Ниже приведён английский перевод предоставленного текста:
Как графитизированный нефтяной кокс обеспечивает резкое увеличение степени поглощения с 75% до более чем 95%, что позволяет «полностью использовать ресурсы»
Графитизированный нефтяной кокс совершил прорыв, увеличив коэффициент поглощения с 75% до более чем 95% благодаря пяти ключевым процессам: выбору сырья, высокотемпературной графитизации, точному контролю размера частиц, оптимизации процесса и циклическому использованию. Этот подход «полного использования ресурсов» можно кратко описать следующим образом:
1. Выбор сырья: контроль примесей на этапе производства.
- Сырье с низким содержанием серы и золы.
Выбирается высококачественный нефтяной кокс или игольчатый кокс с содержанием серы <0,8% и содержанием золы <0,5%. Низкосернистое сырье предотвращает образование диоксида серы при высоких температурах, снижая потери углерода, а низкое содержание золы минимизирует влияние примесей в процессе плавления. - Предварительная обработка сырья
В процессе дробления, сортировки и формования удаляются крупные частицы и примеси, что обеспечивает однородный размер частиц и создает основу для последующей графитизации.
2. Высокотемпературная графитизация: реструктуризация атомов углерода.
- Процесс графитизации
С помощью печи Ачесона или печи для графитизации с внутренним последовательным возбуждением исходные материалы обрабатываются при температурах выше 2600 °C. Это преобразует атомы углерода из неупорядоченного расположения в упорядоченную слоистую структуру, приближающуюся к кристаллической решетке графита и значительно повышающую реакционную способность и растворимость углерода. - Удаление серы
При высоких температурах сера выделяется в виде диоксида серы, снижая содержание серы до 0,01–0,05% и предотвращая негативное воздействие на прочность и ударную вязкость стали. - Оптимизация пористости
Графитизация создает пористую структуру внутри частиц углерода, увеличивая пористость и обеспечивая больше каналов для растворения углерода в расплавленном железе, что ускоряет абсорбцию.
3. Точный контроль размера частиц: соответствие требованиям плавления.
- Гранулометрический состав частиц
Размер частиц контролируется в пределах 0,5–20 мм в зависимости от типа плавильного оборудования (например, электродуговых печей или вагранок) и технологических требований:- Электропечи (<1 тонны): 0,5–2,5 мм для предотвращения окисления от слишком мелких частиц.
- Электропечи (>3 тонн): размер частиц 5–20 мм, чтобы избежать трудностей растворения, вызванных слишком крупными частицами.
- Равномерное распределение частиц по размерам
Процессы просеивания и формования обеспечивают постоянный размер частиц, снижая колебания скорости абсорбции, вызванные различиями в размерах.
4. Оптимизация процесса: повышение эффективности абсорбции
- Сроки и методы добавления
- Метод добавления снизу: В среднечастотных электропечах 70% углеродного концентрата помещают на дно печи и уплотняют, а оставшуюся часть добавляют партиями в середине процесса для минимизации потерь на окисление.
- Посев: При выплавке в электропечах углеродистые добавки добавляются партиями во время загрузки; при выплавке в вагранке они добавляются одновременно с загрузкой печи для обеспечения полного контакта с расплавленным железом.
- Контроль параметров плавления
- Контроль температуры: Поддержание температуры плавления на уровне 1500–1550 °C способствует растворению углерода.
- Сохранение температуры и перемешивание: Выдержка в течение 5–10 минут при умеренном перемешивании ускоряет диффузию частиц углерода и предотвращает контакт с окислителями, такими как ржавчина или шлак.
- Последовательность корректировки композиции
Добавление сначала марганца, затем углерода и, наконец, кремния снижает ингибирующее воздействие кремния и серы на поглощение углерода, стабилизируя углеродный эквивалент.
5. Экономия ресурсов и экологичное производство: максимизация эффективности использования ресурсов.
- Регенерация отработанных электродов
Отработанные графитовые электроды регенерируются в углеродные концентраторы с коэффициентом извлечения 85%, что снижает потери ресурсов. - Альтернативы на основе биомассы
Эксперименты с использованием древесного угля из скорлупы пальмовых орехов в качестве заменителя нефтяного кокса позволяют достичь углеродно-нейтрального плавления и снизить зависимость от ископаемого сырья. - Интеллектуальные системы управления
Онлайн-мониторинг содержания углерода с помощью спектрального анализа и точная подача на основе 5G IoT (погрешность <±0,5%) оптимизируют производственные процессы и минимизируют избыточное добавление.
Технические результаты и влияние на отрасль
- Улучшение коэффициента поглощения: Благодаря этим мерам коэффициент поглощения углеродсодержащих концентратов из графитированного нефтяного кокса увеличился с 75% (традиционный кальцинированный нефтяной кокс) до более чем 95%, что значительно повысило эффективность использования углерода.
- Улучшенное качество продукции: низкое содержание серы (≤0,03%) и азота (80–250 ppm) эффективно предотвращает дефекты пористости при литье и улучшает механические свойства (например, твердость, износостойкость).
- Экологические и экономические преимущества: выбросы углекислого газа на тонну углеродсодержащего сырья сокращаются на 1,2 тонны, что соответствует тенденциям «зеленого» производства. В то же время, более высокие коэффициенты поглощения снижают потребление углеродсодержащего сырья, уменьшая производственные затраты.
Благодаря внедрению комплексного усовершенствованного контроля, графитированный нефтяной кокс обеспечивает «полное использование ресурсов», предоставляя металлургической промышленности эффективное решение с низким уровнем выбросов углерода и способствуя развитию отрасли на основе высококачественных и устойчивых методов.
Данный перевод сохраняет техническую точность, обеспечивая при этом удобочитаемость для международной аудитории в области металлургии и материаловедения. Сообщите мне, если вам потребуются какие-либо доработки!
Дата публикации: 31 марта 2026 г.