તેલ આધારિત કોક અને કોલસા આધારિત કોક વચ્ચે કેલ્સિનેશન વર્તનમાં મુખ્ય તફાવત શું છે?

તેલ આધારિત કોક અને કોલસા આધારિત કોક વચ્ચે કેલ્સિનેશન વર્તણૂકમાં મુખ્ય તફાવત તેમના કાચા માલના રાસાયણિક રચનાઓમાં તફાવત દ્વારા સંચાલિત અલગ પ્રતિક્રિયા માર્ગોમાં રહેલો છે, જે પછીથી સ્ફટિક બંધારણ ઉત્ક્રાંતિ, ભૌતિક ગુણધર્મમાં ફેરફાર અને પ્રક્રિયા નિયંત્રણ મુશ્કેલીઓમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે. વિગતવાર વિશ્લેષણ નીચે મુજબ છે:

1. કાચા માલના રાસાયણિક રચનાઓમાં તફાવત કેલ્સિનેશન વર્તણૂકનો પાયો નાખે છે

તેલ આધારિત કોક પેટ્રોલિયમ અવશેષો અને ઉત્પ્રેરક ક્રેકીંગ સ્પષ્ટ તેલ જેવા ભારે નિસ્યંદનમાંથી મેળવવામાં આવે છે. તેની રાસાયણિક રચના મુખ્યત્વે ટૂંકી બાજુ-સાંકળ, રેખીય રીતે જોડાયેલા પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાં સલ્ફર, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન અને ધાતુના હેટરોએટોમ્સની પ્રમાણમાં ઓછી સામગ્રી, તેમજ ન્યૂનતમ ઘન અશુદ્ધિઓ અને ક્વિનોલિન-અદ્રાવ્ય પદાર્થ હોય છે. આ રચના પાયરોલિસિસ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવતી કેલ્સિનેશન પ્રક્રિયામાં પરિણમે છે, જેમાં પ્રમાણમાં સરળ પ્રતિક્રિયા માર્ગ અને સંપૂર્ણ અશુદ્ધિ દૂર થાય છે.

તેનાથી વિપરીત, કોલસા આધારિત કોક કોલ ટાર પીચ અને તેના ડિસ્ટિલેટ્સમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જેમાં લાંબી સાઇડ-ચેઇન અને કન્ડેન્સ્ડ પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બનનું પ્રમાણ વધુ હોય છે, સાથે સાથે સલ્ફર, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન હેટરોએટોમ્સ અને ઘન અશુદ્ધિઓ પણ નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં હોય છે. કોલસા આધારિત કોકની જટિલ રચના માત્ર પાયરોલિસિસ પ્રતિક્રિયાઓ જ નહીં પરંતુ કેલ્સિનેશન દરમિયાન નોંધપાત્ર કન્ડેન્સેશન પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે, જેના પરિણામે પ્રતિક્રિયા માર્ગ વધુ જટિલ બને છે અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં વધુ મુશ્કેલી પડે છે.

2. સ્ફટિક માળખાના ઉત્ક્રાંતિમાં તફાવતો સામગ્રીના ગુણધર્મોને અસર કરે છે

કેલ્સિનેશન દરમિયાન, તેલ-આધારિત કોકમાં કાર્બન માઇક્રોક્રિસ્ટલ્સ ધીમે ધીમે વ્યાસ (La), ઊંચાઈ (Lc) અને સ્ફટિકોની અંદર સ્તરોની સંખ્યામાં (N) વધારો કરે છે. આદર્શ ગ્રેફાઇટ માઇક્રોક્રિસ્ટલ્સ (Ig/Iall) ની સામગ્રી પણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. અસ્થિર પદાર્થના છટકી જવા અને કાચા કોકના સંકોચનને કારણે Lc "ઇન્ફ્લેક્શન પોઇન્ટ" અનુભવે છે, તેમ છતાં એકંદર સ્ફટિક માળખું વધુ નિયમિત બને છે, જેમાં ગ્રાફિટાઇઝેશનની ઉચ્ચ ડિગ્રી હોય છે. આ માળખાકીય ઉત્ક્રાંતિ તેલ-આધારિત કોકને નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક, ઓછી વિદ્યુત પ્રતિકારકતા અને કેલ્સિનેશન પછી ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા જેવા ઉત્તમ ગુણધર્મો આપે છે, જે તેને મોટા કદના અલ્ટ્રા-હાઇ-પાવર ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડ્સના ઉત્પાદન માટે ખાસ કરીને યોગ્ય બનાવે છે.

તેવી જ રીતે, કોલસા આધારિત કોકનું કાર્બન માઇક્રોક્રિસ્ટલ માળખું કેલ્સિનેશન દરમિયાન વધતા La, Lc અને N સાથે વિકસિત થાય છે. જો કે, કાચા માલમાં અશુદ્ધિઓ અને ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાઓના પ્રભાવને કારણે, વધુ સ્ફટિક ખામીઓ છે, અને આદર્શ ગ્રેફાઇટ માઇક્રોક્રિસ્ટલ સામગ્રીમાં વધારો મર્યાદિત છે. વધુમાં, કોલસા આધારિત કોકમાં Lc માટે "ઇન્ફ્લેક્શન પોઇન્ટ" ઘટના વધુ સ્પષ્ટ છે, અને નવા ઉમેરાયેલા સ્તરો મૂળ સ્તરો સાથે રેન્ડમ "સ્ટેકિંગ ફોલ્ટ્સ" દર્શાવે છે, જેના કારણે ઇન્ટરલેયર અંતરમાં નોંધપાત્ર વધઘટ થાય છે (d002). આ માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓના પરિણામે કોલસા આધારિત કોકમાં કેલ્સિનેશન પછી તેલ આધારિત કોક કરતાં ઓછી થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને વિદ્યુત પ્રતિકારકતા હોય છે, પરંતુ નબળી શક્તિ અને ઘર્ષણ પ્રતિકાર હોય છે, જે તેને ઉચ્ચ-શક્તિ ઇલેક્ટ્રોડ અને મધ્યમ કદના અલ્ટ્રા-હાઇ-પાવર ઇલેક્ટ્રોડ બનાવવા માટે વધુ યોગ્ય બનાવે છે.

3. ભૌતિક મિલકતમાં ફેરફાર એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો નક્કી કરે છે

કેલ્સિનેશન દરમિયાન, તેલ આધારિત કોક સંપૂર્ણ અસ્થિર પદાર્થનું નિકાલ અને એકસમાન વોલ્યુમ સંકોચનમાંથી પસાર થાય છે, જેના પરિણામે સાચી ઘનતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે (2.00–2.12 g/cm³ સુધી) અને યાંત્રિક શક્તિમાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે. તે જ સમયે, કેલ્સિનેટેડ સામગ્રીની વિદ્યુત વાહકતા, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને રાસાયણિક સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, જે ઉચ્ચ-સ્તરીય ગ્રેફાઇટ ઉત્પાદનો માટે કડક કામગીરી આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.

તેનાથી વિપરીત, કોલસા આધારિત કોકમાં અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ વધુ હોવાથી, તે અસ્થિર પદાર્થોના નિકાલ દરમિયાન સ્થાનિક તાણ સાંદ્રતા અનુભવે છે, જેના કારણે અસમાન વોલ્યુમ સંકોચન થાય છે અને સાચી ઘનતામાં પ્રમાણમાં ઓછો વધારો થાય છે. વધુમાં, કેલ્સિનેશન પછી કોલસા આધારિત કોકની ઓછી તાકાત અને નબળી ઘર્ષણ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ-તાપમાન ગ્રાફિટાઇઝેશન દરમિયાન વિસ્તરણ કરવાની તેની વૃત્તિ સાથે, તાપમાનમાં વધારા દર પર કડક નિયંત્રણ જરૂરી છે. આ ગુણધર્મ લાક્ષણિકતાઓ ઉચ્ચ-અંતિમ ક્ષેત્રોમાં કોલસા આધારિત કોકના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે, જોકે તેનો નીચો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અને વિદ્યુત પ્રતિકારકતા હજુ પણ ચોક્કસ વિસ્તારોમાં તેને બદલી ન શકાય તેવી બનાવે છે.

4. પ્રક્રિયા નિયંત્રણ મુશ્કેલીઓમાં તફાવત ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે

તેની પ્રમાણમાં સરળ રાસાયણિક રચનાને કારણે, તેલ આધારિત કોક કેલ્સિનેશન દરમિયાન સ્પષ્ટ પ્રતિક્રિયા માર્ગો દર્શાવે છે, જેના પરિણામે પ્રક્રિયા નિયંત્રણમાં મુશ્કેલી ઓછી થાય છે. કેલ્સિનેશન તાપમાન, ગરમી દર અને વાતાવરણ નિયંત્રણ જેવા પરિમાણોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, કેલ્સિન કરેલા ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા અને ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અસરકારક રીતે સુધારી શકાય છે. વધુમાં, તેલ આધારિત કોકમાં ઉચ્ચ અસ્થિર પદાર્થનું પ્રમાણ કેલ્સિનેશન દરમિયાન સ્વ-પૂરાયેલી થર્મલ ઊર્જા પૂરી પાડે છે, જે ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડે છે.

તેનાથી વિપરીત, કોલસા આધારિત કોકની જટિલ રાસાયણિક રચના કેલ્સિનેશન દરમિયાન વિવિધ પ્રતિક્રિયા માર્ગો તરફ દોરી જાય છે, પ્રક્રિયા નિયંત્રણ મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે. કેલ્સિનેશન પછી સ્થિર ઉત્પાદન ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે કડક કાચા માલની પૂર્વ-સારવાર, ચોક્કસ ગરમી દર નિયંત્રણ અને ખાસ વાતાવરણ ગોઠવણ જરૂરી છે. વધુમાં, કોલસા આધારિત કોકને કેલ્સિનેશન દરમિયાન વધારાની થર્મલ ઉર્જા પૂરકની જરૂર પડે છે, જેનાથી ઉત્પાદન ખર્ચ અને ઉર્જા વપરાશમાં વધારો થાય છે.