Изготовления кокса

Когда говорят про изготовления кокса, многие представляют себе просто черные куски материала, но на деле это многоступенчатый процесс, где мелочи решают всё. В нашей практике в ООО Хэнань Минжунь Новый Материал мы столкнулись с тем, что даже незначительные отклонения в температуре прокалки могут привести к изменению электропроводности конечного продукта. Кстати, наш сайт https://www.hnmrxcl.ru часто становится отправной точкой для клиентов, которые хотят разобраться в тонкостях производства.

Подбор сырья и подготовительные этапы

Начну с того, что для изготовления кокса мы используем нефтяной пек – не первый попавшийся, а с определенным содержанием серы. Если брать сырье с превышением серы даже на 0.5%, потом придется увеличивать время прокалки, а это лишние энергозатраты. Однажды мы попробовали сэкономить на сырье – в итоге партия графита получилась с неравномерной плотностью, пришлось перерабатывать.

Перед загрузкой в печь сырье проходит отстой в бункерах – тут важно выдержать влажность не более 3%. Мы в цехе часто спорим по поводу времени отстоя: кто-то говорит, что 12 часов достаточно, но по моим наблюдениям, лучше 16-18, особенно зимой, когда сырье поступает холодным. Кстати, географическое положение нашего завода в уезде Сичуань позволяет получать сырье без длительных перевозок – это снижает риски загрязнения материала.

На этапе дробления многие недооценивают важность фракционного состава. Если мелкой фракции больше 15%, при прессовании могут образовываться пустоты. Мы эмпирическим путем вывели оптимальное соотношение: 60% средней фракции (3-5 мм), 25% крупной (до 8 мм) и 15% мелкой. Но это для нашего оборудования – на других заводах цифры могут отличаться.

Технология прокалки и способы оптимизации

Прокалка – это сердце всего процесса изготовления кокса. Мы используем кольцевые печи с газовым обогревом, температура до 1300°C. Но вот нюанс: равномерность прогрева зависит не только от температуры, но и от скорости движения тельфера. Когда мы увеличили скорость на 15%, получили более однородный продукт, но пришлось модернизировать систему подачи газа.

Контроль атмосферы в печи – отдельная история. Если кислорода больше 2%, начинается окисление, и мы теряем до 7% массы продукта. Ставили датчики в разных зонах печи – оказалось, что в районе загрузки содержание кислорода всегда выше. Пришлось пересмотреть систему загрузочных люков.

По опыту скажу: экономия на термопарах – ложная экономия. В прошлом году сэкономили на датчиках для нижней зоны печи – в результате пережгли партию на 50 тонн. Теперь используем только проверенные немецкие датчики, хотя они и дороже китайских аналогов на 30%.

Особенности производства прокаленного нефтяного кокса

Для прокаленного нефтяного кокса у нас отдельная линия. Тут важно не просто удалить летучие вещества, но и сохранить кристаллическую структуру. Мы заметили, что если резко охлаждать продукт после прокалки, появляются микротрещины. Поэтому внедрили ступенчатое охлаждение: сначала до 600°C со скоростью 50°C/час, потом медленнее.

С золой вечная борьба – клиенты требуют содержание менее 0.5%. Добились этого только после установки дополнительных фильтров на линии подачи сырья. Кстати, оборудование у нас действительно передовое – японские фильтры с автоматической обратной промывкой.

Поставки прокаленного кокса идут в основном для алюминиевых заводов. Там строгие требования к гранулометрическому составу – фракция 2-4 мм должна быть не менее 80%. Мы сначала не могли стабильно выдерживать этот параметр, пока не настроили вибросита с возможностью точной регулировки амплитуды.

Проблемы контроля качества и их решения

В лаборатории у нас свой набор тестов для каждого этапа изготовления кокса. Например, определяем удельное электрическое сопротивление – должно быть в пределах 8-12 мкОм·м. Если выше – значит, недожгли, если ниже – пережгли. Но есть нюанс: разные партии сырья дают разброс даже при одинаковых параметрах прокалки.

С плотностью тоже не всё просто. Кажущаяся плотность должна быть 2.05-2.10 г/см3, но мы заметили, что после прессования она может меняться в зависимости от давления пресса. Пришлось разработать корректировочные коэффициенты для разных режимов работы оборудования.

Самое сложное – определить содержание летучих веществ. По стандарту – не более 0.5%, но наши технологи считают, что для некоторых применений лучше 0.3%. Споры по этому поводу идут постоянно, каждый приводит свои аргументы на основе опыта с разными клиентами.

Практические аспекты производства анодных материалов

Для анодных материалов литий-ионных аккумуляторов требования особые. Тут важна не только чистота, но и форма частиц. Мы пробовали разные способы измельчения – шаровые мельницы дают более округлые частицы, но увеличивают содержание железа из-за износа мелющих тел.

Внедрение экономики замкнутого цикла, о котором говорится в философии нашей компании, на практике означает рециркуляцию технологических газов. Мы утилизируем тепло от печей для подогрева сырья – это снизило энергопотребление на 12%.

Сейчас работаем над улучшением кристалличности графита для анодов. Проблема в том, что при увеличении степени графитации падает удельная емкость. Ищем компромисс – возможно, поможет легирование бором, но это еще в стадии экспериментов.

Организационные моменты и перспективы развития

Наше производство в Хэнань имеет выгодное расположение – близко к сырьевым источникам и потребителям. Но это создает и проблемы: экологические требования ужесточаются с каждым годом. Приходится постоянно модернизировать систему очистки выбросов.

Стандартизированное управление, о котором упоминается в описании компании, на практике означает строгий регламент всех операций. Но мы оставляем пространство для маневра – технологи могут вносить коррективы в процессе, если видят необходимость.

Перспективы рынка действительно многообещающие, особенно в сегменте материалов для аккумуляторов. Но конкуренция растет – китайские производители постоянно снижают цены. Наше преимущество – в стабильном качестве и возможности производить небольшие партии под конкретные требования клиентов.