Naftas pārvērtības procesā par grafitizētu naftas koksu dažādos posmos ir dažādi procesi, un dažādiem procesiem ir būtiska ietekme uz grafitizētā naftas koksa darbību:
1. Koksēšanas procesa ietekme uz pamata veiktspēju
Galvenais naftas koksa ražošanas process pašreizējā nozarē aizkavē koksēšanu, kas atlikušo eļļu silda līdz 490 ~ 510 grādiem un pēc tam nonāk Koksa tornī, kur naftas koksa ģenerēšanai tiek pabeigtas plaisāšanas un kondensācijas reakcijas. Šī procesa galvenie parametri, piemēram, sildīšanas temperatūra un uzturēšanās laiks, tieši ietekmē daļiņu lielumu, termiskās izplešanās koeficientu un naftas koksa poru struktūru:
Naftas kokss, ko rada aizkavēta koksne, lielākoties ir sūkļa kokss vai adatas kokss ar lielām daļiņām, diametrs 0,6 ~ 30 mm, zems termiskās izplešanās koeficients, laba termiskā trieciena izturība un piemērota augstākās klases oglekļa materiāliem, piemēram, grafīta elektrodiem.
Fluidizētajā koksēšanas procesā kā siltuma nesēju izmanto augstas temperatūras koksa pulveri, un ģenerētais naftas kokss lielākoties ir pulvera kokss ar diametru 0,1 ~ 0,4 mm, augsta gaistoša viela un liels termiskās izplešanās koeficients. To nevar tieši izmantot elektrodu sagatavošanai, un parasti to izmanto tikai kā degvielu.
2. Kalcinēšanas procesa ietekme uz tīrību un vadītspēju
Neapstrādāts kokss ir jānovērtē pie 1200 ~ 1350 grādiem, lai pārveidotu par vārītu koksu un kalcinētu koksu. Šis process palielina fiksēto oglekļa saturu, noņemot gaistošās vielas un dažus piemaisījumus, kas var sasniegt vairāk nekā 99%, ievērojami uzlabojot vadītspēju un mehānisko izturību. Kalcinēšanas temperatūra un laika kontrole ir kodols:
Augstas temperatūras kalcinēšana var samazināt naftas koksa gaistošo vielu no 10%~ 15%neapstrādāta koksa līdz mazāk nekā 1%, samazināt gāzes izdalīšanos nākamās grafitizācijas laikā un izvairīties no materiāla defektiem.
Kalcinēšana var arī optimizēt arī naftas koksa patieso blīvumu, sākot no aptuveni 1,7 g/cm³ neapstrādāta koksa līdz 2,08 ~ 2,13 g/cm³, un uzlabot tā kompaktumu un vadītspēju, ja to izmanto kā izejvielu grafīta elektrodiem.
3. Grafitizācijas procesa ietekme uz kristalitāti un lietojumprogrammu veiktspēju
Grafitizācija ir galvenais process, kurā kalcinēto koksu apstrādā augstā temperatūrā 2800 ~ 3000 grādu, lai pārkārtotu tā oglekļa atomus, veidojot grafīta kristāla struktūru. Dažādi grafitizācijas procesa parametri tieši ietekmē produkta kristalitāti, tīrību un oksidācijas izturību:
Augstas temperatūras grafitizācija var vēl vairāk noņemt piemaisījumus, piemēram, sēru un slāpekli, un sēra saturu var samazināt līdz zemāk par 0,5%, tādējādi uzlabojot tīrību un atbilstot litija akumulatora negatīvo elektrodu elektrodu materiālu stingrajām prasībām zemiem piemaisījumiem.
Ļoti kristāliski grafitizētam naftas koksam, piemēram, adatu koksa bāzes grafitizētiem produktiem, ir labāka vadītspēja un termiskā trieciena izturība, un to plaši izmanto īpaši augstas barošanas grafīta elektrodos, lai atbilstu mūsdienu elektriskās krāsns tērauda ražošanas augstas strāvas prasībām.
4. Izejvielu pirmapstrādes un procesa sinerģijas ietekme uz sēra saturu
Lai arī sēra saturu naftas koksu galvenokārt nosaka izejvielas, pirmapstrādes procesi, piemēram, izejvielu skrīnings un desulfurizācija, var samazināt sēra saturu:
Low-sulfur coke, with a sulfur content of ≤1.5%, can be used for prebaked anodes, aluminum electrolysis and high-end graphite electrodes after graphitization; while high-sulfur coke, with a sulfur content of >3%, parasti tiek izmantots tikai kā degviela vai zemas vērtības oglekļa materiāls, jo to ir viegli izraisīt metāla piesārņojums.
Rezumējot, dažādi procesi, piemēram, koksēšana, kalcinēšana, grafitizācija un pirmapstrāde, būtiski ietekmē naftas koksa vadītspēju, mehānisko stiprību un pielietojuma laukumus, regulējot galvenos parametrus, piemēram, daļiņu lielumu, piemaisījumu saturu un kristāliskumu.
