煅燒溫度對煅后石油焦微觀結構演變的影響

猶子涵 ,肖勁 ,于譜生 ,周宇 ,甘小雙 ,仲奇凡

(1.中南大學 冶金與壞境學院,湖南 長沙 410083；2.濟南澳海炭素有限公司,山東 濟南 250101)

0 引言

煅后石油焦(煅后焦)是鋁電解用炭陽極、電解槽石墨/半石墨陰極和煉鋼用石墨電極等冶金炭素材料的主要原料,質(zhì)量占比在85%以上[1-2]。現(xiàn)有研究表明,煅燒會使石油焦的物理和化學性質(zhì)發(fā)生一系列變化[3-4]:焦體中的揮發(fā)物和水分被大量去除,使體積收縮率和真密度增加；芳香烴在煅燒過程中先后經(jīng)歷熱解、生長和重新排列,使導電性提高；H、O、N、S 等雜質(zhì)元素也可在高溫下脫除,使焦體骨架抗氧化性提高。煅燒溫度是影響煅后焦性能的主要工藝參數(shù)之一,揮發(fā)分在煅燒溫度大于150 ℃時開始析出,在600 ℃左右大量析出,當煅燒溫度低于700 ℃時,煅后焦的體積和電阻率較大,只有在1 200 ℃以上才能獲得理想的真密度、機械強度和電阻率[5]。目前,對于冶金炭素材料制備的煅燒工序,通常需要大量人工經(jīng)驗調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)以應對不同產(chǎn)品性能需求的改變,這成為了制約冶金炭素乃至全行業(yè)智能化生產(chǎn)發(fā)展的主要瓶頸之一。而突破此類瓶頸的關鍵,在于能在微觀層面精確表征煅后焦微觀結構特征的同時,還能深入揭示焦體在不同煅燒溫度下微觀結構的演變規(guī)律。但現(xiàn)有的關于煅后焦微觀結構演變和煅燒溫度影響的研究大多基于傳統(tǒng)試驗,一些規(guī)律總結偏向于對試驗結果的推測[6-8],高精度微觀結構解析仍是冶金炭素研究領域的主要空白。……