Эцсийн бал чулуужсан газрын тосны коксын чанарыг хангахын тулд үйлдвэрлэлийн процессын явцад ямар гол параметрүүдийг хатуу хянах шаардлагатай вэ?

Графитжуулсан газрын тосны кокс үйлдвэрлэх процесст эцсийн бүтээгдэхүүний чанарыг хангахын тулд түүхий эд сонгох, урьдчилан боловсруулах, графитжуулах процессоос эхлээд боловсруулалтын дараах үе шат хүртэл дараах гол параметрүүдийг чанд хянах нь чухал юм.

I. Түүхий эд сонгох ба урьдчилан боловсруулах

Хүхрийн агууламж

• Хяналтын стандарт: Түүхий нефтийн коксын хүхрийн агууламж ≤0.5% байх ёстой. Өндөр хүхрийн кокс нь графитжуулалтын явцад хийн тэлэлтийг үүсгэж, улмаар бүтээгдэхүүний хагаралд хүргэдэг.
• Нөлөөлөл: Хүхрийн агууламж 0.1%-иар буурах тутамд бүтээгдэхүүний хагарлын хурд 15%-20%-иар буурч, эсэргүүцлийг 5%-8%-иар бууруулдаг.

Үнсний агууламж

• Хяналтын стандарт: Үнсний агууламж ≤0.3% байх ёстой бөгөөд анхдагч хольц нь төмөр, цахиур, кальци зэрэг металлын исэл байх ёстой.
• Нөлөөлөл: Үнсний агууламж 0.1% тутамд нэмэгдэх нь бүтээгдэхүүний эсэргүүцлийг 10%-15% -иар нэмэгдүүлж, механик бат бөх чанарыг 8%-10% -иар бууруулдаг.

Бөөмийн хэмжээний тархалт

• Хяналтын стандарт: Мөхлөгт кокс нь ≥80% байх ёстой бол нунтаг кокс (мөхлөгийн хэмжээ <0.5 мм) нь ≤20% байх ёстой.
• Нөлөөлөл: Хэт их нунтаг кокс нь шатаах явцад бөөгнөрөхөд хүргэж, дэгдэмхий бодисыг зайлуулахад нөлөөлдөг; мөхлөгт коксын жигд байдлыг сайжруулах нь графитжуулалтын эрчим хүчний хэрэглээг 5%-10%-иар бууруулдаг.

Кальцинжуулалтын үйл явц

• Температур: 1200-1400°C-д 8-12 цаг байлгана.
• Үйлчилгээ: Дэгдэмхий бодисыг (8%-15%-иас <1%) хүртэл зайлуулж, жинхэнэ нягтралыг (1.9 г/см³-ээс ≥2.05 г/см³ хүртэл) нэмэгдүүлнэ.
• Хяналтын цэг: Кальцинжуулалтын дараах жинхэнэ нягтрал ≥2.08 г/см³ байх ёстой; эс тэгвээс графитжих хүндрэл нэмэгдэж, эсэргүүцэл нэмэгдэнэ.

II. Графитжих үйл явц

Температурын хяналт

• Гол параметр: 2800-3000°C, 48-72 цагийн турш хадгална.
• Нөлөөлөл:
  • Температур 100°C-аар нэмэгдэх бүрт талстжилт 5%-8%-иар нэмэгдэж, эсэргүүцэл 3%-5%-иар буурдаг.
  • Хангалтгүй температур (<2700°C) нь бүтээгдэхүүний эсэргүүцэл >15 μΩ·m бүхий аморф нүүрстөрөгчийн үлдэгдэл үүсгэдэг; хэт өндөр температур (>3100°C) нь нүүрстөрөгчийн бүтцэд гэмтэл учруулж болзошгүй.

Температурын жигд байдал

• Хяналтын стандарт: Зуухны гол ба ирмэгийн хоорондох температурын зөрүү ≤150°C, термопарын зай ≤30 см.
• Нөлөөлөл: Температурын зөрүү 50°C тутамд нэмэгдэх нь орон нутгийн эсэргүүцлийн хэлбэлзлийг 10%-15%-иар нэмэгдүүлж, бүтээгдэхүүний гарцыг 5%-8%-иар бууруулдаг.

Халаалтын хурд

• Хяналтын стандарт:
  • 25-800°C үе шат: ≤3°C/цаг (дулааны стрессээс хагарахаас сэргийлэхийн тулд).
  • 800-1250°C үе шат: ≤5°C/цаг (эмх цэгцтэй нүүрстөрөгчийн бүтцийн үүсэлтийг дэмжих зорилгоор).
• Нөлөөлөл: Хэт халалтын хэмжээ нь бүтээгдэхүүний эзэлхүүнийг 15%-иас хэтрүүлж агшихад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хагарал үүсгэдэг.

Хамгаалалтын уур амьсгал

• Хяналтын стандарт: Азотын урсгалын хурд 0.8-1.2 м³/цаг, эсвэл аргон/вакуум орчин ашиглана.
• Чиг үүрэг: Исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэх, хольцын агууламжийг бууруулах (жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн агууламж 0.5%-иас <0.1% хүртэл буурна).

III. Эмчилгээний дараах болон цэвэршүүлэлт

Хөргөлтийн хурд

• Хяналтын стандарт: Графитжуулалтын дараа удаан хөргөлтийн хурд ≤20°C/цаг.
• Нөлөөлөл: Хурдан хөргөлт нь үлдэгдэл дулааны стресс үүсгэдэг бөгөөд бүтээгдэхүүний дулааны цочролын эсэргүүцлийг 30%-50% бууруулдаг.

Бутлах ба шигших

• Хяналтын стандарт: D50 ширхэгийн хэмжээг 10-20 μм-д хянадаг бөгөөд гадаргуугийн бүрээс (жишээлбэл, давирхай эсвэл химийн уурын тунадас) зузааны жигд байдал ≤5% байна.
• Чиг үүрэг: Бөөмийн морфологийг оновчтой болгож, бүтээгдэхүүний эзлэхүүний нягтралыг нэмэгдүүлдэг (0.8 г/см³-ээс ≥1.2 г/см³ хүртэл).

Цэвэршүүлэх эмчилгээ

• Галоген цэвэршүүлэлт: Cl₂ хий нь 1900-2300°C-д 24 цагийн турш урвалд орж, хольцын агууламжийг ≤50 ppm хүртэл бууруулдаг.
• Вакуум цэвэршүүлэлт: 10⁻³ Па вакуумд 50 цагийн турш байлгаж, нийт хольцын агууламж ≤10 ppm (өндөр зэрэглэлийн хэрэглээнд) хүрнэ.

IV. Гол хяналтын цэгүүдийн хураангуй

V. Технологийн чиг хандлага ба оновчлолын чиглэлүүд

Хэт нарийн бүтцийн хяналт: Изотропийг сайжруулж, эсэргүүцлийг <5 μΩ·m хүртэл бууруулахын тулд 0.1-1 μм кокс нунтаг бэлтгэх технологийг боловсруулна.
Ухаалаг үйлдвэрлэлийн системүүд: Гарцыг 95% хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд дижитал ихэр суурьтай температурын талбайн динамик хяналтын системийг хэрэгжүүлнэ.
Ногоон үйл явц: CO₂ ялгарлыг бууруулахын тулд устөрөгчийг бууруулагч бодис болгон ашиглах; эрчим хүчний хэрэглээг 10%-15% бууруулахын тулд хаягдал дулааныг сэргээх технологийг нэвтрүүлэх.

Эдгээр параметрүүдийг хатуу хянаснаар графитжуулсан газрын тосны кокс нь нүүрстөрөгчийн агууламж ≥99.9%, эсэргүүцэл 5-7 μΩ·m, дулааны тэлэлтийн коэффициент 1.5-2.5×10⁻⁶/°C хүрч, өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээний шаардлагыг хангаж чадна.