Kjerneforskjellene i kalsineringsatferden mellom oljebasert koks og kullbasert koks ligger i de distinkte reaksjonsveiene som drives av forskjeller i råmaterialenes kjemiske sammensetning, noe som igjen fører til betydelige variasjoner i krystallstrukturutvikling, endringer i fysiske egenskaper og prosesskontrollvansker. En detaljert analyse er som følger:
1. Forskjeller i råmaterialers kjemiske sammensetning legger grunnlaget for kalsineringsatferd
Oljebasert koks er utvunnet fra tunge destillater som petroleumsrester og klaret olje fra katalytisk krakking. Den kjemiske sammensetningen er primært preget av korte sidekjedede, lineært forbundne polysykliske aromatiske hydrokarboner, med relativt lavt innhold av svovel, nitrogen, oksygen og metalliske heteroatomer, samt minimale faste urenheter og kinolin-uløselig materiale. Denne sammensetningen resulterer i en kalsineringsprosess dominert av pyrolysereaksjoner, med en relativt enkel reaksjonsvei og grundig fjerning av urenheter.
I motsetning til dette produseres kullbasert koks fra kulltjærebek og dens destillater, som inneholder en høyere andel lange sidekjede- og kondenserte polysykliske aromatiske hydrokarboner, sammen med betydelige mengder svovel, nitrogen, oksygenheteroatomer og faste urenheter. Den komplekse sammensetningen av kullbasert koks fører ikke bare til pyrolysereaksjoner, men også betydelige kondensasjonsreaksjoner under kalsinering, noe som resulterer i en mer komplisert reaksjonsvei og større vanskeligheter med fjerning av urenheter.
2. Forskjeller i krystallstrukturutvikling påvirker materialegenskaper
Under kalsinering øker karbonmikrokrystallene i oljebasert koks gradvis i diameter (La), høyde (Lc) og antall lag i krystallene (N). Innholdet av ideelle grafittmikrokrystaller (Ig/Iall) øker også betydelig. Selv om Lc opplever et "vendepunkt" på grunn av flyktige stoffer som slipper ut og krymper råkoks, blir den generelle krystallstrukturen mer regelmessig, med en høyere grad av grafittisering. Denne strukturelle utviklingen gir oljebasert koks utmerkede egenskaper som lav termisk ekspansjonskoeffisient, lav elektrisk resistivitet og høy elektrisk ledningsevne etter kalsinering, noe som gjør den spesielt egnet for produksjon av store grafittelektroder med ultrahøy effekt.
På samme måte utvikler karbonmikrokrystallstrukturen til kullbasert koks seg med økende La, Lc og N under kalsinering. På grunn av påvirkning av urenheter og kondensasjonsreaksjoner i råmaterialet er det imidlertid flere krystalldefekter, og økningen i ideelt grafittmikrokrystallinnhold er begrenset. I tillegg er "bøyningspunkt"-fenomenet for Lc mer uttalt i kullbasert koks, og de nylig tilsatte lagene viser tilfeldige "stablingsfeil" med de opprinnelige lagene, noe som fører til betydelige svingninger i mellomlagsavstanden (d002). Disse strukturelle egenskapene resulterer i at kullbasert koks har lavere termisk ekspansjonskoeffisient og elektrisk resistivitet enn oljebasert koks etter kalsinering, men dårligere styrke og slitestyrke, noe som gjør den mer egnet for produksjon av høyeffektselektroder og mellomstore ultrahøyeffektselektroder.
3. Forskjeller i endringer i fysiske egenskaper bestemmer bruksområder
Under kalsinering gjennomgår oljebasert koks grundig frigjøring av flyktige stoffer og jevn volumkrymping, noe som resulterer i en betydelig økning i sann tetthet (opptil 2,00–2,12 g/cm³) og en betydelig forbedring i mekanisk styrke. Samtidig forbedres den elektriske ledningsevnen, oksidasjonsmotstanden og den kjemiske stabiliteten til det kalsinerte materialet betydelig, noe som oppfyller de strenge ytelseskravene for avanserte grafittprodukter.
I motsetning til dette opplever kullbasert koks lokal stresskonsentrasjon under utslipp av flyktige stoffer på grunn av det høyere urenhetsinnholdet, noe som fører til ujevn volumkrymping og en relativt mindre økning i sann tetthet. Videre nødvendiggjør den lavere styrken og dårligere slitestyrken til kullbasert koks etter kalsinering, sammen med dens tendens til å utvide seg under høytemperaturgrafittisering, streng kontroll av temperaturøkningshastigheten. Disse egenskapene begrenser bruken av kullbasert koks i avanserte felt, selv om dens lave termiske utvidelseskoeffisient og elektriske resistivitet fortsatt gjør den uerstattelig i spesifikke områder.
4. Forskjeller i prosesskontrollvansker påvirker produksjonseffektiviteten
På grunn av sin relativt enkle kjemiske sammensetning viser oljebasert koks tydelige reaksjonsveier under kalsinering, noe som resulterer i lavere prosesskontrollvansker. Ved å optimalisere parametere som kalsineringstemperatur, oppvarmingshastighet og atmosfærekontroll, kan kvaliteten og produksjonseffektiviteten til kalsinerte produkter forbedres effektivt. I tillegg gir det høye innholdet av flyktige stoffer i oljebasert koks selvforsynt termisk energi under kalsinering, noe som reduserer produksjonskostnadene.
I motsetning til dette fører den komplekse kjemiske sammensetningen av kullbasert koks til ulike reaksjonsveier under kalsinering, noe som øker vanskeligheten med prosesskontroll. Streng forbehandling av råmaterialer, presis kontroll av oppvarmingshastigheten og spesiell atmosfærejustering er nødvendig for å sikre stabil produktkvalitet etter kalsinering. Videre krever kullbasert koks ytterligere termisk energitilførsel under kalsinering, noe som øker produksjonskostnader og energiforbruk.
Publisert: 07.04.2026