Gaminant aukščiausios klasės anglies produktus, pvz., grafito elektrodus ir plieno gamybos anglies keltuvus, grafito naftos kokso dalelių dydžio pasirinkimas tiesiogiai veikia produkto našumą, gamybos efektyvumą ir sąnaudų kontrolę. Šiame straipsnyje palyginamas 5-10 mm ir 1–5 mm grafito naftos koksas, du pagrindiniai dalelių dydžiai, pateikiant nuodugnią analizę nuo fizinės struktūros ir cheminių reakcijų iki pramoninio panaudojimo scenarijų, o įmonėms siūloma mokslinė atrankos nuoroda.
I. 5-10mm grafito naftos koksas: „skeleto-lygio“ užpildas, skirtas aukščiausios klasės produktams
1. Struktūrinis tvirtumas ir stabilumas: gaminių „plieninio skeleto“ kūrimas
- Trijų-dimensijų tinklo palaikymas: tokiuose gaminiuose kaip didelės-galios grafito elektrodai ir dideli tigliai, 5–10 mm dalelės, susijungdamos, sudaro standų karkasą, padidindamos gaminio gniuždymo stiprumą 20–30 % ir žymiai pagerindamos jo atsparumą deformacijai aukštoje temperatūroje, palyginti su mažesnėmis dalelių formulėmis.
- Kontroliuojamas susitraukimas: kalcinavimo ir grafitinimo metu didelių dalelių susitraukimo greitis yra 15–20% mažesnis nei mažų dalelių, todėl produkto matmenų nuokrypiai gali būti kontroliuojami ± 0,5% ribose, sumažinant atliekų kiekį.
2. Elektros ir šilumos laidumas: efektyvaus energijos perdavimo kanalo sukūrimas
- Ilgo nuotolio-laidus tinklas: grafito kristalai didelėse dalelėse yra geriau išsidėstę, todėl elektronų laidumo keliai yra ilgesni, elektrodų laidumas padidėja 10–15 %, o elektrodų sąnaudos plieno gamybos metu sumažėja 8–12 %.
- Optimizuotas kontaktinis pasipriešinimas: Nors dalelių kontaktinių taškų skaičius yra sumažintas, didesnis kontaktinis plotas ir tolygesnis didelių dalelių slėgio pasiskirstymas sumažina bendrą atsparumą kontaktui maždaug 10%, sumažinant energijos nuostolius.
3. Cheminės reakcijos kinetika: "tikslus reguliatorius" anglies papildymui plieno gamyboje
- Stabilios tirpimo charakteristikos: Išlydytame pliene 1600 laipsnių temperatūroje 5–10 mm anglies pakėlimo įtaiso ištirpimo laikas yra 3–5 minutės, esant vienodai anglies difuzijai ir stabiliam 85–90%, o 1–5 mm dalelių išeiga labai svyruoja (65–80%).
- Maži oksidacijos nuostoliai: didelių dalelių specifinis paviršiaus plotas yra tik 1/3–1/2 mažų dalelių, todėl oksidacijos nuostoliai aukštoje temperatūroje sumažėja 25%, todėl jie ypač tinka labai oksiduojančiai aplinkai, pavyzdžiui, deguonies konverteriams.
4. Optimizuota porų struktūra: padidina produktų „kvėpavimą“ ir atsparumą oksidacijai
- Tvarkingas makroskopinių porų pasiskirstymas: tarpusavyje sujungtos 50-200 μm skersmens poros, kurias sudaro stambios dalelės, gali padidinti lakiųjų medžiagų pašalinimo efektyvumą grafitizacijos metu 30%, sumažinti vidinių įtrūkimų riziką.
- Mažo specifinio paviršiaus ploto pranašumas: bendras specifinis paviršiaus plotas yra 40–50% mažesnis nei mažų tos pačios masės dalelių, todėl oksidacijos greitis ore 800 laipsnių temperatūroje sumažėja maždaug 20%, pailgėja gaminių tarnavimo laikas.
II. 1-5mm grafito naftos koksas: „balansavimo meistras“ formuojant
1. Tankio reguliavimo šerdis: „Tikslus užpildas“, skirtas skeleto tuštumams užpildyti
- Tankinimo efektas: naudojant kartu su 5–10 mm dalelėmis, jis gali užpildyti 30–40% skeleto tuštumų, padidindamas produkto tūrinį tankį 5–8%, pasiekdamas 1,6–1,8 g/cm³ (tankis gali siekti 1,8–2,0 g/cm³, kai naudojamos tik mažos dalelės).
- Rišiklio mažinimas: optimizuojant gradaciją (pvz., 5–10 mm: 1–5 mm: smulkūs milteliai=5: 3:2), rišiklių, pvz., akmens anglių dervos pikio, kiekis gali būti sumažintas 10–15 %, sumažinant gamybos sąnaudas.
2. Scenarijus{1}}pagrįstos programos: pagrindinis mažų{2}}produktų rinkinys
- Greito reagavimo poreikiai: gaminant plieną indukcinėje krosnyje, 1-5 mm recarburizerio tirpimo laikas yra tik 1–2 minutės, tinkamas trumpo proceso lydymui.
- Tiksli komponentų gamyba: kai naudojamos mikro{0}}grafito formose ir akumuliatoriaus anodo medžiagose, vienodos struktūros su porų dydžiu<20μm can be achieved by controlling particle size distribution.
III. Atrankos sprendimų matrica: keturios dimensijos, skirtos moksliškai suderinti gamybos poreikius
| Palyginimo matmenys | 5-10 mm grafito naftos koksas | 1-5 mm grafito naftos koksas |
|
Pagrindinės funkcijos |
Struktūrinė parama ir veiklos dominavimas | tankio reguliavimas ir formulės balansas |
| Taikomi produktai | Itin-didelės galios elektrodai, dideli anglies keltuvai |
maži ir vidutiniai{0}}angliniai blokai, tikslios formos |
| Kainų{0}}efektyvumas | Mažesnė vieneto stiprumo kaina, tačiau žaliavos kaina yra 10–15% didesnė | Didelis užpildymo efektyvumas gali sumažinti bendrą žaliavų suvartojimą 5–8% |
| Proceso suderinamumas | Būtina suderinti su didelės-tonos liejimo įranga (didesnė arba lygi 5000 tonų presui) | Tinka mažiems ir vidutiniams{0}}dydžių presams, kuriems taikomi mažesni liejimo slėgio reikalavimai |
Ateities tendencijos: sukūrus „stambių dalelių + itin smulkių miltelių“ sudėtinių formų technologiją, 5-10 mm didelių dalelių dalis aukščiausios klasės gaminiuose padidėjo nuo 40 % iki 60 %, o tai tapo pagrindiniu konkurencijos efektyvumo rodikliu.
Atranka bendradarbiaujant sukuria maksimalią vertę
5-10 mm ir 1–5 mm grafito naftos koksas nėra pakaitalai, o veikiau pasiekia optimalų našumą naudojant „skeleto ir užpildo“ sinergiją. Įmonės turi suformuluoti gradacijos schemas pagal gaminio specifikacijas (dydis, tikslumas), proceso sąlygas (krosnies tipas, temperatūra) ir veiklos rodiklius (stiprumas, laidumas). Jei reikia, jie turėtų optimizuoti dalelių santykį atlikdami eksperimentus (rekomenduojamas 5-10 mm dalelių dydis: 40% -60%, 1-5 mm dalelių dydis: 20% -30%), kad sumažintų bendras išlaidas ir užtikrintų kokybę.
