Questo articolo approfondirà il motivo per cui il basso contenuto di zolfo e di azoto sono diventati standard fondamentali per misurare la qualità del coke di petrolio di grafite nei settori globali della metallurgia dell'acciaio, della fusione e delle nuove energie.
I. Contenuto di zolfo: un'arma a doppio-taglio che incide sulla qualità e sulla tutela dell'ambiente
Lo zolfo è un'impurità dannosa nel coke di petrolio di grafite e il suo contenuto influisce direttamente sulla qualità e sull'applicazione del prodotto finale.
1. Impatto sulla qualità metallurgica
Nei processi di fusione e colata dell'acciaio, il coke di petrolio di grafite viene utilizzato principalmente come innalzatore di carbonio. Se il contenuto di zolfo del prodotto è troppo elevato, lo zolfo verrà introdotto nel ferro e nell'acciaio fusi. Lo zolfo è un elemento nocivo strettamente limitato nei materiali di acciaio-provoca "fragilità a caldo", riducendo la tenacità e la duttilità dell'acciaio, con un grave impatto sulla qualità dei getti di fascia alta-e degli acciai speciali. Pertanto, la produzione di ghisa duttile e di acciai speciali di alta-qualità richiede l'uso di coke di petrolio di grafite a bassissimo-solfato (inferiore o uguale allo 0,05%).
2. Rigorose normative ambientali
Con il progresso degli obiettivi globali del “dual carbon”, i paesi stanno rendendo sempre più restrittive le normative sulle emissioni industriali. Il coke ad alto- zolfo rilascia gas nocivi come l'anidride solforosa (SO₂) durante l'uso, aumentando i costi di trattamento ambientale per le imprese. Il coke di petrolio-grafite a basso contenuto di zolfo aiuta i clienti a valle a ridurre l'onere della desolforazione dei gas di scarico, in linea con la tendenza della produzione ecologica.
3. Riferimento ai dati: standard di zolfo per GPC di alta-qualità
Il coke di petrolio grafitato di alta qualità nel settore-in genere ha un contenuto di zolfo controllato inferiore allo 0,03% - 0.05%. Ad esempio, i prodotti GPC di fascia alta- possono avere un contenuto di zolfo pari allo 0,03%, con carbonio fisso superiore al 99%.
II. Contenuto di azoto: il "killer nascosto" della produzione-di fascia alta
Rispetto allo zolfo, i pericoli dell’azoto sono spesso trascurati, ma nei moderni processi metallurgici il contenuto di azoto sta diventando un indicatore decisivo per valutare la qualità dei generatori di carbonio.
1. Colpevole di porosità e crepe nei getti
Il normale coke di petrolio calcinato o i prodotti trattati a basse temperature possono avere un contenuto di azoto fino a 9000 ppm (0,9%). Quando questo aumento di carbonio ad alto-azoto viene aggiunto all'acciaio o al ferro fuso, l'alta temperatura fa sì che l'azoto precipiti in forma gassosa, formando fori di spillo, pori sottocutanei o crepe all'interno del pezzo fuso, riducendo gravemente la densità e le proprietà meccaniche del pezzo fuso.
2. Il valore fondamentale del processo di grafitizzazione
La chiave per l'"alta qualità" del coke di petrolio grafitato di alta-qualità risiede nel suo trattamento di grafitizzazione ad alta-temperatura a 2800 gradi -3500 gradi. Durante questo processo, gli atomi di carbonio all'interno del coke di petrolio vengono ricostruiti da una disposizione disordinata ad una struttura reticolare ordinata, mentre la maggior parte dell'azoto viene effettivamente rimossa. Il coke di petrolio grafitato può ridurre drasticamente il suo contenuto di azoto a 300 ppm-500 ppm, con prodotti di alta qualità anche al di sotto di 200 ppm (0,02%).
3. Riferimento ai dati: standard di azoto per GPC di alta-qualità
Coke calcinato ordinario: contenuto di azoto ≈ 9000 ppm
Coke di petrolio grafitato: contenuto di azoto inferiore o uguale a 300-500 ppm
GPC di alta-qualità di azoto ultra-basso: contenuto di azoto inferiore o uguale a 200-300 ppm
III. Perché un basso contenuto di zolfo e un basso contenuto di azoto possono definire "alta-qualità"?
In sintesi, il basso contenuto di zolfo e di azoto sono indicatori chiave perché determinano direttamente le prestazioni del coke di petrolio di grafite in tre scenari principali:
1. Efficienza di arricchimento del carbonio e tasso di assorbimento
Il GPC a basso-zolfo e-azoto è caratterizzato da elevata purezza e alto contenuto di carbonio (maggiore o uguale al 98,5%), una microstruttura più densa, rapida dissoluzione nel ferro fuso, elevato tasso di assorbimento e assenza di residui. Ciò aiuta le fonderie ad aumentare l'utilizzo di rottami di acciaio, a ridurre i costi della ghisa e a ottimizzare il processo di "ghisa sintetica".
2. Proprietà meccaniche del prodotto finale
Nella produzione di ghisa duttile, l'uso di carbon lifter a basso-zolfo e-azoto fornisce un substrato di nucleazione della grafite di alta-qualità, migliorando significativamente la resistenza, la durezza e le proprietà di trazione dei getti. Nella fusione dell'acciaio speciale, è una materia prima fondamentale per la produzione di elettrodi di grafite ad altissima-alta-potenza.
3. Punto di ingresso nelle applicazioni emergenti
Nel campo dei materiali anodici delle batterie agli ioni di litio, il coke di petrolio a basso contenuto di zolfo, dopo la grafitizzazione, mostra un enorme potenziale di applicazione. Gli studi hanno dimostrato che l'efficienza coulombiana iniziale del coke di petrolio a basso-zolfo grafitizzato può raggiungere l'82,79%, con un'eccellente stabilità del ciclo, soddisfacendo pienamente i requisiti delle batterie commerciali. Ciò significa che il GPC a basso-zolfo e-azoto sta aprendo la "porta" al nuovo mercato dell'energia.
Il basso contenuto di zolfo e di azoto sono indicatori chiave per valutare il coke di petrolio a grafite di alta-qualità poiché riflettono direttamente il grado di grafitizzazione e la purezza del prodotto. Nell'industria siderurgica odierna, focalizzata sul miglioramento della qualità e dell'efficienza, e con il rapido sviluppo di nuovi materiali energetici, solo il GPC a basso contenuto di zolfo e azoto può dimostrare il suo vero valore di "alta-qualità" nei campi di colata di fascia alta-, fusioni speciali e anodi di batterie.
