Мұнай негізіндегі кокс пен көмір негізіндегі кокс арасындағы күйдіру мінез-құлқындағы негізгі айырмашылықтар шикізаттың химиялық құрамының айырмашылықтарынан туындайтын әртүрлі реакция жолдарында жатыр, бұл кейіннен кристалдық құрылымның эволюциясында, физикалық қасиеттердің өзгеруінде және процесті басқару қиындықтарында айтарлықтай өзгерістерге әкеледі. Егжей-тегжейлі талдау келесідей:
1. Шикізаттың химиялық құрамындағы айырмашылықтар кальцинация мінез-құлқының негізін қалайды
Мұнай негізіндегі кокс мұнай қалдықтары және каталитикалық крекинг тазартылған май сияқты ауыр дистилляттардан алынады. Оның химиялық құрамы негізінен қысқа бүйір тізбекті, сызықтық байланысқан полициклді хош иісті көмірсутектермен сипатталады, құрамында күкірт, азот, оттегі және металл гетероатомдары салыстырмалы түрде төмен, сондай-ақ қатты қоспалар мен хинолинде ерімейтін заттар минималды. Бұл құрам пиролиз реакциялары басым болатын, салыстырмалы түрде қарапайым реакция жолы бар және қоспаларды мұқият кетіретін күйдіру процесіне әкеледі.
Керісінше, көмір негізіндегі кокс көмір шайырынан және оның дистилляттарынан өндіріледі, олардың құрамында ұзын бүйір тізбекті және конденсацияланған полициклді хош иісті көмірсутектердің, сондай-ақ күкірттің, азоттың, оттегінің гетероатомдарының және қатты қоспалардың көп мөлшері бар. Көмір негізіндегі кокстың күрделі құрамы тек пиролиз реакцияларына ғана емес, сонымен қатар күйдіру кезіндегі конденсация реакцияларына да әкеледі, бұл реакция жолының күрделілігіне және қоспаларды кетірудегі қиындықтардың артуына әкеледі.
2. Кристалл құрылымының эволюциясындағы айырмашылықтар материалдық қасиеттерге әсер етеді
Күйдіру кезінде мұнай негізіндегі кокстағы көміртегі микрокристалдарының диаметрі (La), биіктігі (Lc) және кристалдар ішіндегі қабаттар саны (N) біртіндеп артады. Идеал графит микрокристалдарының мөлшері (Ig/Iall) да айтарлықтай артады. Ұшқыш заттардың шығуы және шикі кокстың кішіреюіне байланысты Lc «бұйылу нүктесін» бастан кешірсе де, жалпы кристалдық құрылым тұрақты бола түседі, графиттену дәрежесі жоғары болады. Бұл құрылымдық эволюция мұнай негізіндегі коксқа күйдіруден кейін төмен жылу кеңею коэффициенті, төмен электрлік кедергі және жоғары электр өткізгіштік сияқты тамаша қасиеттер береді, бұл оны үлкен өлшемді ультра жоғары қуатты графит электродтарын өндіруге ерекше қолайлы етеді.
Сол сияқты, көмір негізіндегі кокстың көміртегі микрокристалды құрылымы күйдіру кезінде La, Lc және N артуымен дамиды. Дегенмен, шикізаттағы қоспалар мен конденсация реакцияларының әсерінен кристалдық ақаулар көбірек болады және идеалды графит микрокристалды құрамының артуы шектеулі. Сонымен қатар, Lc үшін «иілу нүктесі» құбылысы көмір негізіндегі кокста айқынырақ болады, ал жаңадан қосылған қабаттар бастапқы қабаттармен кездейсоқ «қабаттасу ақауларын» көрсетеді, бұл қабаттар аралық кеңістіктің айтарлықтай ауытқуларына әкеледі (d002). Бұл құрылымдық сипаттамалар көмір негізіндегі кокстың күйдіруден кейін мұнай негізіндегі коксқа қарағанда жылу кеңею коэффициенті мен электрлік кедергісі төмен, бірақ беріктігі мен тозуға төзімділігі нашар, бұл оны жоғары қуатты электродтар мен орташа өлшемді ультра жоғары қуатты электродтарды өндіруге қолайлы етеді.
3. Физикалық қасиеттердің өзгеруіндегі айырмашылықтар қолдану салаларын анықтайды
Күйдіру кезінде мұнай негізіндегі кокс толығымен ұшпа заттардың шығуына және біркелкі көлемдік кішіреюге ұшырайды, бұл шынайы тығыздықтың айтарлықтай артуына (2,00–2,12 г/см³ дейін) және механикалық беріктіктің айтарлықтай жақсаруына әкеледі. Сонымен қатар, күйдірілген материалдың электр өткізгіштігі, тотығуға төзімділігі және химиялық тұрақтылығы айтарлықтай жақсарады, бұл жоғары сапалы графит өнімдеріне қойылатын қатаң өнімділік талаптарына сай келеді.
Керісінше, көмір негізіндегі кокс қоспаның жоғары мөлшеріне байланысты ұшпа заттардың шығуы кезінде жергілікті кернеу концентрациясын сезінеді, бұл көлемнің біркелкі емес кішіреюіне және шынайы тығыздықтың салыстырмалы түрде аз өсуіне әкеледі. Сонымен қатар, көмір негізіндегі кокстың күйдіруден кейінгі беріктігінің төмендеуі және абразивті төзімділігінің төмендеуі, сондай-ақ жоғары температуралы графиттеу кезінде кеңеюге бейімділігі температураның көтерілу жылдамдығын қатаң бақылауды қажет етеді. Бұл қасиет сипаттамалары көмір негізіндегі коксты жоғары деңгейлі кен орындарында қолдануды шектейді, дегенмен оның төмен жылу кеңею коэффициенті мен электрлік кедергісі оны белгілі бір аймақтарда алмастырылмайтын етеді.
4. Процесті басқару қиындықтарындағы айырмашылықтар өндіріс тиімділігіне әсер етеді
Мұнай негізіндегі кокс өзінің салыстырмалы түрде қарапайым химиялық құрамына байланысты күйдіру кезінде айқын реакция жолдарын көрсетеді, бұл процесті басқару қиындықтарын азайтады. Күйдіру температурасы, қыздыру жылдамдығы және атмосфераны бақылау сияқты параметрлерді оңтайландыру арқылы күйдірілген өнімдердің сапасы мен өндіріс тиімділігін тиімді түрде жақсартуға болады. Сонымен қатар, мұнай негізіндегі кокстегі ұшпа заттардың жоғары мөлшері күйдіру кезінде өзін-өзі қамтамасыз ететін жылу энергиясын қамтамасыз етеді, бұл өндіріс шығындарын азайтады.
Керісінше, көмір негізіндегі кокстың күрделі химиялық құрамы күйдіру кезінде әртүрлі реакция жолдарына әкеледі, бұл процесті басқару қиындықтарын арттырады. Күйдіруден кейін өнімнің тұрақты сапасын қамтамасыз ету үшін шикізатты алдын ала қатаң өңдеу, қыздыру жылдамдығын дәл бақылау және атмосфераны арнайы реттеу қажет. Сонымен қатар, көмір негізіндегі кокс күйдіру кезінде қосымша жылу энергиясын қажет етеді, бұл өндіріс шығындарын және энергия тұтынуын арттырады.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 7 сәуір