煤焦油基针状焦晶胀行为的研究

探讨了减小煤焦油基针状焦(沥青焦)晶胀的方法。发现晶胀程度随焦炭含氮量减少而减小。在1300～1500℃温度下煅烧可使焦炭含氮量降低。石墨化加热制度也是影响晶胀的一个重要因素。在低于1600℃的温度下保持几小时可减小试样的晶胀。对于沥青焦来说,氧化镍和氧化钴都是有效的晶胀抑止剂。     

煤焦油基针状焦晶胀抑制剂

各种不同晶胀抑制剂的效率用以煤焦油基针状焦为骨料的炭制品作了系统的研究,加入镍和钴的氧化物可减少晶胀。由于这些氧化物具有催化炭化能力,故加入后还可提高石墨化模压块的体积密度。在石墨化过程中未发现硫化物,这表明晶胀的抑制不一定是焦炭中金属与硫的反应引起的。针状焦和有效晶胀抑制剂混合,其层间距在石墨化过程中大大减小。晶胀抑制剂的作用看来是改变气体逸出和炭制品软化之间的时间匹配。     

针状焦基炭材料在预结晶阶段的变化过程

在电炉炼钢用石墨电极生产中,所用的针状焦基炭材料在高温热处理中(>1400℃)的“膨胀”问题。在近10～15年里,引起了人们的特別关注。许多研究人员致力于研究这种“膨胀”现象的机理并寻找最有效的膨胀抑制剂。用含硫0.24％的沥青针状焦和中温煤沥青制成的焙烧试样进行了实验,用占糊料重量     

高温煤焦油加氢联产针状焦工艺探讨

对高温煤焦油加氢尾油的分析表明,其各项指标均能满足生产针状焦的预处理溶剂要求,可以作为工业上溶剂-沉降法生产煤系针状焦的优质溶剂;而高温煤焦油生产针状焦的精制沥青炭化馏出物为中性煤焦油,可回收作为煤焦油加氢原料。基于此,提出了高温煤焦油馏分油加氢与溶剂-沉降法生产针状焦的联合装置,以实现两种工艺方法的互补优化。通过初步技术论证和技术经济测算可知,两种工艺的合理组合,具有可行性和较好的经济效益。     

氧化作用对针状焦及煤萃取焦的强度和结构的影响

工业煅烧针状焦和煤萃取焦在磨光面的光学显微图象方面有明显区别,针状焦具有粗粒嵌晶结构、流线区和针状流线区等光学显微组织。煤萃取焦具有中粒及粗粒嵌晶结构的光学显微组织。把这两种焦炭在空气中氧化达1～25％重量损失,然后测定原焦炭及氧化过的焦炭的微强度。对针状焦来说,1％重量损失就可以明显地降低微强度值,而对煤萃取焦只有在15％重量损失以后,微强度开始降低。扫描电子显微技术对原表面及氧化了的表面的检查指出,针状焦的氧化是通过流线区内的微裂纹的发展以及针状流线区的基本表面的烧蚀而发生的。煤萃取焦表面是均匀烧蚀的。针状焦微强度值的下降与炭粒子的内部氧化有关。     

针状焦制备工艺及分析

研究生产工艺对针状焦晶体结构的影响,包括延迟焦化、高温煅烧、热捏合-成型、高温石墨化等工艺过程,并采用了X射线衍射分析、扫描电镜、热膨胀仪、偏光显微镜等方法对结果进行了分析表征。结果表明:煤沥青经490℃炭化过程得到生焦,偏光显微镜和扫描电镜证实晶体结构得到改善,呈明显的纤维状结构,流线型较好;生焦在1 500℃下进行煅烧,经X射线衍射分析得知,晶体层面距d002减小,由0.3518 nm降到0.3468 nm,说明生焦的有序结构得到了进一步发展;通过测定石墨电极的CTE值,当针状焦和黏结剂的比例由10誜4改变为10誜5时,电极的CTE值由3.224×10-6/℃降至2.724×10-6/℃。     

煤系针状焦原料预处理技术进展

针状焦是生产超高功率石墨电极的新型材料。据针状焦成焦机理,煤焦油和煤焦油沥青作为针状焦生产原料时必须进行预处理将其中的喹啉不溶物等杂质除去。煤系针状焦原料的预处理方法主要包括溶剂法、过滤法、离心分离法、加氢法、改质法及溶剂-加氢法。上述方法均可将煤焦油和煤焦油沥青中的喹啉不溶物降至满足针状焦生产的要求,其中溶剂法中的溶剂-沉降法现已得到工业化应用。     

以煤焦油沥青为原料生产针状焦技术

针状焦是生产炼钢用石墨电极的原料,因此,要求它通过2500℃以上的高温处理容易形成石墨化的结构。因煤焦油沥青中含有大量的微粒(指喹啉不溶物),用这样的原料生产针状焦一般认为几乎是不可能的。但是终于成为可能,这首先要通过预处理排出微粒(喹啉不溶物),这种微粒妨碍晶体的生长,然后在特殊条件下采用延迟焦化塔来使煤焦油沥青炭化。下面按加工顺序介绍它的基本工艺。     

磁场作用下有序针状焦的制备

在不同磁场强度下,煤焦油沥青经热聚合、高温煅烧制得了有序度较高的针状焦。研究了磁场对针状焦制备的影响,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)分析方法表征了针状焦在磁场作用下的结构特征。结果表明:磁场对针状焦制备的影响是正向的,磁场能有效提高针状焦的有序度,改善其纤维组织形貌,并且随着磁场强度的增加,针状焦有序性呈递增趋势。     

针状焦性能及形态结构的研究

在实验室条件下对日本针状焦和国产新78针状焦的性能进行对比试验。首先将针状焦按一定的试验程序制成了Ф20mm的小炭棒,经2700℃高温处理,测定石墨棒的热膨胀系数,作为评定针状焦性能的主要依据,同时对针状焦的形态结构作了初步探讨。     

针状焦的生产及发展前景分析

2017年以来,受电弧炉产能增长和炭素企业环保限产等因素的共同作用,针状焦市场需求急剧增长,而山西焦化集团有限公司300 kt/a煤焦油加工配套建设的150 kt/a改质沥青生产装置,可为生产煤系针状焦提供原料,具备建设针状焦项目的良好条件。在充分分析针状焦国内外市场情况、工艺技术方案、生产中的瓶颈问题、污染物的治理及国家产业政策等的基础上,提出山西焦化投建50 kt/a针状焦项目的建议,并对投建50 kt/a针状焦项目进行简要的经济性分析。     

煤焦油低温萃取沥青制备锂电负极专用针状焦中试研究及应用

通过煤焦油低温萃取沥青制备锂电负极专用针状焦的中试试验,研究了煤焦油沥青快速分离及脱除喹啉不溶物的方法,关键技术是低温萃取、采用复合溶剂制备精制沥青、延迟焦化工艺等。中试产品锂电负极针状焦经理化性能指标分析及锂电池充放电性能测试,表明锂电负极专用针状焦具有硫含量低、储电容量高的特性。在锂电池应用后,证明锂电负极专用针状焦能够满足锂电池负极的原料要求。     

防止针状焦胀裂的新型抑胀剂

针状焦主要用作电炉炼钢中电石的骨材。近年来,为降低生产成本,提高自动化水平,DC电炉得到普及,电极用户迫切需要降低电极单耗及用电量,电石生产厂则由间接通电的阿切孙电炉向直接通电并可瞬时升温的LWG电炉转换,以降低电极的生产成本,而针状焦生产厂则需要生产能适应这些苛刻条件的高品质针状焦。针状焦具有代表性的质量指标包括热膨胀系数低,生产电极时的胀裂(石墨化的不可逆胀裂)小及电极的石墨化堆密度高等。特别是煤系针状焦,与石油系针状焦相比,其优点是价格低廉,热膨胀系数低;缺点是胀裂大。胀裂大时,产品堆密度的下降会导致产品强…     

烩系针状焦生产工艺浅谈

针状焦是制造高级石墨电极的主要原料。其按原料不同分为油系和煤系两种。以石油重油为原料生产的针状焦为油系 ,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同 ,但用途基本相同。美国在５０年代后期首先掌握了石油系针状焦的生产技术。由于石油加工趋向催化裂化等轻质化深加工方向发展 ,致使油系针状焦原料减少。加之７０年代两次石油危机 ,更使人们感到原料供应的不稳定。于是 ,７０年代以来 ,日本、德国等国家均致力于开发煤系针状焦技术。１９７９年 ,日本煤系针状焦实现工业化生产,使油系和煤系针状焦…     

添加剂对针状焦成焦结构的影响

针状焦具有热膨胀系数小、导电导热性能良好等特性,是生产超高功率石墨电极、特种炭素材料等高端炭素制品的原料。根据生产原料的不同,针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦。以石油渣油、催化裂化油浆等为原料生产的针状焦为油系针状焦;以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系针状焦。近年来,对各种原料进行改性来生产针状焦的方法越来越受到人们的关注。本文综述了不同添加剂和原料对成焦结构的影响,并根据其作用机理进行了论述。     

针状焦形成机理及炭化条件

介绍了针状焦形成过程中形态结构变化的基本规律和化学反应机理，芳香性重质油或煤焦油在热解过程中经中间相小球的形成，增长，融并和在气体牵伸作用下形成针状焦。探讨了温度、压力、升温速率等对针状焦形成的影响，在此基础上，对粘度、气体的逸出、原料的反应性与最优炭化条件之间的关系进行了讨论。     

超高功率石墨电极用针状焦评价方法探析

针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料,用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许电流密度大等优点,针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。以石油重油为原料生产的针状焦为油系,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同,但用途基本相同。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。     

超高功率石墨电极用针状焦评价方法探析北大核心

针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料。用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许电流密度大等优点。针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。以石油重油为原料生产的针状焦为油系,以煤焦油沥青及其馏分为原料生产的针状焦为煤系。两种针状焦生产工艺不完全相同,但用途基本相同。石油系以美国为代表,煤系则以日本为代表。     

日本针状焦生产考察报告

前言冶金部针状焦生产考察组一行五人应日本九红公司和佳友公司的邀请,于1982年9月14日至10月6日共计22天对日本针状焦生产进行了考察。重点考察了煤炭系针状焦(以下称沥青针状焦)和石油系针状焦(以下称石油针状焦),以及两种针状焦的性能差异。在考察期间先后参观了六个工厂,召开了四次座谈会,与有关工厂、商社讨论了针状焦生产技术及贸易问题。参观的工厂有: 1.日铁化学工业株式会社户烟制作所沥青针状焦生产; 2.三菱化成株式会社板书工厂沥青针状焦生产;     

国内外针状焦生产现状及工艺技术

介绍了国内外针状焦生产现状,针状焦的成焦机理和生产工艺以及国内针状焦的供应情况,提出国内针状焦的生产工艺、质量还有待于发展和提高。