Grafitizatutako petrolio-kokearen ekoizpen-prozesuan, ezinbestekoa da honako parametro nagusi hauek zorrotz kontrolatzea, lehengaien hautaketatik hasi eta aurretratamendutik, grafitizazio-prozesutik hasi eta ondorengo tratamenduraino, azken produktuaren kalitatea bermatzeko:
I. Lehengaien hautaketa eta aurretratamendua
Sufre edukia
- Kontrol-araua: Petrolio-koke gordinaren sufre-edukia % 0,5etik beherakoa izan behar da. Sufre-koke handikoak gas-hedapena eragin dezake grafitizazioan zehar, eta horrek produktuaren pitzadurak eragin ditzake.
- Eragina: Sufre edukia % 0,1 murrizten den bakoitzean, produktuaren pitzadura-tasa % 15-% 20 murrizten da eta erresistentzia % 5-% 8.
Errauts edukia
- Kontrol-araua: Errauts-edukia % 0,3 ≤ izan behar da, eta ezpurutasun nagusiak burdina, silizioa eta kaltzioa bezalako metal-oxidoak izan behar dira.
- Eragina: Errauts edukiaren % 0,1eko igoera bakoitzak produktuaren erresistentzia % 10-% 15 handitzen du eta erresistentzia mekanikoa % 8-% 10 gutxitzen du.
Partikula-tamainaren banaketa
- Kontrol-araua: Koke pikorrak % 80 edo gehiago izan behar du, eta koke hautsak (partikula-tamaina <0,5 mm) % 20 edo gutxiago.
- Eragina: Koke hauts gehiegiak kalsinazioan zehar aglomerazioa eragin dezake, materia lurrunkorraren kentzean eragina izanik; koke pikortsuaren uniformetasun hobeak % 5-% 10 murrizten du grafitizazio-energiaren kontsumoa.
Kalsinazio Prozesua
- Tenperatura: 1200-1400 °C, 8-12 orduz.
- Funtzioa: Materia lurrunkorra kentzen du (% 8-% 15etik <% 1era) eta benetako dentsitatea handitzen du (1,9 g/cm³-tik ≥2,05 g/cm³-ra).
- Kontrol puntua: Kalsinazioaren ondoren benetako dentsitatea ≥2.08 g/cm³ izan behar da; bestela, grafitizazio zailtasuna handitu egiten da, eta erresistentzia handitu.
II. Grafitizazio Prozesua
Tenperatura Kontrola
- Oinarrizko parametroa: 2800-3000 °C, 48-72 orduz mantenduta.
- Eragina:
- Tenperatura 100 °C-ko igoera bakoitzak kristalinitatea % 5-% 8 handitzen du eta erresistentzia % 3-% 5 murrizten du.
- Tenperatura nahikorik ezak (<2700°C) karbono amorfo hondarra sortzen du, produktuaren erresistentzia >15 μΩ·m-koa; gehiegizko tenperaturak (>3100°C) karbono egitura kaltetu dezake.
Tenperatura Uniformetasuna
- Kontrol estandarra: labearen nukleoaren eta ertzaren arteko tenperatura-diferentzia ≤150 °C, termopareen arteko tartea ≤30 cm-rekin.
- Eragina: Tenperatura-diferentzialaren 50 °C-ko igoera bakoitzak erresistentzia lokalaren aldakuntza % 10-% 15 handitzen du eta produktuaren etekina % 5-% 8 murrizten du.
Berokuntza-tasa
- Kontrol estandarra:
- 25-800 °C-ko etapa: ≤3 °C/h (tentsio termikoaren ondoriozko pitzadurak saihesteko).
- 800-1250 °C etapa: ≤5 °C/h (karbono-egituraren eraketa ordenatua sustatzeko).
- Eragina: Berotze-abiadura gehiegizkoek produktuaren bolumenaren % 15etik gorako uzkurdura eragiten dute, eta horrek pitzadurak sortzea dakar.
Atmosfera babeslea
- Kontrol estandarra: 0,8-1,2 m³/h-ko nitrogeno-fluxua, edo argon/hutsune ingurunea erabiltzea.
- Funtzioa: Oxidazioa saihestea eta ezpurutasun-edukia murriztea (adibidez, oxigeno-edukia % 0,5etik <% 0,1era jaisten da).
III. Tratamendu ostekoa eta arazketa
Hozte-tasa
- Kontrol estandarra: grafitizazioaren ondoren ≤20 °C/h-ko hozte-abiadura motela.
- Eragina: Hozte azkarrak hondar-tentsio termikoa eragiten du, produktuaren talka termikoaren erresistentzia % 30-% 50 murriztuz.
Birrintzea eta Bahetzea
- Kontrol estandarra: D50 partikula tamaina 10-20 μm-tan kontrolatuta, gainazaleko estalduraren (adibidez, brea edo lurrun kimikoaren deposizioa) lodiera uniformea % 5 ≤ izanik.
- Funtzioa: Partikulen morfologia optimizatzen du eta produktuaren dentsitate masikoa handitzen du (0,8 g/cm³-tik ≥1,2 g/cm³-ra).
Purifikazio Tratamendua
- Halogenoaren Purifikazioa: Cl₂ gasak 1900-2300 °C-tan erreakzionatzen du 24 orduz, ezpurutasun edukia ≤50 ppm-ra murriztuz.
- Hutsean araztea: 10⁻³ Pa-ko hutsunean mantendu da 50 orduz, ezpurutasun-eduki osoa ≤10 ppm lortuz (goi-mailako aplikazioetarako).
IV. Kontrol-puntu nagusien laburpena
| Parametroa | Kontrol estandarra | Eragina |
|---|---|---|
| Sufre edukia | ≤0,5% | Gasaren hedapenak eragindako pitzadurak saihesten ditu; erresistentzia % 5-% 8 murrizten du |
| Errauts edukia | ≤0,3% | Metalen ezpurutasunak murrizten ditu; erresistentzia % 10-% 15 murrizten du |
| Grafitizazio-tenperatura | 2800-3000 °C-tan 48-72 orduz | Kristalitatea % 5-% 8 hobetzen du; erresistentzia % 3-% 5 murrizten du |
| Tenperatura Uniformetasuna | Labearen nukleoaren ertza ≤150 °C | Errendimendua % 5-% 8 hobetzen du; erresistentzia-aldaketa % 10-% 15 murrizten du |
| Hozte-tasa | ≤20 °C/h | % 30-% 50ean hobetzen du kolpe termikoarekiko erresistentzia; barne-tentsioa murrizten du |
| Purifikazio Ezpurutasun Edukia | ≤50 ppm (halogenoa), ≤10 ppm (hutsean) | Goi-mailako industria-eskaerak asetzen ditu (adibidez, erdieroaleak, fotovoltaikoa) |
V. Joera teknologikoak eta optimizazio-norabideak
Egitura Ultrafina Kontrolatzeko: 0,1-1 μm-ko koke hautsaren prestaketa teknologia garatu isotropia hobetzeko eta erresistentzia <5 μΩ·m-ra murrizteko.
Fabrikazio Sistema Adimendunak: Ezarri tenperatura-eremu dinamikoen kontrol-sistemak, biki digitalean oinarrituta, errendimendua % 95era igotzeko.
Prozesu berdeak: hidrogenoa erabili erreduzitzaile gisa CO₂ isuriak murrizteko; hondakin-beroa berreskuratzeko teknologia hartu energia-kontsumoa % 10-% 15 murrizteko.
Parametro hauek zorrotz kontrolatuz, grafitizatutako petrolio-kokeak % 99,9 ≥ karbono edukia, 5-7 μΩ·m-ko erresistentzia eta 1,5-2,5 × 10⁻⁶/°C-ko hedapen termikoaren koefizientea lor ditzake, goi-mailako industria-aplikazioen eskakizunak betez.
Argitaratze data: 2025eko irailaren 12a