Ing proses produksi kokas petroleum grafit, penting banget kanggo ngontrol parameter kunci ing ngisor iki kanthi ketat wiwit saka pilihan bahan mentah, pretreatment, proses grafitisasi nganti pasca-perawatan kanggo njamin kualitas produk pungkasan:
I. Pemilihan Bahan Baku lan Perawatan Awal
Kandungan Belerang
- Standar Kontrol: Kandungan sulfur kokas petroleum mentah kudu ≤0,5%. Kokas sulfur dhuwur bisa nyebabake ekspansi gas sajrone grafitisasi, sing nyebabake retakan produk.
- Dampak: Saben pangurangan kandungan belerang 0,1% nyuda tingkat retak produk nganti 15%-20% lan nyuda resistivitas nganti 5%-8%.
Kandungan Awu
- Standar Kontrol: Kadar awu kudu ≤0,3%, kanthi pengotor utama yaiku oksida logam kayata wesi, silikon, lan kalsium.
- Dampak: Saben kenaikan kadar awu 0,1% nambah resistivitas produk nganti 10%-15% lan nyuda kekuatan mekanik nganti 8%-10%.
Distribusi Ukuran Partikel
- Standar Kontrol: Kokas granular kudu nyumbang ≥80%, dene kokas bubuk (ukuran partikel <0,5 mm) kudu ≤20%.
- Dampak: Bubuk koka sing kakehan bisa nyebabake pengelompokan nalika kalsinasi, sing mengaruhi penghapusan materi sing gampang nguap; keseragaman koka granular sing luwih apik nyuda konsumsi energi grafitisasi nganti 5%-10%.
Proses Kalsinasi
- Suhu: 1200-1400°C suwéné 8-12 jam.
- Fungsi: Mbusak materi sing gampang nguap (saka 8%-15% nganti <1%) lan nambah kapadhetan sejati (saka 1,9 g/cm³ nganti ≥2,05 g/cm³).
- Titik Kontrol: Kapadhetan sejati sawise kalsinasi kudu ≥2,08 g/cm³; yen ora, kangelan grafitisasi mundhak, lan resistivitas mundhak.
II. Proses Grafitisasi
Kontrol Suhu
- Parameter Inti: 2800-3000°C, dijaga nganti 48-72 jam.
- Dampak:
- Saben kenaikan suhu 100°C nambah kristalinitas nganti 5%-8% lan nyuda resistivitas nganti 3%-5%.
- Suhu sing ora cukup (<2700°C) nyebabake residu karbon amorf, kanthi resistivitas produk >15 μΩ·m; suhu sing berlebihan (>3100°C) bisa nyebabake kerusakan struktur karbon.
Keseragaman Suhu
- Standar Kontrol: Bedane suhu antarane inti lan pinggiran tungku ≤150°C, kanthi jarak termokopel ≤30 cm.
- Dampak: Saben kenaikan bedane suhu 50°C bakal ngembangake variasi resistivitas lokal nganti 10%-15% lan nyuda asil produk nganti 5%-8%.
Tingkat Pemanasan
- Standar Kontrol:
- Tahap 25-800°C: ≤3°C/jam (kanggo nyegah retakan tegangan termal).
- Tahap 800-1250°C: ≤5°C/jam (kanggo ningkatake pembentukan struktur karbon sing teratur).
- Dampak: Laju pemanasan sing berlebihan nyebabake penyusutan volume produk ngluwihi 15%, sing nyebabake retak.
Atmosfer Protektif
- Standar Kontrol: Laju aliran nitrogen 0,8-1,2 m³/jam, utawa panggunaan lingkungan argon/vakum.
- Fungsi: Nyegah oksidasi lan nyuda kandungan pengotor (contone, kandungan oksigen mudhun saka 0,5% dadi <0,1%).
III. Sawise Perawatan lan Pemurnian
Tingkat Pendinginan
- Standar Kontrol: Laju pendinginan alon ≤20°C/jam sawise grafitisasi.
- Dampak: Pendinginan sing cepet nyebabake stres termal sisa, nyuda resistensi kejut termal produk nganti 30%-50%.
Ngremuk lan Nyaring
- Standar Kontrol: Ukuran partikel D50 dikontrol ing 10-20 μm, kanthi keseragaman kekandelan lapisan permukaan (kayata, pitch utawa deposisi uap kimia) ≤5%.
- Fungsi: Ngoptimalake morfologi partikel lan nambah kapadhetan bulk produk (saka 0,8 g/cm³ nganti ≥1,2 g/cm³).
Perawatan Pemurnian
- Pemurnian Halogen: Gas Cl₂ bereaksi ing suhu 1900-2300°C sajrone 24 jam, ngurangi kandungan pengotor dadi ≤50 ppm.
- Pemurnian Vakum: Dijaga ing tekanan vakum 10⁻³ Pa sajrone 50 jam, entuk total kandungan pengotor ≤10 ppm (kanggo aplikasi kelas atas).
IV. Ringkesan Titik Kontrol Kunci
| Parameter | Standar Kontrol | Dampak |
|---|---|---|
| Kandungan Belerang | ≤0,5% | Nyegah retak sing disebabake ekspansi gas; nyuda resistivitas nganti 5%-8% |
| Kandungan Awu | ≤0,3% | Ngurangi rereged logam; nyuda resistivitas nganti 10%-15% |
| Suhu Grafitisasi | 2800-3000°C sajrone 48-72 jam | Ningkatake kristalinitas nganti 5%-8%; nyuda resistivitas nganti 3%-5% |
| Keseragaman Suhu | Pinggir inti tungku ≤150°C | Nambah asil nganti 5%-8%; nyuda variasi resistivitas nganti 10%-15% |
| Tingkat Pendinginan | ≤20°C/jam | Ningkatake resistensi kejut termal nganti 30%-50%; nyuda stres internal |
| Kandungan Kotoran Pemurnian | ≤50 ppm (halogen), ≤10 ppm (vakum) | Nyukupi kabutuhan industri kelas atas (kayata, semikonduktor, fotovoltaik) |
V. Tren Teknologi lan Arah Optimasi
Kontrol Struktur Ultrahalus: Ngembangake teknologi persiapan bubuk kokas 0,1-1 μm kanggo ningkatake isotropi lan nyuda resistivitas dadi <5 μΩ·m.
Sistem Manufaktur Cerdas: Ngleksanakake sistem kontrol dinamis medan suhu berbasis kembar digital kanggo nambah asil nganti 95%.
Proses Ijo: Gunakake hidrogen minangka agen pangurang kanggo nyuda emisi CO₂; ngadopsi teknologi pemulihan panas limbah kanggo nyuda konsumsi energi nganti 10%-15%.
Kanthi ngontrol parameter kasebut kanthi ketat, kokas petroleum grafit bisa entuk kandungan karbon ≥99,9%, resistivitas 5-7 μΩ·m, lan koefisien ekspansi termal 1,5-2,5 × 10⁻⁶/°C, sing nyukupi tuntutan aplikasi industri kelas atas.
Wektu kiriman: 12-Sep-2025