黒鉛電極とニードルコークス

炭素材料の生産プロセスは厳密に制御されたシステムエンジニアリングであり、グラファイト電極、特殊炭素材料、アルミニウムカーボン、新しいハイエンド炭素材料の生産は、原材料、設備、技術、4つの生産要素の管理および関連する独自の使用と切り離すことができません。テクノロジー。

炭素材料の基本特性を決定するのは原料であり、原料の性能が製造される炭素材料の性能を決定します。 UHP および HP グラファイト電極の製造には、高品質のニードル コークスが第一の選択肢ですが、高品質の結合剤アスファルト、含浸剤アスファルトも選択されます。しかし、高品質の原材料だけでは、設備、技術、管理要素、および関連する独自技術が不足しているため、高品質の UHP、HP グラファイト電極を生産することもできません。

この記事は、ニードルコークスメーカー、電極メーカー、科学研究機関が議論できるように、高品質ニードルコークスの特性に焦点を当て、個人的な見解を説明します。

中国におけるニードルコークスの工業生産は外国企業に比べて遅れていますが、近年急速に発展し、具体化し始めています。総生産量に関しては、国内炭素企業が生産するUHPおよびHP黒鉛電極用ニードルコークスの需要を基本的に満たすことができる。しかし、ニードルコークスの品質に関しては、外資系企業と比較して依然として一定の格差があります。バッチ性能の変動は、大型UHPおよびHP黒鉛電極の生産における高品質ニードルコークスの需要に影響を及ぼし、特に黒鉛電極接合部の生産を満たすことができる高品質の接合部ニードルコークスが存在しない。

大型仕様の UHP、HP グラファイト電極を生産する外国の炭素企業は、主原料コークスとして高品質の石油ニードル コークスを最初に選択することがよくありますが、日本の炭素企業も一部の石炭系ニードル コークスを原料として使用していますが、次の φ のみを使用しています。グラファイト電極製作の600mm仕様。現在、中国のニードルコークスは主に石炭系ニードルコークスです。炭素企業による高品質の大型UHP黒鉛電極の生産は、輸入石油系ニードルコークスに依存することが多く、特に輸入された日本の水島石油系ニードルコークスと英国のHSP石油系ニードルコークスを原料コークスとして使用した高品質継手の生産が多い。

現在、さまざまな企業が製造したニードルコークスは、通常、灰分、真密度、硫黄分、窒素分、粒度分布、熱膨張係数などの従来の性能指標によって外国のニードルコークスの商業的性能指標と比較されます。の上。しかし、ニードルコークスの等級分類は諸外国に比べてまだ不十分です。したがって、口語的に「統一商品」のニードルコークスの生産は、高品質のプレミアムニードルコークスのグレードを反映することはできません。

従来の性能比較に加えて、カーボン企業は、熱膨張係数（CTE）、粒子強度、異方性度、非抑制状態と抑制状態の膨張データの分類など、ニードルコークスの特性評価にも注意を払う必要があります。膨張と収縮の間の温度範囲。ニードルコークスのこれらの熱的性質は、黒鉛電極の製造工程における黒鉛化プロセスの制御にとって非常に重要であるため、結合剤および含浸剤のアスファルトを焙焼した後に形成されるアスファルトコークスの熱的性質の影響を排除するものではないことは言うまでもない。

1. ニードルコークスの異方性の比較

超高出力黒鉛電極製造の異方性度の性能分析は、ニードルコークス原料の品質を評価するかどうかの重要な分析方法であり、異方性の程度の大きさは、もちろん、電極の製造プロセス、異方性の程度にも一定の影響を与えます。電気の異方性が非常に高く、小さな電極の平均電力の異方性度よりも熱衝撃性能が良好です。

現在、中国における石炭ニードルコークスの生産量は石油ニードルコークスの生産量をはるかに上回っています。原料コストと炭素企業の価格が高いため、UHP 電極の製造に 100% 国産のニードルコークスを使用し、一定の割合で石灰化石油コークスと黒鉛粉末を加えて電極を製造することは困難です。したがって、国産ニードルコークスの異方性を評価することは困難です。

2. ニードルコークスの線形特性と体積特性

ニードルコークスの直線的および体積変化の性能は、主に電極によって生成されるグラファイトプロセスに反映されます。温度の変化により、黒鉛プロセスの加熱プロセス中にニードルコークスは線形および体積の膨張と収縮を起こし、これは黒鉛プロセスにおける電極焙焼ビレットの線形および体積の変化に直接影響します。これは、生コークスの異なる特性、異なるグレードのニードルコークスの変更の使用については同じではありません。さらに、ニードルコークスと焼成石油コークスのグレードが異なると、線形変化と体積変化の温度範囲も異なります。生コークスのこの特性を習得することによってのみ、黒鉛の化学シーケンスの生産をより適切に制御し、最適化することができます。これは、一連の黒鉛化プロセスで特に顕著です。

オイルニードルコークスが加熱され始めると線形膨張が最初に起こりますが、線形収縮が始まる温度は通常、最高か焼温度よりも遅れます。 1525℃から1725℃にかけて線膨張が始まり、線収縮全体の温度範囲は200℃と狭い。通常の遅延石油コークスの全ライン収縮の温度範囲はニードルコークスの温度範囲よりもはるかに大きく、石炭ニードルコークスはその中間であり、石油ニードルコークスよりわずかに大きい。日本の大阪工業技術試験所の試験結果によると、コークスの熱性能が悪くなるほど、ライン収縮温度範囲が大きくなり、ライン収縮温度範囲は最大500〜600℃であり、ライン収縮の開始温度は低いことが示されています。 、1150～1200℃でライン収縮が起こり始めますが、これは通常のディレード石油コークスの特性でもあります。

ニードルコークスの熱的特性が良く、異方性が大きいほど、線形収縮の温度範囲は狭くなります。一部の高品質オイルニードルコークスは線形収縮温度範囲が100～150℃しかありません。炭素企業にとって、さまざまな原料コークスの線膨張、収縮、再膨張の特性を理解した上で黒鉛化プロセスの生産を指導することは非常に有益であり、これにより、従来の経験的モードの使用によって引き起こされる不必要な品質の廃棄物の一部を回避できます。