煤系針狀焦生產(chǎn)工藝

1、針狀焦是制造高級石墨電極的主要原料。其按原料不同分為油系和煤系兩種。以石油重油為原料生產(chǎn)的針狀焦為油系，以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產(chǎn)的針狀焦為煤系。兩種針狀焦生產(chǎn)工藝不完全相同，但用途基本相同。美國在50年代后期首先掌握了石油系針狀焦的生產(chǎn)技術(shù)。由于石油加工趨向催化裂化等輕質(zhì)化深加工方向發(fā)展，致使油系針狀焦原料減少。加之70年代兩次石油危機，更使人們感到原料供應(yīng)的不穩(wěn)定。于是，70年代以來，日本、德國等國家均致力于開發(fā)煤系針狀焦技術(shù)。

2、1979年，日本煤系針狀焦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)使油系和煤系針狀焦市場共存。國內(nèi)針狀焦技術(shù)開發(fā)工作啟步較晚。近年，隨著國內(nèi)電爐煉鋼工業(yè)的發(fā)展和電極生產(chǎn)技術(shù)的進步，針狀焦需求量逐年增加，針狀焦生產(chǎn)技術(shù)也有了較大進展。90年代中期煤系針狀焦和石油系針狀焦工業(yè)化裝置先后建成并投入生產(chǎn)。沿?；っ合滇槧罱共捎冒吧浇够突鸩牧显O(shè)計研究院專利技術(shù)。裝置始建于1992年4月，1994年6月完成裝置建設(shè)轉(zhuǎn)入試車及以原專利技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)化技術(shù)研究。歷經(jīng)生產(chǎn)試車

3、、裝置改造、技術(shù)改進等過程，1998年煤系針狀焦工業(yè)化突破了工藝順行關(guān)，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品用于制造高級石墨電極煤系針狀焦生產(chǎn)工藝煤系針狀焦生產(chǎn)工藝針狀焦是制造高級石墨電極的主要原料。其按原料不同分為油系和煤系兩種。以石油重油為原料生產(chǎn)的針狀焦為油系，以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產(chǎn)的針狀焦為煤系。兩種針狀焦生產(chǎn)工藝不完全相同，但用途基本相同。美國在50年代后期首先掌握了石油系針狀焦的生產(chǎn)技術(shù)。由于石油加工趨向催化裂化等輕質(zhì)化深加工方向發(fā)展

4、，致使油系針狀焦原料減少。加之70年代兩次石油危機，更使人們感到原料供應(yīng)的不穩(wěn)定。于是，70年代以來，日本、德國等國家均致力于開發(fā)煤系針狀焦技術(shù)。1979年，日本煤系針狀焦實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)使油系和煤系針狀焦市場共存。國內(nèi)針狀焦技術(shù)開發(fā)工作啟步較晚。近年，隨著國內(nèi)電爐煉鋼工業(yè)的發(fā)展和電極生產(chǎn)技術(shù)的進步，針狀焦需求量逐年增加，針狀焦生產(chǎn)技術(shù)也有了較大進展。90年代中期煤系針狀焦和石油系針狀焦工業(yè)化裝置先后建成并投入生產(chǎn)。沿?；っ合滇槧罱共捎?/p>

5、鞍山焦化耐火材料設(shè)計研究院專利技術(shù)。裝置始建于1992年4月，1994年6月完成裝置建設(shè)轉(zhuǎn)入試車及以原專利技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)化技術(shù)研究。歷經(jīng)生產(chǎn)試車、裝置改造、技術(shù)改進等過程，1998年煤系針狀焦工業(yè)化突破了工藝順行關(guān)，實現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品用于制造高級石墨電極。下面對煤系針狀焦生產(chǎn)工藝做簡要介紹。1工藝流程沿?；め槧罱怪圃旃に嚢ㄔ项A(yù)處理、延遲焦化、煅燒三個工序（工藝流程見圖1）。選定的料是鞍鋼焦化廠的煤焦油瀝青及其餾分。圖1煤系針狀焦

6、工藝流程示意圖1.1原料預(yù)處理由表2可知三個批次的針狀焦，原料條件基本相同但質(zhì)量差異很明顯。這說明，在原料條件基本相同的情況下，針狀焦質(zhì)量的關(guān)鍵是工藝條件的優(yōu)化選擇。在焦化生產(chǎn)中，要綜合考慮溫度、壓力、循環(huán)比、升溫速率等諸因素對生焦質(zhì)量的影響及塔內(nèi)氣速對焦結(jié)構(gòu)的定向作用等。表2相同原料不同批次針狀焦質(zhì)量狀況指標(biāo)Ⅰ95Ⅱ97Ⅲ98真密度／（g／cm3)2.112.122.12～2.13灰分%0.260.220.22揮發(fā)分%0.6～0.75

7、0.6～0.70.4～0.55CTE(106℃)(室溫～600℃)2.131.821.64外觀(針狀結(jié)構(gòu)明顯)%507085初步試驗研究表明：在焦化反應(yīng)初期，以相對高的壓力操作，反應(yīng)后期以一定速率降低焦化塔壓力比在后期恒壓下生產(chǎn)的針狀焦質(zhì)量要好，且焦炭收率高。分析認(rèn)為，焦化初期塔中保持較高壓力對中間相各向異性發(fā)展有利，在此條件下，揮發(fā)性物質(zhì)在焦化塔中留存較多并通過溶解或氫轉(zhuǎn)移來緩和焦化反應(yīng)，使焦化物料保持較低的粘度，利于中間相小球充分地

8、長大，融并。在焦化后期以一定速率降壓，會驅(qū)使大的中間相分子在固化時按一定途徑放出氣體以均勻氣速“拉焦”，可以形成結(jié)晶度好的針狀焦。關(guān)于循環(huán)比(R)也是延遲焦化生產(chǎn)的主要工藝參數(shù)。選擇R大小與原料性能有關(guān)。不同原料選擇R大小不同，所以只有相同原料討論R的大小對焦化生產(chǎn)的影響才有可比性。另外，根據(jù)日本三菱的生產(chǎn)經(jīng)驗，進入焦化塔的原料油焦化性物質(zhì)的濃度(康拉遜炭值)會影響結(jié)晶速度進而影響到針狀焦質(zhì)量。因此進焦化塔原料的康拉遜炭值有必要加以控制

9、，一般以不大于30％為宜[2]。其次，由于塔內(nèi)各處條件的偏差將造成塔內(nèi)原料反應(yīng)情況偏差，因而塔內(nèi)各處生焦的質(zhì)量不均勻。對此，也進行了一些研究。一般塔中部或中上部生焦質(zhì)量最好纖維結(jié)構(gòu)清晰孔隙均勻。塔下部的焦質(zhì)最差，其量約占每塔焦總量的15％。1.4煅燒熱工制度研究在焦化塔內(nèi)生成的生焦，真密度為1.40～1.42gcm3揮發(fā)分7％～9％。此生焦需進一步加熱處理，使針狀焦各項理化指標(biāo)及導(dǎo)電性能符合石墨電極原料的要求。試驗研究情況說明，炭材料煅