1. Ігольчасты кокс: тыповы прыклад нізкай ўсаджвання і высокай сапраўднай шчыльнасці
- Структурныя характарыстыкі: Ігольчасты кокс мае валакністую або выцягнутую структуру з выцягнутымі эліптычнымі порамі, размешчанымі ўпарадкавана. Гэтая структура дэманструе выдатную здольнасць да ўшчыльнення падчас кальцынацыі.
- Усаджванне пры кальцынацыі:
- Ігольчасты кокс мае адносна нізкі ўзровень ўсаджвання, які звычайна складае ад 10% да 20%. Яго валакністая структура дасягае ўсаджвання за кошт малекулярнай перабудовы і закрыцця пор пры высокіх тэмпературах, у той час як упарадкаванае размяшчэнне пор памяншае прастору для неўпарадкаванага ўсаджвання, тым самым зніжаючы агульны ўзровень ўсаджвання.
- Напрыклад, пры абпале пры тэмпературы 1300°C аб'ёмная ўсаджванне ігольчастага коксу можа быць толькі ўдвая меншай, чым у губчастага коксу, дзякуючы яго здольнасці раўнамерна размеркаваць тэрмічнае напружанне.
- Сапраўдная шчыльнасць:
- Ігольчасты кокс мае высокую сапраўдную шчыльнасць, якая звычайна дасягае 2,10–2,15 г/см³. Гэта адлюстроўвае яго высокую ступень графітызацыі і шчыльную крышталічную структуру, цесна звязаную з упарадкаваным размяшчэннем вугляродных слаёў у яго валакністай структуры.
- Даследаванні паказваюць, што сапраўдная шчыльнасць ігольчастага коксу прыблізна на 5–10 % вышэйшая за шчыльнасць губчастага коксу з-за меншай колькасці структурных дэфектаў і больш шчыльнай кладкі вугляродных слаёў.
2. Губкавая кола: тыповы прыклад высокай ўсаджвання і нізкай сапраўднай шчыльнасці
- Структурныя характарыстыкі: Губкавы кокс мае сітаватую, губчастую структуру з няправільным памерам і размеркаванымі порамі, тонкімі абвуглянымі сценкамі і далікатнасцю.
- Усаджванне пры кальцынацыі:
- Губкавы кокс мае высокі ўзровень ўсаджвання, які звычайна вагаецца ад 30% да 50%. Яго неўпарадкаваная сітаватая структура схільная да калапсу пор падчас абпалу з-за вызвалення лятучых рэчываў і канцэнтрацыі тэрмічных напружанняў, што прыводзіць да значнай ўсаджвання.
- Напрыклад, пры абпале пры тэмпературы 1200°C аб'ёмная ўсаджванне губчатага коксу можа перавышаць 40%, што значна вышэй, чым у ігольчастага коксу.
- Сапраўдная шчыльнасць:
- Губкавы кокс мае адносна нізкую сапраўдную шчыльнасць, звычайна паміж 1,90 і 2,05 г/см³. Гэта тлумачыцца вялікай колькасцю рэшткавых пор і неўпарадкаваным размяшчэннем вугляродных слаёў у яго структуры, што прыводзіць да шматлікіх крышталічных дэфектаў.
- У параўнанні з ігольчастым коксам, сапраўдная шчыльнасць губчатага коксу можа быць на 10–15% ніжэйшай з-за недастатковага ўшчыльнення.
3. Дробяны кокс: прамежкавы стан з умеранай сціскам і сапраўднай шчыльнасцю
- Структурныя характарыстыкі: Дробяны кокс мае сферычную або падобны на таблеткі форму, цвёрдую паверхню і невялікую колькасць пор, што ўяўляе сабой структурны прамежак паміж ігольчастым коксам і губчатым коксам.
- Усаджванне пры кальцынацыі:
- Дробяны кокс звычайна мае ўсаджванне ад 20% да 30%. Яго сферычная структура падчас абпалу падвяргаецца ўсаджванню з-за павярхоўнага нацяжэння, але абмежаваная ўнутраная сітаватасць абмяжоўвае амплітуду ўсаджвання.
- Напрыклад, пры абпале пры тэмпературы 1250°C аб'ёмная ўсаджванне дробнага коксу можа складаць 25%, што знаходзіцца паміж паказчыкамі ігольчастага коксу і губчатага коксу.
- Сапраўдная шчыльнасць:
- Дробяны кокс звычайна мае сапраўдную шчыльнасць ад 2,00 да 2,10 г/см³. Яго структурнае ўшчыльненне лепшае, чым у губчатага коксу, але саступае ігольчастаму коксу, што прыводзіць да прамежкавай сапраўднай шчыльнасці.
- Даследаванні паказваюць, што сапраўдная шчыльнасць дробнага коксу прыкладна на 5% вышэйшая за шчыльнасць губчатага коксу, але на 3–5% ніжэйшая за шчыльнасць ігольчастага коксу.
Комплексны аналіз суадносін паміж структурай і ўласцівасцямі
- Механізм сціскання:
- Упарадкаваная валакністая структура ігольчастага коксу памяншае неўпарадкаваныя шляхі ўсаджвання, зніжаючы яго хуткасць усаджвання; неўпарадкаваная сітаватая структура губчастага коксу прыводзіць да высокай ўсаджвання з-за калапсу пор; сферычная структура дробнага коксу дасягае ўмеранага ўсаджвання за кошт павярхоўнага нацяжэння.
- Механізм сапраўднай шчыльнасці:
- Сапраўдная шчыльнасць непасрэдна звязана з ушчыльненнем крышталічнай структуры. Упарадкаванае размяшчэнне вугляродных слаёў і нізкая шчыльнасць дэфектаў ігольчастага коксу прыводзяць да высокай сапраўднай шчыльнасці; неўпарадкаваная структура і рэшткавыя пары губчастага коксу зніжаюць сапраўдную шчыльнасць; дробавы кокс праяўляе прамежкавыя ўласцівасці.
- Рэкамендацыі па аптымізацыі працэсаў:
- Для прымянення, якія патрабуюць нізкай ўсаджвання і высокай сапраўднай шчыльнасці (напрыклад, графітавыя электроды высокай магутнасці), перавага аддаецца ігольчастаму коксу;
- Для эканамічна адчувальных ужыванняў з меншымі патрабаваннямі да прадукцыйнасці (напрыклад, паліва) больш прыдатным можа быць губчаты кокс або дробавы кокс;
- Рэгуляванне тэмпературы абпалу (напрыклад, вышэй за 1300°C) і хуткасці награвання (напрыклад, ніжэй за 50°C/мін) можа дадаткова аптымізаваць сапраўдную шчыльнасць і ўсаджванне ігольчастага коксу.
Час публікацыі: 09 красавіка 2026 г.