中国煤系针状焦亟待解决的质量课题

    最近、中国碳素材料学会的演讲或是技术文献、报道等很多都在谈论中国国产煤系针状焦的事情。
    日本早在20世纪70年代后期开发生产了煤系针状焦。近年来中国国产化进展很快，已有数家企业投入工业化生产，但由于产大于需导致了企业经营环境不佳，当然，产品存在很多质量和技术问题。目前高强度及热膨胀系数(CTE)要求较高的接头、耐高温耐冲击的24英寸、28英寸以上的大直径电极依然使用进口针状焦。国产煤系针状焦仅用于20英寸以下的小直径电极(一部分企业正在进行24英寸电极的试生产)，主要用于热负荷环境较安稳的钢包精炼炉（LF）。
    综合各种信息，就现状做两点归纳:
    1） 进口针状焦有两类产品销售，一种是普通规格针状焦外加接头，另一种是大直径电极用低CTE的高规格针状焦；而国产针状焦只有普通规格一种。可以看出，国产品CTE高，不能生产高标准的低CTE针状焦。
    2） 在中国，不论是石油系还是煤系针状焦不造粗粒，粉状比例较多。我们知道大直径电极要求耐高温耐冲击，原料调整阶段需要增加针状焦大直径大颗粒的配比。平均直径小、大颗粒少的针状焦不能确保制造大直径电极的最佳粒度配比，只能应用于小直径电极。即使在制造大直径电极时也只能用细粒和多粉的配比来对应。
    用小颗粒多粉焦配比的话可提高石墨电极产品的表观密度及机械强度，但低高温耐冲击力不大。从使用煤系针状焦制石墨电极电炉炼钢的例子来看，铁水(Hot-Metal)的使用量较多，类似钢包精炼炉（LF），适用于热冲击较低的环境。在现有EAF使用条件下，这种小颗粒多粉焦配比的石墨电极或许不会出现什么问题。
    另外从中国的文献，学会论文等看到一些使用国产煤系针状焦在没有断裂的情况下利用串接石墨化(LWG)工艺，顺利的进行石墨化处理的论文。仔细阅读发现，由于所购针状焦的粒度关系，即使是大直径电极也采用小颗粒多粉焦的粒度配比。相同质量的针状焦，由于粒度不同，气胀也有所不同。大颗粒的Puffing值较大，小颗粒多粉焦配比的Puffing值较小。
    由于所使用针状焦的粒度较小，只好采用小颗粒多粉焦配比，降低气胀（Puffing）值，由此可以考虑这是串接石墨化工艺（LWG）顺利进行的一个因素。不仅是粒度，针状焦的热膨胀系数（CTE）对气胀（Puffing）也有很大的影响。现在针状焦由于高CTE，使得Puffing变低。今后，如果开发更高规格低CTE的针状焦，Puffing的增加是一种潜在的问题。
    从某种意义来讲，由于现有条件的小颗粒多粉焦的粒度和普通产品的CTE相同，确保了现有的LF用电极和中、小直径规格电极的用途，如果改善CTE、把粒度改为大颗粒度的情况下，可想象Puffing将面临新的课题。更进一步地讲，今后LWG设备运转率越高，Puffing问题也会越明显。
    中国煤系针状焦在降低CTE、提高粒度等改善品质的同时，其所带来的负面特征也越来越明显。由此，需要正视Puffing所面临的问题。
    我们深切关注中国LWG技术的发展。

    

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