Mchakato wa uzalishaji wa nyenzo za kaboni ni uhandisi wa mfumo unaodhibitiwa kwa ukali, uzalishaji wa elektrodi ya grafiti, vifaa maalum vya kaboni, kaboni ya alumini, vifaa vipya vya kaboni vya hali ya juu haviwezi kutenganishwa na matumizi ya malighafi, vifaa, teknolojia, usimamizi wa vipengele vinne vya uzalishaji na teknolojia inayohusiana.
Malighafi ni vipengele muhimu vinavyoamua sifa za msingi za vifaa vya kaboni, na utendaji wa malighafi huamua utendaji wa vifaa vya kaboni vilivyotengenezwa. Kwa ajili ya uzalishaji wa elektrodi za grafiti za UHP na HP, coke ya sindano ya ubora wa juu ndiyo chaguo la kwanza, lakini pia lami ya binder ya ubora wa juu, lami ya wakala wa kutunga mimba. Lakini malighafi za ubora wa juu tu, ukosefu wa vifaa, teknolojia, vipengele vya usimamizi na teknolojia inayohusiana nayo, pia haiwezi kutoa elektrodi ya grafiti ya UHP ya ubora wa juu.
Makala haya yanaangazia sifa za koke ya sindano ya ubora wa juu ili kuelezea maoni ya kibinafsi, kwa watengenezaji wa koke ya sindano, watengenezaji wa elektrodi, na taasisi za utafiti wa kisayansi kujadili.
Ingawa uzalishaji wa viwanda wa sindano coke nchini China umechelewa kuliko ule wa makampuni ya kigeni, umekua kwa kasi katika miaka ya hivi karibuni na umeanza kuchukua sura. Kwa upande wa jumla ya uzalishaji, kimsingi unaweza kukidhi mahitaji ya sindano coke kwa elektrodi za grafiti za UHP na HP zinazozalishwa na makampuni ya kaboni ya ndani. Hata hivyo, bado kuna pengo fulani katika ubora wa sindano coke ikilinganishwa na makampuni ya kigeni. Kubadilika kwa utendaji wa kundi huathiri mahitaji ya sindano coke ya ubora wa juu katika uzalishaji wa elektrodi kubwa za grafiti za UHP na HP, hasa hakuna sindano coke ya ubora wa juu ambayo inaweza kukidhi uzalishaji wa kiungo cha elektrodi za grafiti.
Makampuni ya kigeni ya kaboni yanayozalisha vipimo vikubwa vya UHP, elektrodi ya grafiti ya HP mara nyingi huwa chaguo la kwanza la coke ya sindano ya petroli yenye ubora wa juu kama coke kuu ya malighafi, makampuni ya kaboni ya Kijapani pia hutumia coke ya sindano ya mfululizo wa makaa ya mawe kama malighafi, lakini tu kwa vipimo vifuatavyo vya φ 600 mm vya uzalishaji wa elektrodi ya grafiti. Kwa sasa, coke ya sindano nchini China ni coke ya sindano ya mfululizo wa makaa ya mawe. Uzalishaji wa elektrodi ya grafiti ya UHP yenye ubora wa juu na makampuni ya kaboni mara nyingi hutegemea coke ya sindano ya mfululizo wa mafuta ya petroli iliyoagizwa kutoka nje, hasa uzalishaji wa kiungo cha ubora wa juu na coke ya sindano ya mfululizo wa mafuta ya Suishima ya Kijapani iliyoagizwa kutoka nje na coke ya sindano ya mfululizo wa mafuta ya Uingereza ya HSP kama coke ya malighafi.
Kwa sasa, koke ya sindano inayozalishwa na makampuni mbalimbali kwa kawaida hulinganishwa na fahirisi za utendaji wa kibiashara wa koke ya sindano ya kigeni kwa fahirisi za utendaji za kawaida, kama vile kiwango cha majivu, msongamano halisi, kiwango cha salfa, kiwango cha nitrojeni, usambazaji wa chembe, mgawo wa upanuzi wa joto na kadhalika. Hata hivyo, bado kuna ukosefu wa daraja tofauti za uainishaji wa koke ya sindano ikilinganishwa na nchi za kigeni. Kwa hivyo, uzalishaji wa koke ya sindano pia kwa ajili ya "bidhaa zilizounganishwa", hauwezi kuonyesha daraja la koke ya sindano ya ubora wa juu.
Mbali na ulinganisho wa utendaji wa kawaida, makampuni ya kaboni yanapaswa pia kuzingatia uainishaji wa koke ya sindano, kama vile uainishaji wa mgawo wa upanuzi wa joto (CTE), nguvu ya chembe, kiwango cha anisotropi, data ya upanuzi katika hali isiyozuiliwa na hali iliyozuiliwa, na kiwango cha halijoto kati ya upanuzi na mkazo. Kwa sababu sifa hizi za joto za koke ya sindano ni muhimu sana kwa udhibiti wa mchakato wa grafiti katika mchakato wa uzalishaji wa elektrodi ya grafiti, bila shaka, ushawishi wa sifa za joto za koke ya lami inayoundwa baada ya kuchoma kwa lami ya binder na wakala wa kuiingiza haujatengwa.
1. Ulinganisho wa anisotropi ya sindano ya koka
Uzalishaji wa elektrodi ya grafiti yenye nguvu nyingi sana. Uchambuzi wa utendaji wa shahada ya anisotropiki ni makadirio ya ubora wa malighafi ya sindano au si njia muhimu ya uchambuzi, ukubwa wa kiwango cha anisotropi, bila shaka, pia una ushawishi fulani katika mchakato wa uzalishaji wa elektrodi, kiwango cha anisotropi ya umeme ni utendaji mzuri wa mshtuko wa joto kuliko kiwango cha anisotropi ya wastani wa nguvu ya elektrodi ndogo.
Kwa sasa, uzalishaji wa coke ya sindano ya makaa ya mawe nchini China ni mkubwa zaidi kuliko ule wa coke ya sindano ya petroli. Kutokana na gharama kubwa ya malighafi na bei ya makampuni ya kaboni, ni vigumu kutumia coke ya sindano ya ndani 100% katika uzalishaji wa elektrodi ya UHP, huku ukiongeza sehemu fulani ya coke ya petroli iliyokokotwa na unga wa grafiti ili kutengeneza elektrodi. Kwa hivyo, ni vigumu kutathmini anisotropi ya coke ya sindano ya ndani.
2. Sifa za mstari na ujazo za koka ya sindano
Utendaji wa mabadiliko ya mstari na ujazo wa sindano coke huakisiwa zaidi katika mchakato wa grafiti unaozalishwa na elektrodi. Kwa mabadiliko ya halijoto, sindano coke itapitia upanuzi na mkazo wa mstari na ujazo wakati wa mchakato wa kupasha joto mchakato wa grafiti, ambao huathiri moja kwa moja mabadiliko ya mstari na ujazo wa sindano ya elektrodi iliyochomwa katika mchakato wa grafiti. Hii si sawa kwa matumizi ya sifa tofauti za sindano coke mbichi, daraja tofauti za sindano coke hubadilika. Zaidi ya hayo, kiwango cha joto cha mabadiliko ya mstari na ujazo wa daraja tofauti za sindano coke na petroli coke iliyochomwa pia ni tofauti. Ni kwa kufahamu sifa hii ya sindano coke mbichi pekee ndipo tunaweza kudhibiti vyema na kuboresha uzalishaji wa mfuatano wa kemikali wa grafiti. Hii inaonekana wazi hasa katika mchakato wa uundaji wa grafu mfululizo.
Upanuzi wa mstari hutokea kwanza wakati koke ya sindano ya mafuta inapoanza kupata joto, lakini halijoto mwanzoni mwa mkazo wa mstari kwa kawaida huwa nyuma ya halijoto ya juu zaidi ya calcination. Kuanzia 1525℃ hadi 1725℃, upanuzi wa mstari huanza, na kiwango cha joto cha mkazo mzima wa mstari ni nyembamba, 200℃ pekee. Kiwango cha joto cha mkazo mzima wa koke ya kawaida ya mafuta iliyochelewa ni kubwa zaidi kuliko ile ya koke ya sindano, na koke ya sindano ya makaa ya mawe iko kati ya hizo mbili, kubwa kidogo kuliko koke ya sindano ya mafuta. Matokeo ya majaribio ya Taasisi ya Mtihani wa Teknolojia ya Viwanda ya Osaka nchini Japani yanaonyesha kwamba kadiri utendaji wa joto wa koke unavyozidi kuwa mbaya, ndivyo kiwango cha joto cha mkazo wa mstari kinavyozidi kuwa kikubwa, hadi kiwango cha joto cha mkazo wa mstari cha 500 ~ 600℃, na mwanzo wa halijoto ya mkazo wa mstari kinavyopungua, kwa 1150 ~ 1200℃ kulianza kutokea mkazo wa mstari, ambayo pia ni sifa ya koke ya kawaida ya mafuta iliyochelewa.
Kadiri sifa za joto zinavyokuwa bora na kadiri anisotropi ya sindano inavyokuwa kubwa, ndivyo kiwango cha joto cha mkazo wa mstari kinavyopungua. Baadhi ya coke ya sindano ya mafuta yenye ubora wa juu ni 100 ~ 150℃ pekee. Ni muhimu sana kwa makampuni ya kaboni kuongoza uzalishaji wa mchakato wa grafiti baada ya kuelewa sifa za upanuzi wa mstari, mkazo na upanuzi wa tena wa coke ya malighafi mbalimbali, ambayo inaweza kuepuka baadhi ya bidhaa taka zisizo za lazima zinazosababishwa na kutumia hali ya jadi ya uzoefu.
Muda wa chapisho: Oktoba-08-2021