Dit artikel biedt een gedetailleerde analyse van de morfologische kenmerken, productieprocessen, belangrijkste toepassingsgebieden en belangrijke selectiepunten van deze drie soorten grafiet-petroleumcokes, zodat u nauwkeurige beoordelingen kunt maken bij internationale aanbestedingen.
I. Kort overzicht: de ‘identiteitslabels’ van drie soorten cola
Voordat we ingaan op de details, laten we snel een basiskennis van deze drie soorten cola verkrijgen aan de hand van een tabel:
| Vergelijking Afmetingen | Naald Cola | Spons-cola | Shot cola |
| Verschijning | Zilver-grijs, met duidelijke naald-achtige of vezelige textuur, metaalachtige glans | Donkerbruin, onregelmatige vorm, ruw en poreus oppervlak, spons-achtig | Bolvormig of geschoten-vormig, 0,6-30 mm in diameter, glad en hard oppervlak |
| Kernwaarde | Hoog-end en schaars: bekend als 'premium cokes', is het een premium koolstofmateriaal | Meest gebruikt: de meest voorkomende vorm van petroleumcokes, ook wel gewone cokes genoemd | Lagere waarde: Vanwege de speciale fysieke vorm zijn de industriële toepassingen ervan beperkt |
| Belangrijkste toepassingen | Ultra-grafietelektroden met hoog vermogen, anodematerialen voor lithiumbatterijen | Voorgebakken anodes, anodepasta, koolstofverhogers, industriële siliciumsmelting | Industriële brandstoffen zoals cementfabrieken en elektriciteitscentrales |
II. Naaldcoke Naaldcoke: de "aristocraat" van koolstofmaterialen
1. Definitie en kenmerken
Naaldcokes is een koolstofmateriaal van hoge-kwaliteit dat sinds de jaren zeventig is ontwikkeld en behoort tot de- hoogwaardige variant van kunstmatig grafiet. Het dankt zijn naam aan de lange, naald-vezelachtige textuur van de gemalen deeltjes. De belangrijkste kenmerken zijn de superieure prestaties van "drie hoogtepunten en drie dieptepunten": hoge dichtheid, hoge sterkte, hoge zuiverheid (laag asgehalte), laag zwavelgehalte, laag metaalgehalte en lage thermische uitzettingscoëfficiënt.
2. Productieproces
De grondstoffenvereisten voor de productie van naaldcokes zijn extreem streng, waardoor het gebruik van geraffineerde petroleumresiduolie (zoals door katalytisch kraken geklaarde olie) of koolteerpek (waarbij onoplosbare chinolinebestanddelen zijn verwijderd) vereist is. Door complexe processen zoals vertraagde verkooksing en calcineren bij hoge- temperatuur wordt uiteindelijk deze cokes met een sterk georiënteerde structuur gevormd.
3. Kerntoepassingen: hoogwaardige-toegevoegde velden
Vanwege de uitstekende geleidbaarheid, thermische schokbestendigheid en mechanische sterkte wordt naaldcokes voornamelijk gebruikt in twee hoogwaardige- velden:
Grafietelektroden met ultra-hoog vermogen: dit is een onmisbaar materiaal voor de staalproductie in vlamboogovens. Elektroden gemaakt van naaldcokes kunnen de smelttijd met 30-50% verkorten en 10-20% elektriciteit besparen.
Anodemateriaal voor lithium-ionenbatterijen: Met de explosieve groei van nieuwe energievoertuigen is naaldcokes een kerngrondstof geworden voor de productie van hoogwaardige- kunstmatige grafietanodes, die rechtstreeks van invloed zijn op de laad-ontladingsprestaties en de levensduur van batterijen.
III. Sponge Coke: de "hoeksteen" van de koolstofindustrie
1. Definitie en kenmerken
Sponscokes is de meest voorkomende vorm van petroleumcokes die wordt geproduceerd door vertraagde cokesfabrieken onder normale bedrijfsomstandigheden en is verantwoordelijk voor het overgrote deel van de totale productie van petroleumcokes. In industrienormen (NB/SH/T 0527-2019) is dit wat gewoonlijk gewone petroleumcokes wordt genoemd. Het heeft een donkerbruin, onregelmatig blokachtig uiterlijk, met een poreuze binnenkant, die lijkt op een spons, vandaar de naam. De kenmerken ervan omvatten een hoge chemische reactiviteit en een relatief laag onzuiverheidsgehalte.
2. Productieproces Het productieproces van sponscokes is relatief volwassen en heeft een groter aanpassingsvermogen aan grondstoffen. De ruwe cokes (die vluchtige stoffen bevat) die uit de cokestoren wordt verkregen, is sponscokes. Als het wordt gebruikt in de aluminiumsmelterij of koolstofindustrie, moet het worden gecalcineerd bij een hoge temperatuur van ongeveer 1300 graden om gecalcineerde cokes te worden, om vluchtige stoffen te verminderen en de geleidbaarheid en oxidatieweerstand te verbeteren.
3. Kerntoepassingen: tussengrondstof voor de aluminiumindustrie en koolstofproducten
Sponscokes is de basisgrondstof met het grootste- volume die wordt gebruikt in de aluminium- en koolstofindustrie:
Voorgebakken anodes en anodepasta: dit zijn de "hartcomponenten" bij de productie van elektrolytisch aluminium, waarbij op dit gebied meer dan 70% van de petroleumcokes wordt gebruikt.
Koolstofproducten: gebruikt bij de productie van verschillende koolstofmaterialen, zoals gewone grafietelektroden en koolstofverhogers.
Silicium in de smeltindustrie: gebruikt als reductiemiddel voor koolstofbronnen.
IV. Shot Coke: een "brandstof" met een unieke vorm
1. Definitie en kenmerken
Shotcokes is een soort petroleumcokes met een zeer unieke vorm. Het is klein, afgerond bolvormig en lijkt op zand of kleine pellets, meestal met een diameter tussen 0,6 en 30 mm. Het wordt gewoonlijk geproduceerd uit restolie met een hoog-zwavelgehalte, een hoog-asfaltietgehalte en een lage- kwaliteit onder specifieke bedrijfsomstandigheden.
2. Waarom is het gebruik ervan beperkt?
Vanwege de kleine deeltjesgrootte, de harde structuur, het kleine oppervlak en de vrijwel niet-klevende deeltjes heeft shotcokes twee fatale tekortkomingen:
Moeilijk te verkolen: Het hoopt zich losjes op in de cokestoren, waardoor het moeilijk wordt om grote, samenhangende eenheden te vormen.
Kan niet worden gebruikt bij de productie van elektroden of koolstof: de fysieke structuur bepaalt het slechte hechtingsvermogen met bindmiddelen, waardoor het onmogelijk wordt om regelmatig gevormde elektroden of anodeblokken te persen of te calcineren.
3. Kerntoepassing: industriële brandstof
Vanwege de bovengenoemde kenmerken wordt de industriële waarde van shotcokes aanzienlijk verminderd. Het belangrijkste gebruik ervan is als brandstof in cementfabrieken en energiecentrales. Typische hoog-zwavelcokes (bijvoorbeeld een zwavelgehalte van ongeveer 6%) heeft een hoge calorische waarde (tot 8500 kcal), maar vanwege milieuregelgeving kan deze alleen worden gebruikt in specifieke industriële ovens met ontzwavelingssystemen.
V. Hoe maakt u de juiste keuze voor uw toepassing?
Nadat u de verschillen tussen de drie heeft begrepen, ligt de kern van de aankoopbeslissing in het afstemmen ervan op uw eindgebruik. De volgende suggesties zijn ter referentie:
Definieer duidelijk het eindgebruik, niet alleen de prijs.
Als u een staalfabriek voor vlamboogovens bent of anodemateriaal voor lithiumbatterijen produceert, dan is naaldcokes essentieel. Hoewel het de duurste is, zijn het lagere energieverbruik en de verbeterde productprestaties onvervangbaar.
Als u een elektrolytische aluminiumfabriek of een producent van koolstofverhogers bent, is sponscokes (gecalcineerde cokes) uw meest economische en volwassen optie. U moet zich concentreren op de vraag of het zwavelgehalte, het asgehalte en de sporenelementen (vanadium, nikkel, enz.) voldoen aan de industrienormen.
Als uw aankoopdoel brandstof is en uw fabriek over volledige milieubeschermingsfaciliteiten beschikt, dan is goedkope- shotcoke een waardevolle optie om te overwegen.
Technische specificaties begrijpen
Naaldcokes: focus op thermische uitzettingscoëfficiënt, werkelijke dichtheid en zuiverheid.
Sponscokes: focus op het zwavelgehalte (cokes met laag-zwavelgehalte<1.5% or <0.5%), ash content, and volatile matter.
Shotcokes: focus op calorische waarde en zwavelgehalte (met directe gevolgen voor de milieukosten en corrosie van apparatuur).
Pas op voor verwarringsrisico's
In de internationale handel moeten leveranciers altijd gedetailleerde analyserapporten overleggen en de vorm van de cokes duidelijk specificeren. Lage- kwaliteit shotcokes kan nooit hoge- kwaliteit sponscokes vervangen bij de productie van anoden; dit leidt niet alleen tot economische verliezen, maar kan ook leiden tot het schrappen van de gehele partij producten.
Samenvatting
Naaldcokes, sponscokes en shotcokes vertegenwoordigen respectievelijk de hoge, midden- en lage uiteinden van de kwaliteitspiramide van grafiet-petroleumcokes. Naaldcokes wint met zijn superieure kwaliteit, sponscokes met zijn brede toepassing, en shotcokes wordt beperkt door zijn unieke eigenschappen.
