ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡും സൂചി കോക്കും

കാർബൺ മെറ്റീരിയൽ ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയ കർശനമായി നിയന്ത്രിതമായ ഒരു സിസ്റ്റം എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആണ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉത്പാദനം, പ്രത്യേക കാർബൺ വസ്തുക്കൾ, അലുമിനിയം കാർബൺ, പുതിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള കാർബൺ വസ്തുക്കൾ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം, ഉപകരണങ്ങൾ, സാങ്കേതികവിദ്യ, നാല് ഉൽപ്പാദന ഘടകങ്ങളുടെ മാനേജ്മെന്റ്, അനുബന്ധ ഉടമസ്ഥതയിലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിവയിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്.

കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളാണ്, കൂടാതെ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനം നിർമ്മിച്ച കാർബൺ വസ്തുക്കളുടെ പ്രകടനത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. UHP, HP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിന്, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സൂചി കോക്ക് ആണ് ആദ്യ ചോയ്സ്, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബൈൻഡർ അസ്ഫാൽറ്റ്, ഇംപ്രെഗ്നേറ്റിംഗ് ഏജന്റ് അസ്ഫാൽറ്റ് എന്നിവയും. എന്നാൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾക്ക് മാത്രമേ ഉപകരണങ്ങൾ, സാങ്കേതികവിദ്യ, മാനേജ്മെന്റ് ഘടകങ്ങൾ, അനുബന്ധ ഉടമസ്ഥാവകാശ സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിവയുടെ അഭാവം കാരണം ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള UHP, HP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്നില്ല.

സൂചി കോക്ക് നിർമ്മാതാക്കൾ, ഇലക്ട്രോഡ് നിർമ്മാതാക്കൾ, ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ എന്നിവർ ചർച്ച ചെയ്യുന്നതിനായി ചില വ്യക്തിപരമായ കാഴ്ചപ്പാടുകൾ വിശദീകരിക്കുന്നതിനായി ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സൂചി കോക്കിന്റെ സവിശേഷതകളിൽ ഈ ലേഖനം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.

ചൈനയിൽ സൂചി കോക്കിന്റെ വ്യാവസായിക ഉത്പാദനം വിദേശ സംരംഭങ്ങളേക്കാൾ വൈകിയാണെങ്കിലും, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ഇത് അതിവേഗം വികസിച്ചു, രൂപം കൊള്ളാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. മൊത്തം ഉൽപ്പാദന അളവിൽ, ആഭ്യന്തര കാർബൺ സംരംഭങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന UHP, HP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കുള്ള സൂചി കോക്കിന്റെ ആവശ്യം അടിസ്ഥാനപരമായി നിറവേറ്റാൻ ഇതിന് കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, വിദേശ സംരംഭങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സൂചി കോക്കിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തിൽ ഇപ്പോഴും ഒരു നിശ്ചിത വിടവ് ഉണ്ട്. ബാച്ച് പ്രകടനത്തിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള UHP, HP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉത്പാദനത്തിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സൂചി കോക്കിന്റെ ആവശ്യകതയെ ബാധിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് ജോയിന്റിന്റെ ഉത്പാദനം നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ജോയിന്റ് സൂചി കോക്ക് ഇല്ല.

വലിയ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന വിദേശ കാർബൺ സംരംഭങ്ങൾ UHP, HP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് പലപ്പോഴും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പെട്രോളിയം സൂചി കോക്കിന്റെ ആദ്യ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ് പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവായ കോക്ക്, ജാപ്പനീസ് കാർബൺ സംരംഭങ്ങളും ചില കൽക്കരി പരമ്പര സൂചി കോക്ക് അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉൽപാദനത്തിന്റെ ഇനിപ്പറയുന്ന φ 600 mm സ്പെസിഫിക്കേഷനായി മാത്രം. നിലവിൽ, ചൈനയിലെ സൂചി കോക്ക് പ്രധാനമായും കൽക്കരി പരമ്പര സൂചി കോക്കാണ്. കാർബൺ സംരംഭങ്ങൾ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വലിയ തോതിലുള്ള UHP ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉത്പാദനം പലപ്പോഴും ഇറക്കുമതി ചെയ്ത പെട്രോളിയം പരമ്പര സൂചി കോക്കിനെ ആശ്രയിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഇറക്കുമതി ചെയ്ത ജാപ്പനീസ് സുഷിമ ഓയിൽ സീരീസ് സൂചി കോക്കും ബ്രിട്ടീഷ് HSP ഓയിൽ സീരീസ് സൂചി കോക്കും അസംസ്കൃത വസ്തുവായ കോക്കായി ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സംയുക്തത്തിന്റെ ഉത്പാദനം.

നിലവിൽ, വിവിധ സംരംഭങ്ങൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന സൂചി കോക്കിനെ സാധാരണയായി വിദേശ സൂചി കോക്കിന്റെ വാണിജ്യ പ്രകടന സൂചികകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നത് പരമ്പരാഗത പ്രകടന സൂചികകളായ ചാരത്തിന്റെ അളവ്, യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത, സൾഫറിന്റെ അളവ്, നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം, കണികാ വലിപ്പ വിതരണം, താപ വികാസ ഗുണകം മുതലായവ ഉപയോഗിച്ചാണ്. എന്നിരുന്നാലും, വിദേശ രാജ്യങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സൂചി കോക്ക് വർഗ്ഗീകരണത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഗ്രേഡുകളുടെ അഭാവം ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു. അതിനാൽ, "ഏകീകൃത വസ്തുക്കൾ" എന്നതിനായുള്ള സൂചി കോക്കിന്റെ ഉൽ‌പാദനം ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പ്രീമിയം സൂചി കോക്കിന്റെ ഗ്രേഡ് പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല.

പരമ്പരാഗത പ്രകടന താരതമ്യത്തിന് പുറമേ, താപ വികാസ ഗുണകത്തിന്റെ (CTE) വർഗ്ഗീകരണം, കണികാ ശക്തി, അനിസോട്രോപ്പി ഡിഗ്രി, നോൺ-ഇൻഹിബിറ്റഡ് അവസ്ഥയിലും ഇൻഹിബിറ്റഡ് അവസ്ഥയിലും വികാസ ഡാറ്റ, വികാസത്തിനും സങ്കോചത്തിനും ഇടയിലുള്ള താപനില പരിധി എന്നിങ്ങനെയുള്ള സൂചി കോക്കിന്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളിലും കാർബൺ സംരംഭങ്ങൾ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തണം. ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയുടെ നിയന്ത്രണത്തിന് സൂചി കോക്കിന്റെ ഈ താപ ഗുണങ്ങൾ വളരെ പ്രധാനമായതിനാൽ, തീർച്ചയായും, ബൈൻഡറും ഇംപ്രെഗ്നേറ്റിംഗ് ഏജന്റ് അസ്ഫാൽറ്റും വറുത്തതിനുശേഷം രൂപം കൊള്ളുന്ന അസ്ഫാൽറ്റ് കോക്കിന്റെ താപ ഗുണങ്ങളുടെ സ്വാധീനം ഒഴിവാക്കപ്പെടുന്നില്ല.

1. സൂചി കോക്കിന്റെ അനീസോട്രോപ്പിയുടെ താരതമ്യം

അൾട്രാ ഹൈ പവർ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് പ്രൊഡക്ഷൻ അനിസോട്രോപിക് ഡിഗ്രി പെർഫോമൻസ് വിശകലനം എന്നത് സൂചി കോക്ക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ഗുണനിലവാരം കണക്കാക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന വിശകലന രീതിയാണ്, അനിസോട്രോപിയുടെ അളവിന്റെ വലുപ്പം, തീർച്ചയായും, ഇലക്ട്രോഡ് ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ ഒരു നിശ്ചിത സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, വൈദ്യുതിയുടെ അനിസോട്രോപിയുടെ അളവ് വളരെ താപ ഷോക്ക് പ്രകടനം ചെറിയ ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ശരാശരി പവറിന്റെ അനിസോട്രോപി ഡിഗ്രിയേക്കാൾ നല്ലതാണ്.

നിലവിൽ, ചൈനയിൽ കൽക്കരി സൂചി കോക്കിന്റെ ഉത്പാദനം പെട്രോളിയം സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. കാർബൺ സംരംഭങ്ങളുടെ ഉയർന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ വിലയും വിലയും കാരണം, UHP ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഉൽപാദനത്തിൽ 100% ആഭ്യന്തര സൂചി കോക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, അതേസമയം ഇലക്ട്രോഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കാൽക്റ്റഡ് പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെയും ഗ്രാഫൈറ്റ് പൊടിയുടെയും ഒരു നിശ്ചിത അനുപാതം ചേർക്കുന്നു. അതിനാൽ, ആഭ്യന്തര സൂചി കോക്കിന്റെ അനീസോട്രോപ്പി വിലയിരുത്താൻ പ്രയാസമാണ്.

2. സൂചി കോക്കിന്റെ രേഖീയവും വോള്യൂമെട്രിക് ഗുണങ്ങളും

സൂചി കോക്കിന്റെ രേഖീയവും വോള്യൂമെട്രിക് മാറ്റ പ്രകടനവും പ്രധാനമായും ഇലക്ട്രോഡ് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഗ്രാഫൈറ്റ് പ്രക്രിയയിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്നു. താപനില മാറുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഗ്രാഫൈറ്റ് പ്രക്രിയ ചൂടാക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ സൂചി കോക്ക് രേഖീയവും വോള്യൂമെട്രിക് വികാസത്തിനും സങ്കോചത്തിനും വിധേയമാകും, ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റ് പ്രക്രിയയിൽ ഇലക്ട്രോഡ് വറുത്ത ബില്ലറ്റിന്റെ രേഖീയവും വോള്യൂമെട്രിക് മാറ്റത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. അസംസ്കൃത കോക്കിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തിന് ഇത് ഒരുപോലെയല്ല, സൂചി കോക്കിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഗ്രേഡുകൾ മാറുന്നു. മാത്രമല്ല, സൂചി കോക്കിന്റെ വ്യത്യസ്ത ഗ്രേഡുകളുടെയും കാൽസിൻ ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെയും രേഖീയവും വോളിയം മാറ്റങ്ങളുടെ താപനില പരിധിയും വ്യത്യസ്തമാണ്. അസംസ്കൃത കോക്കിന്റെ ഈ സ്വഭാവം മാസ്റ്റേഴ്സ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ മാത്രമേ നമുക്ക് ഗ്രാഫൈറ്റ് കെമിക്കൽ സീക്വൻസിന്റെ ഉത്പാദനം നന്നായി നിയന്ത്രിക്കാനും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും കഴിയൂ. സീരീസ് ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും പ്രകടമാണ്.

ഓയിൽ സൂചി കോക്ക് ചൂടാകാൻ തുടങ്ങുമ്പോഴാണ് ആദ്യം ലീനിയർ വികാസം സംഭവിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ലീനിയർ സങ്കോചത്തിന്റെ തുടക്കത്തിലെ താപനില സാധാരണയായി പരമാവധി കാൽസിനേഷൻ താപനിലയേക്കാൾ പിന്നിലായിരിക്കും. 1525℃ മുതൽ 1725℃ വരെ, ലീനിയർ വികാസം ആരംഭിക്കുന്നു, കൂടാതെ മുഴുവൻ ലീനിയർ സങ്കോചത്തിന്റെയും താപനില പരിധി ഇടുങ്ങിയതാണ്, 200℃ മാത്രം. സാധാരണ വൈകിയ പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ മുഴുവൻ ലൈൻ സങ്കോചത്തിന്റെയും താപനില പരിധി സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്, കൂടാതെ കൽക്കരി സൂചി കോക്ക് രണ്ടിനും ഇടയിലാണ്, ഓയിൽ സൂചി കോക്കിനേക്കാൾ അല്പം വലുതാണ്. ജപ്പാനിലെ ഒസാക്ക ഇൻഡസ്ട്രിയൽ ടെക്നോളജി ടെസ്റ്റ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് കോക്കിന്റെ താപ പ്രകടനം മോശമാകുമ്പോൾ, ലൈൻ ചുരുങ്ങൽ താപനില പരിധി 500 ~ 600℃ വരെ ലൈൻ ചുരുങ്ങൽ താപനില പരിധി വർദ്ധിക്കുമെന്നും ലൈൻ ചുരുങ്ങൽ താപനിലയുടെ ആരംഭം കുറവാണെന്നും 1150 ~ 1200℃ ൽ ലൈൻ ചുരുങ്ങൽ സംഭവിക്കാൻ തുടങ്ങി, ഇത് സാധാരണ വൈകിയ പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ സവിശേഷതയുമാണ്.

സൂചി കോക്കിന്റെ താപ ഗുണങ്ങൾ മികച്ചതും അനീസോട്രോപ്പി കൂടുതലുമാകുമ്പോൾ, രേഖീയ സങ്കോചത്തിന്റെ താപനില പരിധി കുറയുന്നു. ചില ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള എണ്ണ സൂചി കോക്കുകൾക്ക് 100 ~ 150℃ രേഖീയ സങ്കോച താപനില പരിധി മാത്രമേയുള്ളൂ. പരമ്പരാഗത പരീക്ഷണ മോഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ഉണ്ടാകുന്ന ചില അനാവശ്യമായ ഗുണനിലവാരമുള്ള മാലിന്യ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയുന്ന വിവിധ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ കോക്കിന്റെ രേഖീയ വികാസം, സങ്കോചം, പുനർവികസനം എന്നിവയുടെ സവിശേഷതകൾ മനസ്സിലാക്കിയ ശേഷം ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രക്രിയ ഉൽ‌പാദനത്തെ നയിക്കുന്നത് കാർബൺ സംരംഭങ്ങൾക്ക് വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്.