A kalcinált kőolajkoksz minőségi mutatói döntőek értékének és alkalmazási területeinek meghatározásában, elsősorban alumínium anódokban, grafitelektródákban, szénfeltöltőkben és üzemanyagokban. Alapmutatói nagy vonalakban fizikai és kémiai tulajdonságokra oszthatók.
Az alábbiakban részletesen ismertetjük a főbb minőségi mutatókat:
I. Alapvető kémiai mutatók
Ezek a mutatók elsősorban a kalcinált koksz tisztaságát, éghető összetevőit és nyomelemtartalmát tükrözik.
1. Kéntartalom
• Leírás: A koksz összes kéntartalma, az egyik legfontosabb minőségi mutató.
• Fontosság: A magas kéntartalom súlyosan befolyásolja a későbbi termékek teljesítményét. Például az alumínium elektrolízis során a kén SO₂-vé alakul, ami környezetszennyezést és a berendezések korrózióját okozza; a grafitelektródákban a kén magas hőmérsékleten "gáztágulást" okoz, ami befolyásolja a sűrűséget és a szilárdságot.
• Tipikus tartomány: a nyersanyagoktól függően alacsony kéntartalmú koksz- kategóriába sorolják (<1.0%), medium-sulfur coke (1.0%-3.0%), and high-sulfur coke (>3,0%). A jó-minőségű elősütött anódok általában 2,5% alatti kéntartalmat igényelnek.
2. Illékony anyag
• Leírás: A koksz által felszabaduló gáz mennyisége magas hőmérsékleten (950±25 fok) és levegőtől szigetelt körülmények között.
• Fontosság: A kalcinálási folyamat teljességét tükrözi. A túlzott illóanyag hiányos kalcinálást jelez, ami a következő folyamatokban (például dagasztás és pörkölés) nagy mennyiségű gáz képződéséhez vezet, ami a termék megrepedését vagy túlzott porozitását okozza. A jól-kalcinált kőolajkoksznak nagyon alacsony illóanyag-tartalommal kell rendelkeznie.
• Tipikus tartomány: Általában 0,5% alatti, jó minőségű termékek esetén pedig 0,3% alatt kell lennie.
3. Nyomelem-tartalom
• Leírás: Főleg vanádium (V), nikkel (Ni), nátrium (Na), kalcium (Ca), vas (Fe), szilícium (Si) stb.
• Fontosság: Ezek a nyomelemek (különösen a V és a Ni) jelentős negatív hatással vannak a grafitelektródák és alumínium anódok teljesítményére. Például a vanádium csökkenti a grafitelektródák oxidációs ellenállását; a nátrium és a kalcium katalizálja az anód oxidációs reakcióját az elektrolízis során, ami túlzott fogyasztáshoz vezet.
• Tipikus hatótáv: szigorúan korlátozott az alkalmazástól függően. Például a nagy-teljesítményű grafitelektródák gyártásakor szigorú követelmények vonatkoznak a teljes V+Ni-tartalomra (pl. kevesebb, mint 200 ppm).
II. Alapvető fizikai mutatók
Ezek a mutatók főként a kalcinált koksz szerkezeti szilárdságát, sűrűségét és vezetőképességét tükrözik.
1. Valódi sűrűség
• Leírás: Magának a kokszváznak a sűrűsége az összes pórus kizárása után.
• Fontosság: kulcsfontosságú mutató a kalcinálás mértékének mérésére. A nagyobb valós sűrűség jobb kristályszerkezet-fejlődést, nagyobb grafitizációt, valamint a koksz jobb vezetőképességét és hőstabilitását jelzi.
• Typical Range: Usually required to be between 2.04 - 2.12 g/cm³. Higher requirements are needed for the production of high-power electrodes (>2,10 g/cm³).
2. Részecskestabilitás (-utáni kalcinált koksz-erősség)
• Leírás: A kalcinált kokszrészecskék azon képességét méri, hogy ellenállnak-e a szállítás közbeni törésnek és az azt követő zúzásnak, amelyet általában "dob index" vagy "golyós őrlési index"-ként fejeznek ki.
• Fontosság: A gyengén stabil koksz túlzottan finom port termel, ami befolyásolja az aggregátumok és porok szemcseméret-eloszlását a készítményben, így befolyásolja a paszta sűrűségét és a végtermék mechanikai szilárdságát.
• Vizsgálati módszer: Jellemzően a meghatározott átmérőnél (pl. 0,5 mm) nagyobb részecskék arányát méri a minta bizonyos körülmények között történő őrlése után.
3. Ellenállás (porellenállás)
• Leírás: A kalcinált kokszpor elektromos vezetőképességét mérő mutató.
• Fontosság: közvetlenül kapcsolódik a végső anód vagy elektród vezetőképességéhez. Az alacsonyabb ellenállás jobb vezetőképességet jelent, csökkentve az energiafogyasztást az elektrolitikus alumíniumgyártás során.
• Tipikus tartomány: A jó minőségű kalcinált kokszpor ellenállásának általában 500 μΩ·m alatt kell lennie.
III. Fontos kiegészítő indikátorok
1. Nedvesség
• Leírás: Szállítás és tárolás során kalcinált koksz által adszorbeált nedvesség.
• Fontosság: Befolyásolja az adagoláshoz felhasznált aszfalt mennyiségét. A túlzott nedvesség termelési ingadozásokhoz vezethet, és magas hőmérsékleten gőzt fejleszthet, ami termékhibákat okozhat.
• Tipikus tartomány: általában 0,5%. 2. részecskeméret-eloszlás alatt kell lennie
• Leírás: A különböző szemcseméretű osztályok aránya a kalcinált kőolajkokszban zúzás és szitálás után.
• Fontosság: Anódok és elektródák gyártásához a különböző szemcseméretű aggregátumokat és porokat speciális képleteknek megfelelően kell összekeverni, hogy a lehető legsűrűbb tömítést érjék el, és ezáltal nagy-sűrűségű, nagy{1}}szilárdságú termékeket kapjanak. A részecskeméret-eloszlás a képlettervezés alapja.
Összegzés: A kalcinált kőolajkoksz minőségének értékelése a fenti kémiai és fizikai mutatók átfogó mérlegelését igényli a végfelhasználás alapján. A nagy hozzáadott értékű-termékeknél (mint például a grafitelektródák és a jó{2}}minőségű elősütött anódok) az alacsony kéntartalom, az alacsony hamutartalom, az alacsony szennyeződések és a nagy valódi sűrűség állandó célja. A beszerzés során a tesztelést és az átvételt általában az ipari szabványok (például YS/T 625, GB/T 24525 stb.) vagy a vevő és eladó közötti műszaki megállapodás szerint végzik.
