இறுதி கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கின் தரத்தை உறுதிசெய்ய, உற்பத்திச் செயல்முறையின் போது எந்த முக்கிய அளவுருக்களைக் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்?

கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கின் உற்பத்திச் செயல்முறையில், இறுதிப் பொருளின் தரத்தை உறுதி செய்வதற்காக, மூலப்பொருள் தேர்வு, முன் பதப்படுத்துதல், கிராஃபைடைசேஷன் செயல்முறை முதல் பின் பதப்படுத்துதல் வரை பின்வரும் முக்கிய அளவுருக்களைக் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியமாகும்:

I. மூலப்பொருள் தேர்வு மற்றும் முன் பதப்படுத்துதல்

கந்தக உள்ளடக்கம்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: மூல பெட்ரோலிய கோக்கில் உள்ள கந்தகத்தின் அளவு 0.5% அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும். அதிக கந்தகம் கொண்ட கோக், கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்பாட்டின் போது வாயு விரிவாக்கத்தை ஏற்படுத்தி, உற்பத்திப் பொருளில் விரிசல்களை உண்டாக்கக்கூடும்.
• தாக்கம்: கந்தக உள்ளடக்கத்தில் செய்யப்படும் ஒவ்வொரு 0.1% குறைப்பும், பொருளின் விரிசல் வீதத்தை 15%-20% வரையிலும், மின்தடையை 5%-8% வரையிலும் குறைக்கிறது.

சாம்பல் உள்ளடக்கம்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரம்: சாம்பல் உள்ளடக்கம் 0.3% அல்லது அதற்குக் குறைவாக இருக்க வேண்டும், மேலும் இரும்பு, சிலிக்கான் மற்றும் கால்சியம் போன்ற உலோக ஆக்சைடுகள் முதன்மை அசுத்தங்களாக இருக்க வேண்டும்.
• தாக்கம்: சாம்பல் உள்ளடக்கத்தில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 0.1% அதிகரிப்பும், பொருளின் மின்தடையை 10%-15% வரை உயர்த்தி, இயந்திர வலிமையை 8%-10% வரை குறைக்கிறது.

துகள் அளவு பரவல்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: துகள் வடிவ கோக் 80% அல்லது அதற்கு அதிகமாகவும், தூள் வடிவ கோக் (துகள் அளவு <0.5 மிமீ) 20% அல்லது அதற்குக் குறைவாகவும் இருக்க வேண்டும்.
• தாக்கம்: அதிகப்படியான தூள் கோக், வெப்பமூட்டலின் போது கட்டியாகி, ஆவியாகும் பொருட்களை அகற்றுவதைப் பாதிக்கக்கூடும்; துகள் கோக்கின் மேம்படுத்தப்பட்ட சீரான தன்மை, கிராஃபைட்டாக்கல் ஆற்றல் நுகர்வை 5%-10% வரை குறைக்கிறது.

கால்சினேஷன் செயல்முறை

• வெப்பநிலை: 1200-1400°C, 8-12 மணி நேரத்திற்கு.
• செயல்பாடு: ஆவியாகும் பொருட்களை (8%-15% இலிருந்து <1% ஆக) நீக்கி, உண்மையான அடர்த்தியை (1.9 g/cm³ இலிருந்து ≥2.05 g/cm³ ஆக) அதிகரிக்கிறது.
• கட்டுப்பாட்டுப் புள்ளி: வெப்பமூட்டலுக்குப் பிறகு உண்மையான அடர்த்தி ≥2.08 g/cm³ ஆக இருக்க வேண்டும்; இல்லையெனில், கிராஃபைட்டாக்கல் சிரமம் அதிகரித்து, மின்தடையும் உயரும்.

II. கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறை

வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு

• உள்ளக அளவுரு: 2800-3000°C, 48-72 மணி நேரம் பராமரிக்கப்படுகிறது.
• தாக்கம்:
  • வெப்பநிலையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 100°C அதிகரிப்பும், படிகத்தன்மையை 5%-8% வரை அதிகரித்து, மின்தடையை 3%-5% வரை குறைக்கிறது.
  • போதுமான வெப்பநிலை இல்லாதபோது (<2700°C), உருவமற்ற கார்பன் எச்சம் உருவாகிறது, அதன் விளைபொருளின் மின்தடைத்திறன் >15 μΩ·m ஆக இருக்கும்; அதிகப்படியான வெப்பநிலை (>3100°C) கார்பன் கட்டமைப்பிற்கு சேதத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

வெப்பநிலை சீரான தன்மை

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: உலை மையத்திற்கும் விளிம்புக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு ≤150°C, மற்றும் தெர்மோகப்பிள் இடைவெளி ≤30 செ.மீ.
• தாக்கம்: வெப்பநிலை வேறுபாட்டில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 50°C அதிகரிப்பும், உள்ளூர் மின்தடை மாறுபாட்டை 10%-15% அளவுக்கு விரிவுபடுத்துகிறது மற்றும் உற்பத்தி விளைச்சலை 5%-8% அளவுக்குக் குறைக்கிறது.

வெப்பமூட்டும் விகிதம்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை:
  • 25-800°C படிநிலை: மணிக்கு ≤3°C (வெப்ப அழுத்த விரிசலைத் தடுக்க).
  • 800-1250°C நிலை: மணிக்கு ≤5°C (ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட கார்பன் கட்டமைப்பு உருவாவதை ஊக்குவிக்க).
• பாதிப்பு: அதிகப்படியான வெப்பமூட்டும் விகிதங்கள், பொருளின் கன அளவில் 15%-க்கும் அதிகமான சுருக்கத்தை ஏற்படுத்தி, விரிசல்களுக்கு வழிவகுக்கின்றன.

பாதுகாப்பான சூழல்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: நைட்ரஜன் பாய்வு விகிதம் 0.8-1.2 மீ³/மணி, அல்லது ஆர்கான்/வெற்றிடச் சூழலைப் பயன்படுத்துதல்.
• செயல்பாடு: ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுத்து, அசுத்தங்களின் அளவைக் குறைக்கிறது (எ.கா., ஆக்சிஜன் அளவு 0.5%-இலிருந்து <0.1%-ஆகக் குறைகிறது).

III. சிகிச்சைக்குப் பின் மற்றும் சுத்திகரிப்பு

குளிரூட்டும் விகிதம்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: கிராஃபைட்டாக்கத்திற்குப் பிறகு, மெதுவான குளிரூட்டும் வீதம் ≤20°C/h.
• தாக்கம்: விரைவான குளிர்வித்தல், எஞ்சிய வெப்ப அழுத்தத்தை ஏற்படுத்தி, பொருளின் வெப்ப அதிர்ச்சித் தடுப்புத்திறனை 30%-50% வரை குறைக்கிறது.

நொறுக்குதல் மற்றும் சலித்தல்

• கட்டுப்பாட்டுத் தரநிலை: துகள் அளவு D50 10-20 μm ஆகக் கட்டுப்படுத்தப்படுதல், மற்றும் மேற்பரப்புப் பூச்சின் (எ.கா., தார் அல்லது வேதி ஆவிப் படிவு) தடிமன் சீரான தன்மை ≤5% ஆக இருத்தல்.
• செயல்பாடு: துகள்களின் உருவமைப்பை மேம்படுத்தி, உற்பத்திப் பொருளின் மொத்த அடர்த்தியை (0.8 கி/செ.மீ³ இலிருந்து ≥1.2 கி/செ.மீ³ ஆக) அதிகரிக்கிறது.

சுத்திகரிப்பு சிகிச்சை

• ஹாலஜன் சுத்திகரிப்பு: Cl₂ வாயு 1900-2300°C வெப்பநிலையில் 24 மணி நேரம் வினைபுரிந்து, அசுத்தங்களின் அளவை ≤50 ppm ஆகக் குறைக்கிறது.
• வெற்றிட சுத்திகரிப்பு: 50 மணி நேரத்திற்கு 10⁻³ Pa வெற்றிடத்தில் பராமரிக்கப்பட்டு, மொத்த அசுத்தங்களின் அளவு ≤10 ppm ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது (உயர்தரப் பயன்பாடுகளுக்கு).

IV. முக்கிய கட்டுப்பாட்டுப் புள்ளிகளின் சுருக்கம்

V. தொழில்நுட்பப் போக்குகள் மற்றும் உகப்பாக்க வழிகாட்டுதல்கள்

மீநுண் கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு: திசைச்சார்பை மேம்படுத்தவும், மின்தடையை <5 μΩ·m ஆகக் குறைக்கவும் 0.1-1 μm கோக் தூள் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்குதல்.
திறன்மிகு உற்பத்தி அமைப்புகள்: உற்பத்தியை 95% ஆக அதிகரிக்க, டிஜிட்டல் ட்வின் அடிப்படையிலான வெப்பநிலைப்புல இயக்கவியல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளைச் செயல்படுத்தவும்.
பசுமை செயல்முறைகள்: CO₂ வெளியேற்றத்தைக் குறைக்க ஹைட்ரஜனை ஒடுக்கும் காரணியாகப் பயன்படுத்துதல்; ஆற்றல் நுகர்வை 10%-15% வரை குறைக்க, கழிவு வெப்ப மீட்புத் தொழில்நுட்பத்தைக் கையாளுதல்.

இந்த அளவுருக்களைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், கிராஃபைடைஸ் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்கினால் ≥99.9% கார்பன் உள்ளடக்கம், 5-7 μΩ·m மின்தடைத்திறன் மற்றும் 1.5-2.5×10⁻⁶/°C வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் ஆகியவற்றை அடைய முடியும், இது உயர்தரத் தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது.