Асноўныя адрозненні ў паводзінах кальцынацыі паміж коксам на аснове нафты і коксам на аснове вугалю заключаюцца ў розных шляхах рэакцый, абумоўленых адрозненнямі ў хімічным складзе сыравіны, што ў выніку прыводзіць да значных адрозненняў у эвалюцыі крышталічнай структуры, змен фізічных уласцівасцей і цяжкасцей кіравання працэсам. Падрабязны аналіз прыведзены ніжэй:
1. Розніца ў хімічным складзе сыравіны закладвае аснову для паводзін кальцынацыі
Кокс на аснове нафты атрымліваецца з цяжкіх дыстылятаў, такіх як нафтавыя рэшткі і ачышчаная нафта каталітычнага крэкінгу. Яго хімічны склад у асноўным характарызуецца кароткімі бакавымі ланцугамі, лінейна злучанымі поліцыклічнымі араматычнымі вуглевадародамі, з адносна нізкім утрыманнем серы, азоту, кіслароду і металічных гетэраатамаў, а таксама мінімальнай колькасцю цвёрдых прымешак і нерастваральных у хіналіне рэчываў. Такі склад прыводзіць да працэсу кальцынацыі, у якім пераважаюць рэакцыі піролізу, з адносна простым рэакцыйным шляхам і дбайным выдаленнем прымешак.
У адрозненне ад гэтага, кокс на вугальнай аснове вырабляецца з каменнавугальнага пека і яго дыстылятаў, якія ўтрымліваюць большую долю поліцыклічных араматычных вуглевадародаў з доўгім бакавым ланцугом і кандэнсаваных, а таксама значную колькасць серы, азоту, гетэраатамаў кіслароду і цвёрдых прымешак. Складаны склад коксу на вугальнай аснове прыводзіць не толькі да рэакцый піролізу, але і да значных рэакцый кандэнсацыі падчас кальцынацыі, што прыводзіць да больш складанага шляху рэакцыі і большай цяжкасці ў выдаленні прымешак.
2. Адрозненні ў эвалюцыі крышталічных структур уплываюць на ўласцівасці матэрыялаў
Падчас кальцынацыі вугляродныя мікракрышталі ў коксе на аснове нафты паступова павялічваюцца ў дыяметры (La), вышыні (Lc) і колькасці слаёў унутры крышталяў (N). Змест ідэальных мікракрышталяў графіту (Ig/Iall) таксама значна павялічваецца. Нягледзячы на тое, што Lc перажывае «кропку перагіну» з-за выцякання лятучых рэчываў і ўсаджвання сырога коксу, агульная крышталічная структура становіцца больш рэгулярнай, з больш высокай ступенню графітызацыі. Гэта структурная эвалюцыя надае коксу на аснове нафты выдатныя ўласцівасці, такія як нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння, нізкае электрычнае супраціўленне і высокая электраправоднасць пасля кальцынацыі, што робіць яго асабліва прыдатным для вырабу вялікіх графітавых электродаў звышмагутнай магутнасці.
Падобным чынам, мікракрышталічная структура вугляроду вугальнага коксу змяняецца са павелічэннем La, Lc і N падчас кальцынацыі. Аднак з-за ўплыву прымешак і рэакцый кандэнсацыі ў сыравіне з'яўляецца больш крышталічных дэфектаў, і павелічэнне ідэальнага ўтрымання мікракрышталікаў графіту абмежавана. Акрамя таго, з'ява «кропкі перагіну» для Lc больш выяўленая ў вугальным коксе, а нядаўна дададзеныя пласты дэманструюць выпадковыя «дэфекты ўкладвання» з зыходнымі пластамі, што прыводзіць да значных ваганняў міжслаёвай адлегласці (d002). Гэтыя структурныя характарыстыкі прыводзяць да таго, што вугальны кокс мае ніжэйшы каэфіцыент цеплавога пашырэння і электрычнае супраціўленне, чым кокс на нафтавай аснове пасля кальцынацыі, але горшую трываласць і ўстойлівасць да ізаляцыі, што робіць яго больш прыдатным для вытворчасці магутных электродаў і сярэдніх звышмагутных электродаў.
3. Розніца ў зменах фізічных уласцівасцей вызначае вобласці прымянення
Падчас кальцынацыі кокс на аснове нафты цалкам выдаляецца ад лятучых рэчываў і раўнамерна змяншаецца ў аб'ёме, што прыводзіць да значнага павелічэння сапраўднай шчыльнасці (да 2,00–2,12 г/см³) і істотнага паляпшэння механічнай трываласці. Адначасова электраправоднасць, устойлівасць да акіслення і хімічная стабільнасць кальцынаванага матэрыялу значна паляпшаюцца, што адпавядае строгім патрабаванням да эксплуатацыйных характарыстык высакаякасных графітавых вырабаў.
У адрозненне ад гэтага, кокс на вугальнай аснове падвяргаецца лакальнай канцэнтрацыі напружанняў падчас выхаду лятучых рэчываў з-за больш высокага ўтрымання прымешак, што прыводзіць да нераўнамернага аб'ёмнага ўсаджвання і адносна меншага павелічэння сапраўднай шчыльнасці. Акрамя таго, ніжэйшая трываласць і горшая ўстойлівасць да ізаляцыі коксу на вугальнай аснове пасля кальцынацыі, а таксама яго тэндэнцыя да пашырэння падчас высокатэмпературнай графітызацыі патрабуюць строгага кантролю хуткасці павышэння тэмпературы. Гэтыя характарыстыкі абмяжоўваюць прымяненне коксу на вугальнай аснове ў дарагіх галінах, хоць яго нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння і электрычнае супраціўленне ўсё яшчэ робяць яго незаменным у пэўных галінах.
4. Розніца ў складанасцях кіравання працэсамі ўплывае на эфектыўнасць вытворчасці
Дзякуючы свайму адносна простаму хімічнаму складу, кокс на нафтавай аснове праяўляе выразныя рэакцыйныя шляхі падчас кальцынацыі, што прыводзіць да меншай складанасці кіравання працэсам. Аптымізацыя такіх параметраў, як тэмпература кальцынацыі, хуткасць нагрэву і кантроль атмасферы, дазваляе эфектыўна палепшыць якасць і эфектыўнасць вытворчасці кальцынаваных прадуктаў. Акрамя таго, высокае ўтрыманне лятучых рэчываў у коксе на нафтавай аснове забяспечвае самазабеспячэнне цеплавой энергіі падчас кальцынацыі, зніжаючы вытворчыя выдаткі.
У адрозненне ад гэтага, складаны хімічны склад вугальнага коксу прыводзіць да разнастайных рэакцыйных шляхоў падчас кальцынацыі, што ўскладняе кантроль працэсу. Для забеспячэння стабільнай якасці прадукцыі пасля кальцынацыі неабходная строгая папярэдняя апрацоўка сыравіны, дакладны кантроль хуткасці нагрэву і спецыяльнае рэгуляванне атмасферы. Акрамя таго, вугальны кокс патрабуе дадатковай цеплавой энергіі падчас кальцынацыі, што павялічвае вытворчыя выдаткі і спажыванне энергіі.
Час публікацыі: 07 красавіка 2026 г.