Peranan Kok Petroleum Bergrafit dalam Industri Peleburan Silikon Perindustrian dan Silikon Karbida
I. Peranan dalam Peleburan Silikon Perindustrian
1. Fungsi Agen Pengurang Teras
Kok petroleum bergrafit merupakan salah satu agen penurunan karbon utama dalam pengeluaran silikon perindustrian. Kandungan karbonnya yang tinggi (90%-97%) dan ciri-ciri abu yang rendah menjadikannya bahan mentah kritikal untuk membekalkan karbon yang diperlukan untuk tindak balas. Semasa peleburan relau arka elektrik, kok petroleum memudahkan penukaran silika (SiO₂) kepada silikon perindustrian melalui tindak balas penurunan karboterma. Selain itu, kekonduksian elektriknya membantu mengawal rintangan cas relau, mengawal kedalaman sisipan elektrod dan mengoptimumkan operasi relau arka elektrik.
2. Pengoptimuman Prestasi Cas Relau
- Pelarasan Rintangan: Kekonduksian elektrik kok petroleum mempengaruhi rintangan cas relau. Dengan melaraskan dos dan saiz zarahnya, kecekapan haba relau arka elektrik boleh dioptimumkan, sekali gus mengurangkan penggunaan kuasa.
- Penambahbaikan Kebolehtelapan: Kok petroleum tulen cenderung untuk menggrafit pada suhu tinggi, yang membawa kepada pembentukan kerak pada permukaan relau. Untuk mengurangkan masalah ini, serpihan kayu atau habuk papan dicampurkan untuk meningkatkan rintangan khusus, meningkatkan kebolehtelapan cas relau dan menstabilkan keadaan operasi.
- Tambahan Aktiviti Kimia: Kok petroleum mempamerkan sifat penurunan yang agak lemah dan sering digunakan dalam kombinasi dengan arang batu silikon abu rendah atau arang untuk memastikan perkembangan tindak balas penurunan yang lancar.
3. Keseimbangan Antara Kualiti dan Kos
- Pengeluaran Silikon Gred Tinggi: Kandungan abu yang rendah dalam kok petroleum menjadikannya sesuai untuk menghasilkan silikon perindustrian berketulenan tinggi. Walau bagaimanapun, sulfur, vanadium, nikel dan bendasing lain mesti dikawal, terutamanya dalam pengeluaran organosilikon, di mana perkadaran kok petroleum dihadkan untuk mencegah keracunan mangkin.
- Kelebihan Ekonomi: Berbanding arang, kok petroleum boleh didapati secara meluas, harganya stabil dan kurang terjejas oleh dasar alam sekitar, menjadikannya agen penurunan pilihan untuk pengeluaran berskala besar.
II. Peranan dalam Peleburan Silikon Karbida
1. Peruntukan Sumber Karbon
Penghasilan silikon karbida (SiC) memerlukan sumber karbon berketulenan tinggi. Selepas pengkalsinan, kok petroleum bergrafit mempamerkan kandungan meruap yang berkurangan dan penggrafitan yang dipertingkatkan, menyediakan sumber karbon yang stabil yang menggalakkan tindak balas fasa pepejal antara silikon dan karbon untuk menghasilkan silikon karbida berketulenan tinggi.
2. Aplikasi dalam Bahan Abrasif
Kok petroleum boleh digunakan secara langsung untuk mengeluarkan bahan pengikis silikon karbida (contohnya, roda pengisar, kertas pasir). Kekerasan dan rintangan hausnya yang tinggi menjadikannya bahan mentah penting untuk pemprosesan logam, penggilapan seramik dan aplikasi lain.
3. Pengoptimuman Proses
- Rawatan Kalsinasi: Kalsinasi kok petroleum mentah pada suhu 1300°C mengurangkan kandungan hidrogen dan meningkatkan penggrafitan, meningkatkan kekonduksian elektrik dan rintangan haba produk silikon karbida.
- Kawalan Saiz Zarah: Melaraskan saiz zarah kok petroleum mengoptimumkan proses penghabluran silikon karbida, sekali gus meningkatkan keseragaman produk.
III. Peranan Komprehensif dan Nilai Industri
1. Kecekapan Peleburan yang Dipertingkatkan
Kekonduksian elektrik dan kestabilan kimia kok petroleum bergrafit mengurangkan penggunaan tenaga dalam relau arka elektrik, memendekkan kitaran peleburan dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. Contohnya, dalam pengeluaran silikon perindustrian, pengadunan kok petroleum yang betul boleh mengurangkan penggunaan kuasa sebanyak 5%-10%.
2. Jaminan Kualiti
Mengawal tahap sulfur, abu dan bendasing dalam kok petroleum meminimumkan rangkuman bukan logam dalam silikon perindustrian dan meningkatkan ketulenan silikon karbida, sekali gus memenuhi permintaan pembuatan mewah (contohnya, silikon karbida gred semikonduktor).
3. Memacu Penaiktarafan Industri
Ketika industri peleburan maju ke arah operasi berskala besar dan pintar, ketulenan dan kekristalan tinggi kok petroleum bergrafit menyokong pengeluaran pes elektrod berprestasi tinggi dan elektrod karbon besar, sekali gus memupuk penaiktarafan teknologi merentasi sektor ini.
Masa siaran: 25-Sep-2025