ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ અને સોય કોક

કાર્બન સામગ્રી ઉત્પાદન પ્રક્રિયા એક ચુસ્ત રીતે નિયંત્રિત સિસ્ટમ એન્જિનિયરિંગ છે, ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડનું ઉત્પાદન, ખાસ કાર્બન સામગ્રી, એલ્યુમિનિયમ કાર્બન, નવી ઉચ્ચ-સ્તરીય કાર્બન સામગ્રી કાચા માલ, સાધનો, ટેકનોલોજી, ચાર ઉત્પાદન પરિબળોના સંચાલન અને સંબંધિત માલિકીની ટેકનોલોજીના ઉપયોગથી અવિભાજ્ય છે.

કાચા માલ એ મુખ્ય પરિબળો છે જે કાર્બન સામગ્રીની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે, અને કાચા માલનું પ્રદર્શન ઉત્પાદિત કાર્બન સામગ્રીનું પ્રદર્શન નક્કી કરે છે. UHP અને HP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદન માટે, ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સોય કોક પ્રથમ પસંદગી છે, પરંતુ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા બાઈન્ડર ડામર, ગર્ભાધાન એજન્ટ ડામર પણ છે. પરંતુ માત્ર ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કાચો માલ, સાધનો, ટેકનોલોજી, વ્યવસ્થાપન પરિબળો અને સંબંધિત માલિકીની ટેકનોલોજીનો અભાવ, ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા UHP, HP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડનું ઉત્પાદન કરવામાં પણ અસમર્થ છે.

આ લેખ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સોય કોકની લાક્ષણિકતાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જેથી સોય કોક ઉત્પાદકો, ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદકો, વૈજ્ઞાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ ચર્ચા કરી શકે તેવા કેટલાક વ્યક્તિગત મંતવ્યો સમજાવી શકાય.

ચીનમાં સોય કોકનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન વિદેશી સાહસો કરતાં મોડું થયું હોવા છતાં, તાજેતરના વર્ષોમાં તેનો વિકાસ ઝડપથી થયો છે અને તે આકાર લેવાનું શરૂ કરી દીધું છે. કુલ ઉત્પાદન જથ્થાના સંદર્ભમાં, તે મૂળભૂત રીતે સ્થાનિક કાર્બન સાહસો દ્વારા ઉત્પાદિત UHP અને HP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ માટે સોય કોકની માંગને પૂર્ણ કરી શકે છે. જો કે, વિદેશી સાહસોની તુલનામાં સોય કોકની ગુણવત્તામાં હજુ પણ ચોક્કસ અંતર છે. બેચ કામગીરીમાં વધઘટ મોટા કદના UHP અને HP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદનમાં ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સોય કોકની માંગને અસર કરે છે, ખાસ કરીને ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ સંયુક્તના ઉત્પાદનને પૂર્ણ કરી શકે તેવા ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સંયુક્ત સોય કોક નથી.

મોટા પાયે UHP, HP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડનું ઉત્પાદન કરતા વિદેશી કાર્બન સાહસો ઘણીવાર મુખ્ય કાચા માલ કોક તરીકે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પેટ્રોલિયમ સોય કોકની પ્રથમ પસંદગી હોય છે, જાપાની કાર્બન સાહસો પણ કાચા માલ તરીકે કેટલાક કોલસા શ્રેણીના સોય કોકનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ ફક્ત નીચેના φ 600 mm ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદન માટે. હાલમાં, ચીનમાં સોય કોક મુખ્યત્વે કોલસા શ્રેણીના સોય કોક છે. કાર્બન સાહસો દ્વારા ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા મોટા પાયે UHP ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડનું ઉત્પાદન ઘણીવાર આયાતી પેટ્રોલિયમ શ્રેણીના સોય કોક પર આધાર રાખે છે, ખાસ કરીને કાચા માલ કોક તરીકે આયાતી જાપાનીઝ સુઇશિમા તેલ શ્રેણીના સોય કોક અને બ્રિટિશ HSP તેલ શ્રેણીના સોય કોક સાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સંયુક્તનું ઉત્પાદન.

હાલમાં, વિવિધ સાહસો દ્વારા ઉત્પાદિત સોય કોકની સરખામણી સામાન્ય રીતે પરંપરાગત પ્રદર્શન સૂચકાંકો, જેમ કે રાખનું પ્રમાણ, સાચી ઘનતા, સલ્ફરનું પ્રમાણ, નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ, કણોનું કદ વિતરણ, થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક વગેરે દ્વારા વિદેશી સોય કોકના વ્યાપારી પ્રદર્શન સૂચકાંકો સાથે કરવામાં આવે છે. જો કે, વિદેશી દેશોની તુલનામાં સોય કોક વર્ગીકરણના વિવિધ ગ્રેડનો હજુ પણ અભાવ છે. તેથી, સોય કોકનું ઉત્પાદન, બોલચાલમાં "યુનિફાઇડ ગુડ્સ" માટે પણ, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પ્રીમિયમ સોય કોકના ગ્રેડને પ્રતિબિંબિત કરી શકતું નથી.

પરંપરાગત કામગીરીની સરખામણી ઉપરાંત, કાર્બન સાહસોએ સોય કોકના લાક્ષણિકતા પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ, જેમ કે થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક (CTE), કણોની શક્તિ, એનિસોટ્રોપી ડિગ્રી, બિન-નિરોધિત સ્થિતિમાં અને અવરોધિત સ્થિતિમાં વિસ્તરણ ડેટા, અને વિસ્તરણ અને સંકોચન વચ્ચે તાપમાન શ્રેણી. કારણ કે સોય કોકના આ થર્મલ ગુણધર્મો ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયાના નિયંત્રણ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, અલબત્ત, બાઈન્ડર અને ગર્ભાધાન એજન્ટ ડામરને શેક્યા પછી બનેલા ડામર કોકના થર્મલ ગુણધર્મોનો પ્રભાવ બાકાત નથી.

1. સોય કોકની એનિસોટ્રોપીની સરખામણી

(A) નમૂના: સ્થાનિક કાર્બન ફેક્ટરીનું φ 500 mm UHP ઇલેક્ટ્રોડ બોડી;

કાચો માલ સોય કોક: જાપાનીઝ નવો કેમિકલ LPC-U ગ્રેડ, ગુણોત્તર: 100% LPC-U ગ્રેડ; વિશ્લેષણ: SGL ગ્રીશેમ પ્લાન્ટ; કામગીરી સૂચકાંકો કોષ્ટક 1 માં દર્શાવેલ છે.

(B) નમૂના: સ્થાનિક કાર્બન ફેક્ટરીનું φ 450 mmHP ઇલેક્ટ્રોડ બોડી; કાચો માલ સોય કોક: સ્થાનિક ફેક્ટરી તેલ સોય કોક, ગુણોત્તર: 100%; વિશ્લેષણ: શેન્ડોંગ બાઝાન કાર્બન પ્લાન્ટ; પ્રદર્શન સૂચકાંકો કોષ્ટક 2 માં દર્શાવેલ છે.

કોષ્ટક 1 અને કોષ્ટક 2 ની સરખામણી પરથી જોઈ શકાય છે કે, નવા દૈનિક રાસાયણિક કોલસાના માપદંડોના સોય કોકના lPC-U ગ્રેડમાં થર્મલ ગુણધર્મોની મોટી એનિસોટ્રોપી છે, જેમાં CTE ની એનિસોટ્રોપી 3.61~4.55 સુધી પહોંચી શકે છે, અને પ્રતિકારકતાની એનિસોટ્રોપી પણ મોટી છે, જે 2.06~2.25 સુધી પહોંચે છે. આ ઉપરાંત, સ્થાનિક પેટ્રોલિયમ સોય કોકની ફ્લેક્સરલ તાકાત નવા દૈનિક રાસાયણિક LPC-U ગ્રેડ કોલસા માપદંડ સોય કોક કરતા સારી છે. એનિસોટ્રોપીનું મૂલ્ય નવા દૈનિક રાસાયણિક LPC-U કોલસા માપદંડ સોય કોક કરતા ઘણું ઓછું છે.

અલ્ટ્રા હાઇ પાવર ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદન એનિસોટ્રોપિક ડિગ્રી કામગીરી વિશ્લેષણ એ સોય કોક કાચા માલની ગુણવત્તાનો અંદાજ છે કે નહીં તે એક મહત્વપૂર્ણ વિશ્લેષણ પદ્ધતિ નથી, એનિસોટ્રોપીની ડિગ્રીનું કદ, અલબત્ત, ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પર પણ ચોક્કસ પ્રભાવ ધરાવે છે, વીજળીની એનિસોટ્રોપીની ડિગ્રી નાના ઇલેક્ટ્રોડની સરેરાશ શક્તિની એનિસોટ્રોપી ડિગ્રી કરતાં અત્યંત થર્મલ શોક કામગીરી સારી છે.

હાલમાં, ચીનમાં કોલસાની સોય કોકનું ઉત્પાદન પેટ્રોલિયમ સોય કોક કરતા ઘણું વધારે છે. કાર્બન સાહસોના કાચા માલના ઊંચા ખર્ચ અને ભાવને કારણે, UHP ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદનમાં 100% સ્થાનિક સોય કોકનો ઉપયોગ કરવો મુશ્કેલ છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવા માટે કેલ્કેટેડ પેટ્રોલિયમ કોક અને ગ્રેફાઇટ પાવડરનો ચોક્કસ પ્રમાણ ઉમેરવો મુશ્કેલ છે. તેથી, સ્થાનિક સોય કોકની એનિસોટ્રોપીનું મૂલ્યાંકન કરવું મુશ્કેલ છે.

2. સોય કોકના રેખીય અને વોલ્યુમેટ્રિક ગુણધર્મો

સોય કોકનું રેખીય અને વોલ્યુમેટ્રિક પરિવર્તન પ્રદર્શન મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા ઉત્પાદિત ગ્રેફાઇટ પ્રક્રિયામાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે, ગ્રેફાઇટ પ્રક્રિયા ગરમ થવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન સોય કોક રેખીય અને વોલ્યુમેટ્રિક વિસ્તરણ અને સંકોચનમાંથી પસાર થશે, જે ગ્રેફાઇટ પ્રક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોડ રોસ્ટેડ બિલેટના રેખીય અને વોલ્યુમેટ્રિક પરિવર્તનને સીધી અસર કરે છે. કાચા કોકના વિવિધ ગુણધર્મોના ઉપયોગ માટે આ સમાન નથી, સોય કોકના વિવિધ ગ્રેડ બદલાય છે. વધુમાં, સોય કોક અને કેલ્સાઈન્ડ પેટ્રોલિયમ કોકના વિવિધ ગ્રેડના રેખીય અને વોલ્યુમ પરિવર્તનની તાપમાન શ્રેણી પણ અલગ છે. ફક્ત કાચા કોકની આ લાક્ષણિકતાને માસ્ટર કરીને જ આપણે ગ્રેફાઇટ રાસાયણિક ક્રમના ઉત્પાદનને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકીએ છીએ. આ ખાસ કરીને શ્રેણી ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયામાં સ્પષ્ટ છે.

કોષ્ટક 3 યુકેમાં કોનોકોફિલિપ્સ દ્વારા ઉત્પાદિત પેટ્રોલિયમ સોય કોકના ત્રણ ગ્રેડના રેખીય અને વોલ્યુમ ફેરફારો અને તાપમાન શ્રેણીઓ દર્શાવે છે. રેખીય વિસ્તરણ સૌપ્રથમ ત્યારે થાય છે જ્યારે ઓઇલ સોય કોક ગરમ થવાનું શરૂ કરે છે, પરંતુ રેખીય સંકોચનની શરૂઆતમાં તાપમાન સામાન્ય રીતે મહત્તમ કેલ્સિનેશન તાપમાન કરતા પાછળ રહે છે. 1525℃ થી 1725℃ સુધી, રેખીય વિસ્તરણ શરૂ થાય છે, અને સમગ્ર રેખીય સંકોચનની તાપમાન શ્રેણી સાંકડી હોય છે, ફક્ત 200℃. સામાન્ય વિલંબિત પેટ્રોલિયમ કોકના સમગ્ર લાઇન સંકોચનની તાપમાન શ્રેણી સોય કોક કરતા ઘણી મોટી હોય છે, અને કોલસો સોય કોક બંને વચ્ચે હોય છે, જે ઓઇલ સોય કોક કરતા થોડી મોટી હોય છે. જાપાનમાં ઓસાકા ઇન્ડસ્ટ્રીયલ ટેક્નોલોજી ટેસ્ટ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના પરીક્ષણ પરિણામો દર્શાવે છે કે કોકનું થર્મલ પ્રદર્શન જેટલું ખરાબ હશે, લાઇન સંકોચન તાપમાન શ્રેણી જેટલી વધારે હશે, 500 ~ 600℃ સુધી લાઇન સંકોચન તાપમાન શ્રેણી હશે, અને લાઇન સંકોચન તાપમાનની શરૂઆત ઓછી હશે, 1150 ~ 1200℃ પર લાઇન સંકોચન થવાનું શરૂ થયું, જે સામાન્ય વિલંબિત પેટ્રોલિયમ કોકની લાક્ષણિકતાઓ પણ છે.

સોય કોકના થર્મલ ગુણધર્મો જેટલા સારા અને એનિસોટ્રોપી જેટલા વધારે હશે, રેખીય સંકોચનની તાપમાન શ્રેણી એટલી જ સાંકડી થશે. કેટલાક ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા તેલ સોય કોક ફક્ત 100 ~ 150℃ રેખીય સંકોચન તાપમાન શ્રેણી ધરાવે છે. વિવિધ કાચા માલ કોકના રેખીય વિસ્તરણ, સંકોચન અને પુનઃવિસ્તરણની લાક્ષણિકતાઓને સમજ્યા પછી ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયા ઉત્પાદનનું માર્ગદર્શન આપવા કાર્બન સાહસો માટે ખૂબ જ ફાયદાકારક છે, જે પરંપરાગત પ્રયોગાત્મક મોડનો ઉપયોગ કરીને થતા કેટલાક બિનજરૂરી ગુણવત્તાયુક્ત કચરાના ઉત્પાદનોને ટાળી શકે છે.

૩ નિષ્કર્ષ

કાચા માલની વિવિધ લાક્ષણિકતાઓમાં નિપુણતા મેળવો, વાજબી સાધનોની મેચિંગ પસંદ કરો, ટેકનોલોજીનું સારું સંયોજન, અને એન્ટરપ્રાઇઝ મેનેજમેન્ટ વધુ વૈજ્ઞાનિક અને વાજબી છે, સમગ્ર પ્રક્રિયા પ્રણાલીની આ શ્રેણી ચુસ્તપણે નિયંત્રિત અને સ્થિર છે, જે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અલ્ટ્રા-ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ શક્તિ ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદનનો આધાર હોવાનું કહી શકાય.