Den här artikeln kommer att fördjupa sig i varför lågt svavel- och lågt kväveinnehåll har blivit kärnstandarder för att mäta kvaliteten på grafitpetroleumkoks i den globala stålmetallurgi-, gjutnings- och nyenergiindustrin.
I. Svavelinnehåll: ett-dubbeleggat svärd som påverkar kvalitet och miljöskydd
Svavel är en skadlig förorening i grafit petroleumkoks, och dess innehåll påverkar direkt kvaliteten och användningen av slutprodukten.
1. Inverkan på metallurgisk kvalitet
I stålsmältnings- och gjutprocesser används grafitpetroleumkoks huvudsakligen som kolhöjare. Om svavelhalten i produkten är för hög kommer svavel att införas i det smälta järnet och stålet. Svavel är ett strikt begränsat skadligt element i stålmaterial-det orsakar "het sprödhet", vilket minskar stålets seghet och duktilitet, vilket allvarligt påverkar kvaliteten på hög-gjutgods och specialstål. Därför kräver produktionen av segjärn och specialstål av hög-kvalitet användning av ultra-lågsvavlig (mindre än eller lika med 0,05 %) grafitpetroleumkoks.
2. Strikta miljöbestämmelser
I takt med att de globala "dual carbon"-målen utvecklas, skärper länder alltmer reglerna för industriella utsläpp. Hög-svavelkoks släpper ut skadliga gaser som svaveldioxid (SO₂) under användning, vilket ökar miljöreningskostnaderna för företag. Låg-grafit petroleumkoks hjälper nedströmskunder att minska bördan av rökgasavsvavling, i linje med trenden med grön tillverkning.
3. Datareferens: Sulphur Standards for High-Quality GPC
Hög-kvalitetsgrafiterad petroleumkoks i industrin har vanligtvis en svavelhalt som kontrolleras under 0,03 % - 0.05%. Till exempel kan high-GPC-produkter ha en svavelhalt så låg som 0,03 %, med fixerat kol som överstiger 99 %.
II. Kväveinnehåll: Den "dolda mördaren" inom avancerad tillverkning
Jämfört med svavel förbises ofta farorna med kväve, men i moderna metallurgiska processer blir kvävehalten en avgörande indikator för att utvärdera kvaliteten på kolhöjare.
1. Boven till porositet och sprickor i gjutgods
Vanlig bränd petroleumkoks eller produkter behandlade vid låga temperaturer kan ha en kvävehalt så hög som 9000 ppm (0,9%). När denna kolhöjare med hög-kvävehalt läggs till smält stål eller järn, gör den höga temperaturen att kväve fälls ut i gasform, vilket bildar hål, subkutana porer eller sprickor inuti gjutgodset, vilket kraftigt minskar gjutgodsets densitet och mekaniska egenskaper.
2. Kärnvärdet för grafitiseringsprocessen
Nyckeln till den "höga kvaliteten" hos grafitiserad petroleumkoks av hög-kvalitet ligger i dess hög-temperaturgrafiteringsbehandling vid 2800 grader -3500 grader. Under denna process rekonstrueras kolatomerna inuti petroleumkoksen från ett oordnat arrangemang till en ordnad gitterstruktur, medan det mesta av kvävet effektivt avlägsnas. Grafitiserad petroleumkoks kan drastiskt minska sin kvävehalt till 300 ppm-500 ppm, med högklassiga produkter till och med under 200 ppm (0,02%).
3. Datareferens: Nitrogen Standards for High-Quality GPC
Vanlig bränd koks: Kvävehalt ≈ 9000 ppm
Grafitiserad petroleumkoks: kvävehalt Mindre än eller lika med 300-500 ppm
Ultra-låg kväve hög-kvalitet GPC: kväveinnehåll Mindre än eller lika med 200-300 ppm
III. Varför kan lågt svavel och lågt kväve definiera "hög-kvalitet"?
Sammanfattningsvis är låg svavelhalt och låg kvävehalt nyckelindikatorer eftersom de direkt bestämmer prestandan hos grafitpetroleumkoks i tre kärnscenarier:
1. Kolanrikningseffektivitet och absorptionshastighet
GPC med låg-svavlig och låg-kvävehalt kännetecknas av hög renhet och hög kolhalt (större än eller lika med 98,5%), en tätare mikrostruktur, snabb upplösning i smält järn, hög absorptionshastighet och inga rester. Detta hjälper gjuterier att öka användningen av skrotstål, minska kostnaderna för tackjärn och optimera processen för "syntetgjutjärn".
2. Mekaniska egenskaper hos slutprodukten
Vid framställning av segjärn ger användningen av kolhöjare med låg-svavelhalt och låg-kvävehalt ett högkvalitativt grafitkärnbildningssubstrat av-kvalitet, vilket avsevärt förbättrar hållfastheten, hårdheten och dragegenskaperna hos gjutgods. Vid specialstålssmältning är det ett viktigt råmaterial för att producera grafitelektroder med ultra-hög-effekt.
3. Ingångspunkt till nya applikationer
Inom området för litium-jonbatterianodmaterial visar petroleumkoks med låg-svavel, efter grafitisering, enorm användningspotential. Studier har visat att den initiala coulombiska effektiviteten för grafitiserad låg-petroleumkoks kan nå 82,79 %, med utmärkt cykelstabilitet, vilket helt uppfyller kraven för kommersiella batterier. Det betyder att GPC med låg-svavlig, låg-kvävehalt öppnar "dörren" till den nya energimarknaden.
Lågt svavel och lågt kväve är nyckelindikatorer för att utvärdera hög-kvalitetsgrafit petroleumkoks eftersom de direkt återspeglar graden av grafitisering och produktens renhet. I dagens stålindustri, som är fokuserad på att förbättra kvalitet och effektivitet, och med den snabba utvecklingen av nya energimaterial, kan endast GPC med lågt svavel- och kväveinnehåll visa sitt verkliga värde för "hög-kvalitet" inom hög-gjutning, specialsmältning och batterianoder.
