Watter sleutelparameters moet streng beheer word tydens die produksieproses om die kwaliteit van die finale grafitiseerde petroleumkooks te verseker?

In die produksieproses van grafitiseerde petroleumkooks is dit noodsaaklik om die volgende sleutelparameters streng te beheer, van grondstofkeuse, voorbehandeling, grafitiseringsproses tot nabehandeling, om die kwaliteit van die finale produk te verseker:

I. Seleksie en voorbehandeling van grondstowwe

Swaelinhoud

• Beheerstandaard: Die swaelinhoud van rou petroleumkooks moet ≤0.5% wees. Hoëswaelinkooks kan gasuitsetting tydens grafitisasie veroorsaak, wat tot produkkrake lei.
• Impak: Elke 0.1% vermindering in swaelinhoud verminder die produk se kraaktempo met 15%-20% en verminder weerstand met 5%-8%.

Asinhoud

• Beheerstandaard: Asinhoud moet ≤0.3% wees, met primêre onsuiwerhede metaaloksiede soos yster, silikon en kalsium.
• Impak: Elke 0.1% toename in asinhoud verhoog produkweerstand met 10%-15% en verminder meganiese sterkte met 8%-10%.

Deeltjiegrootteverspreiding

• Beheerstandaard: Granulêre kooks moet ≥80% uitmaak, terwyl poeierkooks (deeltjiegrootte <0.5 mm) ≤20% moet wees.
• Impak: Oormatige poeierkooks kan lei tot koekvorming tydens kalsinering, wat die verwydering van vlugtige stowwe beïnvloed; verbeterde eenvormigheid van korrelkooks verminder grafitisasie-energieverbruik met 5%-10%.

Kalsinasieproses

• Temperatuur: 1200-1400°C vir 8-12 uur.
• Funksie: Verwyder vlugtige materiaal (van 8%-15% tot <1%) en verhoog ware digtheid (van 1.9 g/cm³ tot ≥2.05 g/cm³).
• Beheerpunt: Ware digtheid na kalsinering moet ≥2.08 g/cm³ wees; andersins neem die moeilikheidsgraad van grafitisasie toe en die weerstand styg.

II. Grafitiseringsproses

Temperatuurbeheer

• Kernparameter: 2800-3000°C, gehandhaaf vir 48-72 uur.
• Impak:
  • Elke 100°C temperatuurverhoging verhoog die kristalliniteit met 5%-8% en verminder die weerstand met 3%-5%.
  • Onvoldoende temperatuur (<2700°C) lei tot amorfe koolstofresidu, met produkweerstand >15 μΩ·m; oormatige temperatuur (>3100°C) kan koolstofstruktuurskade veroorsaak.

Temperatuuruniformiteit

• Beheerstandaard: Temperatuurverskil tussen oondkern en rand ≤150°C, met termokoppelafstand ≤30 cm.
• Impak: Elke 50°C toename in temperatuurverskil vergroot die plaaslike weerstandsvariasie met 10%-15% en verminder die produkopbrengs met 5%-8%.

Verhittingstempo

• Beheerstandaard:
  • 25-800°C stadium: ≤3°C/h (om termiese spanningskrake te voorkom).
  • 800-1250°C stadium: ≤5°C/h (om geordende koolstofstruktuurvorming te bevorder).
• Impak: Oormatige verhittingskoerse veroorsaak krimping van produkvolume van meer as 15%, wat lei tot krake.

Beskermende Atmosfeer

• Beheerstandaard: Stikstofvloeitempo van 0.8-1.2 m³/h, of gebruik van argon/vakuumomgewing.
• Funksie: Voorkom oksidasie en verminder onsuiwerheidsinhoud (bv. suurstofinhoud neem af van 0.5% tot <0.1%).

III. Nabehandeling en Suiwering

Verkoelingstempo

• Beheerstandaard: Stadige afkoeltempo ≤20°C/h na grafitisering.
• Impak: Vinnige afkoeling veroorsaak oorblywende termiese spanning, wat die produk se termiese skokweerstand met 30%-50% verminder.

Verplettering en Sifting

• Beheerstandaard: Deeltjiegrootte D50 beheer teen 10-20 μm, met oppervlakbedekking (bv. pik of chemiese dampafsetting) dikte-eenvormigheid ≤5%.
• Funksie: Optimaliseer deeltjiemorfologie en verhoog produkbulkdigtheid (van 0.8 g/cm³ tot ≥1.2 g/cm³).

Suiweringsbehandeling

• Halogeen Suiwering: Cl₂-gas reageer by 1900-2300°C vir 24 uur, wat die onsuiwerheidsinhoud tot ≤50 dpm verminder.
• Vakuumsuiwering: Gehandhaaf teen 10⁻³ Pa vakuum vir 50 uur, wat 'n totale onsuiwerheidsinhoud ≤10 dpm bereik (vir hoë-end toepassings).

IV. Opsomming van Belangrike Beheerpunte

V. Tegnologiese Tendense en Optimeringsrigtings

Ultrafyn Struktuurbeheer: Ontwikkel 0.1-1 μm kookspoeiervoorbereidingstegnologie om isotropie te verbeter en weerstand tot <5 μΩ·m te verminder.
Slim Vervaardigingstelsels: Implementeer digitale tweeling-gebaseerde temperatuurveld dinamiese beheerstelsels om opbrengs tot 95% te verhoog.
Groen Prosesse: Gebruik waterstof as 'n reduseermiddel om CO₂-uitlatings te verminder; neem afvalhitteherwinningstegnologie aan om energieverbruik met 10%-15% te verlaag.

Deur hierdie parameters streng te beheer, kan grafietiseerde petroleumkooks 'n koolstofinhoud van ≥99.9%, 'n weerstand van 5-7 μΩ·m en 'n termiese uitbreidingskoëffisiënt van 1.5-2.5×10⁻⁶/°C bereik, wat voldoen aan die eise van hoë-end industriële toepassings.