako tenperatura normalean kalsinazio-tenperatura maximoaren atzetik egoten da. 1525 ℃-tik 1725 ℃-ra, hedapen lineala hasten da, eta uzkurdura lineal osoaren tenperatura-tartea estua da, 200 ℃-koa besterik ez. Ohiko petrolio-koke atzeratuaren lerro-uzkurdura osoaren tenperatura-tartea orratz-kokearena baino askoz handiagoa da, eta ikatz-orratz-kokea bien artean dago, petrolio-orratz-kokea baino zertxobait handiagoa. Japoniako Osaka Industrial Technology Test Institute-ren proben emaitzek erakusten dute kokearen errendimendu termiko okerragoa izan, orduan eta handiagoa dela lerro-uzkurduraren tenperatura-tartea, 500 ~ 600 ℃-ra arteko lerro-uzkurduraren tenperatura-tartea, eta lerro-uzkurduraren hasierako tenperatura baxua dela, 1150 ~ 1200 ℃-tan hasten dela lerro-uzkurdura gertatzen, eta hori ere ohiko petrolio-koke atzeratuaren ezaugarria da.
Orratz-kokearen propietate termiko hobeak eta anisotropia handiagoa, orduan eta estuagoa da uzkurdura linealaren tenperatura-tartea. Kalitate handiko olio-orratz-koke batzuek 100 ~ 150 ℃-ko uzkurdura linealaren tenperatura-tartea baino ez dute. Oso onuragarria da karbono-enpresentzat grafitizazio-prozesuaren ekoizpena gidatzea hainbat lehengai-kokearen hedapen linealaren, uzkurduraren eta birhedapenaren ezaugarriak ulertu ondoren, eta horrek esperientzia-modu tradizionala erabiltzeak eragindako kalitate-hondakin batzuk saihestu ditzake.
3. ondorioa
Lehengaien ezaugarri desberdinak menperatu, ekipamendu egoki bat etortzea aukeratu, teknologiaren konbinazio ona izan eta enpresaren kudeaketa zientifikoagoa eta arrazoizkoagoa izan dadin, prozesu osoko sistema honen serieak, zorrotz kontrolatua eta egonkorra dena, potentzia handiko eta potentzia handiko grafito elektrodoak ekoizteko oinarria duela esan daiteke.
Argitaratze data: 2021eko abenduaren 30a