അലുമിനിയം വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ വ്യവസായത്തിൽ, കാഥോഡ് ബ്ലോക്കുകളും ആനോഡ് പേസ്റ്റുകളും നിർമ്മിക്കാൻ ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്ക് എങ്ങനെയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്? കാൽസിൻ ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിനേക്കാൾ ഇതിന് എന്ത് ഗുണങ്ങളുണ്ട്?

അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലിസിസ് വ്യവസായത്തിലെ ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പ്രയോഗവും ഗുണ വിശകലനവും

I. കാഥോഡ് ബ്ലോക്കുകളിലും ആനോഡ് പേസ്റ്റിലും ഗ്രാഫൈറ്റൈസ്ഡ് പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പ്രയോഗം.

1. കാഥോഡ് ബ്ലോക്ക് ഉത്പാദനം
ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാഥോഡ് കാർബൺ ബ്ലോക്കുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ് ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് പെട്രോളിയം കോക്ക്. ഏകദേശം 3000°C-ൽ ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, അതിന്റെ കാർബൺ പരിശുദ്ധി 98% കവിയുന്നു, കൂടാതെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുകയും ഉയർന്ന ക്രമത്തിലുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘടന കാഥോഡ് ബ്ലോക്കുകൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങൾ നൽകുന്നു:

• മെച്ചപ്പെടുത്തിയ സോഡിയം മണ്ണൊലിപ്പ് പ്രതിരോധം: ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് ഘടന അലുമിനിയം വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സമയത്ത് സോഡിയം നുഴഞ്ഞുകയറ്റത്തെ ഫലപ്രദമായി പ്രതിരോധിക്കുകയും കാഥോഡിന്റെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
• മെച്ചപ്പെട്ട വൈദ്യുതചാലകത: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പ്രതിരോധശേഷി ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു, സെൽ അടിയിലെ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് കുറയ്ക്കുകയും അലുമിനിയം ഉൽപാദന ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഏകദേശം 5%–10% കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
• ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത താപ സ്ഥിരത: ഉയർന്ന താപനിലയിൽ കുറഞ്ഞ വ്യാപ്ത വികാസം താപ സമ്മർദ്ദം മൂലമുണ്ടാകുന്ന വിള്ളലുകളുടെ അപകടസാധ്യത കുറയ്ക്കുന്നു.

2. ആനോഡ് പേസ്റ്റ് തയ്യാറാക്കൽ
ആനോഡ് പേസ്റ്റിൽ, ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്ക് പ്രധാനമായും ഒരു കാർബൺ അഡിറ്റീവായും ചാലക ഫ്രെയിംവർക്ക് മെറ്റീരിയലായും പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇനിപ്പറയുന്ന ഫലങ്ങൾ ഉണ്ട്:

• മെച്ചപ്പെട്ട വൈദ്യുതചാലകത: ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത ഘടന ഏകീകൃത വൈദ്യുത വിതരണത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, അതുവഴി ആനോഡ് ഓവർ വോൾട്ടേജ് കുറയ്ക്കുന്നു.
• മെച്ചപ്പെട്ട ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രതിരോധം: കുറഞ്ഞ സൾഫറിന്റെ അളവ് (സാധാരണയായി <0.06%) CO₂ യുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ വാതക പ്രേരിത വിള്ളലുകൾ കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ടൺ സ്റ്റീലിന് ആനോഡ് ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പ്രത്യേക എന്റർപ്രൈസസിന്റെ പ്രയോഗത്തിൽ 12% കുറവ്).
• ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സുഷിര ഘടന: ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ പിച്ച് കോക്കിന്റെ സുഷിരം കുറയ്ക്കുകയും ആനോഡ് സാന്ദ്രതയും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

II. കാൽസിൻ ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിനേക്കാൾ ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ

പ്രത്യേക നേട്ടങ്ങൾ:
1. ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പെർഫോമൻസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ

• ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിന്റെ പ്രതിരോധശേഷി കാൽസിൻ ചെയ്ത കോക്കിനേക്കാൾ 30%–50% കുറവാണ്, ഇത് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ സെൽ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 750 എംഎം സൂചി കോക്ക് ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ, ചാലകത സ്റ്റാൻഡേർഡ് കോക്കിനേക്കാൾ മൂന്നിരട്ടി കൂടുതലാണ്, ഇത് ഉരുക്ക് നിർമ്മാണ കാര്യക്ഷമത ഒരു ഫർണസിൽ 25 മിനിറ്റായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
• കുറഞ്ഞ സൾഫറിന്റെ അളവ് ആനോഡുകളും ഫ്ലൂറൈഡ് അടങ്ങിയ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയും വാതക പ്രേരിത വീക്കം കുറയ്ക്കുകയും ആനോഡിന്റെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

2. മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടി മെച്ചപ്പെടുത്തൽ

• ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ വസ്തുക്കളുടെ കാഠിന്യവും താപ ആഘാത പ്രതിരോധവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അലുമിനിയം വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ പരിതസ്ഥിതികളിൽ, ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാഥോഡ് ബ്ലോക്കുകളുടെ താപ വികാസ ഗുണകം കാൽസിൻ ചെയ്ത കോക്കിനേക്കാൾ 30% കുറവാണ്, ഇത് താപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളിൽ നിന്നുള്ള ഘടനാപരമായ കേടുപാടുകൾ കുറയ്ക്കുന്നു.
• ഉയർന്ന യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത (≥2.18 g/cm³) പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഒതുക്കം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും അലുമിനിയം ദ്രാവകത്തിന്റെ നുഴഞ്ഞുകയറ്റവും സോഡിയം മണ്ണൊലിപ്പും കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ നേട്ടങ്ങൾ

• കുറഞ്ഞ സൾഫറിന്റെ അളവ് SO₂ ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് പരിസ്ഥിതി നിയന്ത്രണങ്ങൾ പാലിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, കുറഞ്ഞ സൾഫർ ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കോക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അലുമിനിയം പ്ലാന്റ് ഒരു ടൺ അലുമിനിയത്തിന് SO₂ ഉദ്‌വമനം 15% കുറച്ചു.
• ഉയർന്ന ചെലവ് (കാൽസിൻ ചെയ്ത കോക്കിനേക്കാൾ ഏകദേശം 1.5–2 മടങ്ങ്) ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ദീർഘായുസ്സും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും പ്രാരംഭ നിക്ഷേപങ്ങളെ മറികടക്കാൻ സഹായിച്ചു. ഉദാഹരണത്തിന്, കാഥോഡ് ബ്ലോക്കിന്റെ ആയുസ്സ് 5 ൽ നിന്ന് 8 വർഷമായി വർദ്ധിച്ചു, ഇത് മൊത്തത്തിലുള്ള ചെലവ് 20% കുറച്ചു.

III. ആപ്ലിക്കേഷൻ കേസുകളും ഡാറ്റ പിന്തുണയും

• അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലൈസിസ് വ്യവസായം: ആഗോളതലത്തിൽ, കാൽസിൻ ചെയ്ത കോക്കിന്റെ 70% അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലൈസിസ് ആനോഡുകൾക്കാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വിപണികൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാഥോഡുകൾ) ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കോക്ക് കൂടുതലായി സ്വീകരിക്കുന്നു. ഗ്രാഫിറ്റൈസ്ഡ് കാഥോഡുകൾ സ്വീകരിച്ചതിനുശേഷം ഒരു സംരംഭം ആനോഡ് ഉപഭോഗം 420 കിലോഗ്രാം/ടി-അലിൽ നിന്ന് 370 കിലോഗ്രാം/ടി-അലായി കുറച്ചു, പ്രതിവർഷം 200 ദശലക്ഷം ആർ‌എം‌ബി ലാഭിച്ചു.
• ഉരുക്ക് വ്യവസായം: 100,000 A വൈദ്യുതധാര വഹിക്കുന്ന 750 mm സൂചി കോക്ക് ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഒരു ഫർണസിൽ 25 മിനിറ്റ് ഉരുക്ക് നിർമ്മാണ കാര്യക്ഷമത കൈവരിച്ചു, സ്റ്റാൻഡേർഡ് കോക്കിനേക്കാൾ മൂന്നിരട്ടി ചാലകത കൂടുതലായിരുന്നു ഇത്.
• ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​മേഖല: അസ്ഫാൽറ്റ്-പരിഷ്കരിച്ച കാൽസിൻ കോക്ക് ഹാർഡ് കാർബൺ ആനോഡ് സൈക്കിളിന്റെ ആയുസ്സ് 400 സൈക്കിളുകൾ വർദ്ധിപ്പിച്ചു, ഇത് സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററി വിപണികളിൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തി.

IV. ഉപസംഹാരം

ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ വഴി, ഗ്രാഫിറ്റൈസ് ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്ക്, കാൽസിൻ ചെയ്ത പെട്രോളിയം കോക്കിനെ അപേക്ഷിച്ച് മികച്ച പരിശുദ്ധി, വൈദ്യുതചാലകത, താപ സ്ഥിരത എന്നിവ പ്രകടമാക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലിസിസ് കാഥോഡ് ബ്ലോക്കുകൾക്കും സ്പെഷ്യാലിറ്റി ആനോഡ് പേസ്റ്റ് ഉൽപാദനത്തിനും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ഉയർന്ന ചെലവുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അതിന്റെ ദീർഘായുസ്സ്, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത, പാരിസ്ഥിതിക നേട്ടങ്ങൾ എന്നിവ അലുമിനിയം വ്യവസായത്തെ നവീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു നിർണായക വസ്തുവായി ഇതിനെ സ്ഥാപിക്കുന്നു. ഗ്രാഫിറ്റൈസേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഭാവിയിലെ പുരോഗതി (ഉദാഹരണത്തിന്, 3000°C-ൽ അൾട്രാ-ഹൈ-ടെമ്പറേച്ചർ ട്രീറ്റ്മെന്റ്) ന്യൂക്ലിയർ-ഗ്രേഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ്, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ആനോഡുകൾ, മറ്റ് അത്യാധുനിക മേഖലകൾ എന്നിവയിലേക്ക് അതിന്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ കൂടുതൽ വികസിപ്പിക്കും.