Aling mga pangunahing parametro ang kailangang mahigpit na kontrolin sa proseso ng produksyon upang matiyak ang kalidad ng pangwakas na graphitized petroleum coke?

Sa proseso ng produksyon ng graphitized petroleum coke, mahalagang mahigpit na kontrolin ang mga sumusunod na pangunahing parameter mula sa pagpili ng hilaw na materyal, pretreatment, proseso ng graphitization hanggang sa post-treatment upang matiyak ang kalidad ng pangwakas na produkto:

I. Pagpili at Paggamot Bago ang Hilaw na Materyales

Nilalaman ng Sulfur

• Pamantayan sa Pagkontrol: Ang nilalamang sulfur ng hilaw na petroleum coke ay dapat na ≤0.5%. Ang high-sulfur coke ay maaaring magdulot ng paglawak ng gas habang ginagawa ang graphitization, na humahantong sa pagbitak ng produkto.
• Epekto: Ang bawat 0.1% na pagbawas sa nilalaman ng sulfur ay nagpapababa ng rate ng pagbitak ng produkto ng 15%-20% at nagpapababa ng resistivity ng 5%-8%.

Nilalaman ng Abo

• Pamantayan sa Pagkontrol: Ang nilalaman ng abo ay dapat na ≤0.3%, kung saan ang mga pangunahing dumi ay mga metal oxide tulad ng iron, silicon, at calcium.
• Epekto: Ang bawat 0.1% na pagtaas sa nilalaman ng abo ay nagpapataas ng resistivity ng produkto ng 10%-15% at nagpapababa ng mekanikal na lakas ng 8%-10%.

Distribusyon ng Sukat ng Partikulo

• Pamantayan sa Kontrol: Ang granular coke ay dapat umabot sa ≥80%, habang ang powdered coke (laki ng particle <0.5 mm) ay dapat na ≤20%.
• Epekto: Ang labis na pulbos na coke ay maaaring humantong sa pag-caking habang ginagamit ang calcination, na nakakaapekto sa pag-aalis ng volatile matter; ang pinahusay na pagkakapareho ng granular coke ay nakakabawas sa pagkonsumo ng enerhiya ng graphitization ng 5%-10%.

Proseso ng Kalsinasyon

• Temperatura: 1200-1400°C sa loob ng 8-12 oras.
• Tungkulin: Nag-aalis ng pabagu-bagong bagay (mula 8%-15% hanggang <1%) at nagpapataas ng tunay na densidad (mula 1.9 g/cm³ hanggang ≥2.05 g/cm³).
• Control Point: Ang tunay na densidad pagkatapos ng calcination ay dapat na ≥2.08 g/cm³; kung hindi, tataas ang kahirapan sa graphitization, at tataas ang resistivity.

II. Proseso ng Grapitisasyon

Kontrol ng Temperatura

• Pangunahing Parameter: 2800-3000°C, pinapanatili sa loob ng 48-72 oras.
• Epekto:
  • Ang bawat 100°C na pagtaas ng temperatura ay nagpapataas ng kristalinidad ng 5%-8% at nagbabawas ng resistivity ng 3%-5%.
  • Ang hindi sapat na temperatura (<2700°C) ay nagreresulta sa amorphous carbon residue, na may product resistivity na >15 μΩ·m; ang labis na temperatura (>3100°C) ay maaaring magdulot ng pinsala sa istruktura ng carbon.

Pagkakapareho ng Temperatura

• Pamantayan sa Kontrol: Pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng core at gilid ng pugon ≤150°C, na may pagitan ng thermocouple ≤30 cm.
• Epekto: Ang bawat 50°C na pagtaas sa pagkakaiba ng temperatura ay nagpapalawak ng lokal na pagkakaiba-iba ng resistivity ng 10%-15% at nagpapababa ng ani ng produkto ng 5%-8%.

Bilis ng Pag-init

• Pamantayan sa Pagkontrol:
  • 25-800°C yugto: ≤3°C/h (upang maiwasan ang thermal stress cracking).
  • Yugto ng 800-1250°C: ≤5°C/h (upang isulong ang maayos na pagbuo ng istrukturang carbon).
• Epekto: Ang labis na bilis ng pag-init ay nagiging sanhi ng pagliit ng volume ng produkto na higit sa 15%, na humahantong sa pagbibitak.

Protective Atmosphere

• Pamantayan sa Kontrol: Bilis ng daloy ng nitroheno na 0.8-1.2 m³/h, o paggamit ng argon/vacuum na kapaligiran.
• Tungkulin: Pinipigilan ang oksihenasyon at binabawasan ang nilalaman ng dumi (hal., ang nilalaman ng oksiheno ay bumababa mula 0.5% hanggang <0.1%).

III. Pagkatapos ng Paggamot at Paglilinis

Bilis ng Paglamig

• Pamantayan sa Kontrol: Mabagal na bilis ng paglamig ≤20°C/h pagkatapos ng grapitisasyon.
• Epekto: Ang mabilis na paglamig ay nagdudulot ng natitirang thermal stress, na binabawasan ang thermal shock resistance ng produkto ng 30%-50%.

Pagdurog at Pag-screen

• Pamantayan sa Kontrol: Ang laki ng particle na D50 ay kinokontrol sa 10-20 μm, na may pagkakapareho ng kapal ng patong sa ibabaw (hal., pitch o kemikal na pagdeposito ng singaw) na ≤5%.
• Tungkulin: Pinapabuti ang morpolohiya ng particle at pinapataas ang bulk density ng produkto (mula 0.8 g/cm³ hanggang ≥1.2 g/cm³).

Paggamot sa Paglilinis

• Paglilinis ng Halogen: Ang gas na Cl₂ ay tumutugon sa temperaturang 1900-2300°C sa loob ng 24 na oras, na binabawasan ang nilalaman ng dumi sa ≤50 ppm.
• Paglilinis gamit ang Vacuum: Pinapanatili sa 10⁻³ Pa vacuum sa loob ng 50 oras, na nakakamit ng kabuuang nilalaman ng dumi na ≤10 ppm (para sa mga high-end na aplikasyon).

IV. Buod ng mga Pangunahing Punto ng Kontrol

V. Mga Trend sa Teknolohiya at Mga Direksyon sa Pag-optimize

Ultrafine Structure Control: Bumuo ng 0.1-1 μm na teknolohiya sa paghahanda ng coke powder upang mapahusay ang isotropy at mabawasan ang resistivity sa <5 μΩ·m.
Mga Smart Manufacturing Systems: Ipatupad ang mga digital twin-based temperature field dynamic control system upang mapataas ang ani sa 95%.
Mga Berdeng Proseso: Gumamit ng hydrogen bilang reducing agent upang mabawasan ang mga emisyon ng CO₂; gumamit ng teknolohiya sa pagbawi ng waste heat upang mapababa ang pagkonsumo ng enerhiya ng 10%-15%.

Sa pamamagitan ng mahigpit na pagkontrol sa mga parametrong ito, ang graphitized petroleum coke ay maaaring makamit ang nilalaman ng carbon na ≥99.9%, resistivity na 5-7 μΩ·m, at thermal expansion coefficient na 1.5-2.5×10⁻⁶/°C, na nakakatugon sa mga pangangailangan ng mga high-end na aplikasyon sa industriya.