See artikkel uurib, miks madalast väävli- ja lämmastikusisaldusest on saanud grafiitkoksi kvaliteedi mõõtmise põhistandardid ülemaailmses terasemetallurgia-, valu- ja uutes energiatööstuses.
I. Väävlisisaldus: kahe-teraga mõõk, mis mõjutab kvaliteeti ja keskkonnakaitset
Väävel on grafiidi naftakoksi kahjulik lisand ning selle sisaldus mõjutab otseselt lõpptoote kvaliteeti ja kasutust.
1. Mõju metallurgia kvaliteedile
Terase sulatus- ja valuprotsessides kasutatakse grafiidi naftakoksi peamiselt süsiniku tõstjana. Kui toote väävlisisaldus on liiga kõrge, satub väävel sularaua ja terase sisse. Väävel on terasmaterjalides rangelt piiratud kahjulik element,-see põhjustab "kuumahaprust", mis vähendab terase sitkust ja plastilisust, mõjutades tõsiselt kõrgekvaliteediliste-valandite ja eriteraste kvaliteeti. Seetõttu nõuab kõrgtugeva malmi ja kvaliteetsete eriteraste tootmine ülimadala väävlisisaldusega (vähem kui 0,05%) grafiidist naftakoksi kasutamist.
2. Ranged keskkonnaeeskirjad
Seoses ülemaailmsete "kahekordse süsiniku" eesmärkide edenemisega karmistavad riigid üha enam tööstusheite eeskirju. Kõrge -väävlisisaldusega koks eraldab kasutamise ajal kahjulikke gaase, nagu vääveldioksiid (SO₂), mis suurendab ettevõtete keskkonnatöötluskulusid. Madala-väävlisisaldusega grafiidist naftakoks aitab tootmisahela järgmise etapi klientidel vähendada suitsugaaside väävlitustamise koormust, mis on kooskõlas rohelise tootmise trendiga.
3. Andmete viide: Kvaliteetse GPC väävlistandardid
Tööstuses kasutatava kvaliteetse-grafitiseeritud naftakoksi väävlisisaldus on tavaliselt alla 0,03% - 0.05%. Näiteks võib kõrgekvaliteediliste GPC-toodete väävlisisaldus olla kuni 0,03%, fikseeritud süsinikusisaldus ületab 99%.
II. Lämmastikusisaldus: tipptasemel-tootmise "peidetud tapja".
Väävliga võrreldes jäetakse sageli tähelepanuta lämmastiku ohtlikkus, kuid tänapäevastes metallurgilistes protsessides on lämmastikusisaldus saamas määravaks näitajaks süsiniku tõstjate kvaliteedi hindamisel.
1. Valandite poorsuse ja pragude süüdlane
Tavalise kaltsineeritud naftakoksi või madalal temperatuuril töödeldud toodete lämmastikusisaldus võib olla kuni 9000 ppm (0,9%). Kui see kõrge -lämmastikusisaldusega süsiniku tõstja lisatakse sulaterasele või rauale, põhjustab kõrge temperatuur lämmastiku sadestumist gaasilisel kujul, moodustades valandi sisse augud, nahaalused poorid või praod, mis vähendab oluliselt valandi tihedust ja mehaanilisi omadusi.
2. Grafitiseerimisprotsessi põhiväärtus
Kvaliteetse-grafitiseeritud naftakoksi "kõrge kvaliteedi" võti peitub selle kõrgel-temperatuuril grafitiseerimises 2800 kraadi -3500 kraadi juures. Selle protsessi käigus rekonstrueeritakse naftakoksi sees olevad süsinikuaatomid korrastamata paigutusest korrastatud võrestruktuuriks, samal ajal kui suurem osa lämmastikust eemaldatakse tõhusalt. Grafitiseeritud naftakoks võib selle lämmastikusisaldust drastiliselt vähendada 300-500 ppm-ni, tippkvaliteediga toodete puhul isegi alla 200 ppm (0,02%).
3. Andmete viide: lämmastikustandardid kõrge kvaliteediga GPC jaoks
Tavaline kaltsineeritud koks: lämmastikusisaldus ≈ 9000ppm
Grafitiseeritud naftakoks: lämmastikusisaldus 300–500 ppm või vähem
Ultra-madala lämmastikusisaldusega kõrge-kvaliteediga GPC: lämmastikusisaldus 200–300 ppm või väiksem
III. Miks võib madal väävli- ja lämmastikusisaldus määratleda "kõrge-kvaliteedi"?
Kokkuvõttes on madal väävlisisaldus ja madal lämmastikusisaldus põhinäitajad, kuna need määravad otseselt grafiidi naftakoksi toimimise kolme põhistsenaariumi korral:
1. Süsiniku rikastamise efektiivsus ja neeldumismäär
Madala -väävli ja madala-lämmastikusisaldusega GPC-d iseloomustab kõrge puhtus ja kõrge süsinikusisaldus (98,5% või suurem), tihedam mikrostruktuur, kiire lahustuvus sulas rauas, kõrge neeldumiskiirus ja jääkide puudumine. See aitab valukodadel suurendada vanaraua kasutamist, vähendada malmikulusid ja optimeerida sünteetilise malmi protsessi.
2. Lõpptoote mehaanilised omadused
Kõrgtugeva malmi tootmisel annab madala -väävlisisaldusega ja vähese lämmastikusisaldusega süsiniku tõsteseadmete kasutamine kvaliteetse-grafiidist tuumamissubstraadi, mis parandab oluliselt valandite tugevust, kõvadust ja tõmbeomadusi. Terase erisulatamisel on see üli-suure-võimsusega grafiitelektroodide tootmise põhitooraine.
3. Sisenemispunkt esilekerkivatesse rakendustesse
Liitium{0}}ioonaku anoodimaterjalide valdkonnas näitab madala-väävlisisaldusega naftakoks pärast grafitimist tohutut kasutuspotentsiaali. Uuringud on näidanud, et grafitiseeritud madala-väävlisisaldusega naftakoksi esialgne kulonefektiivsus võib ulatuda 82,79%ni, suurepärase tsükli stabiilsusega, mis vastab täielikult kaubanduslike akude nõuetele. See tähendab, et madala-väävli ja madala-lämmastikusisaldusega GPC avab "ukse" uuele energiaturule.
Madal väävlisisaldus ja madal lämmastikusisaldus on kõrgekvaliteedilise-grafiitnaftakoksi hindamise põhinäitajad, kuna need kajastavad otseselt toote grafitiseerumisastet ja puhtust. Tänapäeva terasetööstuses, mis on keskendunud kvaliteedi ja tõhususe parandamisele ning uute energiamaterjalide kiirele väljatöötamisele, suudab ainult madala väävli- ja lämmastikusisaldusega GPC näidata oma tõelist kõrget-kvaliteeti kõrgel-valamisel, spetsiaalsel sulatamisel ja aku anoodiväljadel.
