Результаты исследований в сфере повышения эффективности производства игольчатого кокса опубликованы в авторитетном научном журнале International Journal Of Engineering. Он издается Центром исследований материалов и энергетики Ирана.
Что объединяет электродуговой способ производства стали, литий-ионные аккумуляторы и атомную энергетику? Использование игольчатого кокса. Его высокая электропроводность, теплопроводность, низкое тепловое расширение, стойкость к тепловому удару позволяют отнести этот материал к числу наиболее перспективных в 21-м веке.
К сегодняшнему дню доля электродугового метода в производстве стали в мире увеличилась до четверти, а в США, например, она уже составляет 58%. В России пока около 18%, но очевиден тренд на расширение использования этого более экологически чистого способа по сравнению с мартеновским и конвертерным. Спрос на литий-ионные аккумуляторы в мире растет еще быстрее – почти на 19% в год. В металлургии и в производстве аккумуляторов игольчатый кокс незаменим для производства электродов. Его значение велико также и в атомной промышленности.
Для Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II совершенствование технологий получения игольчатого кокса является одним из важнейших направлений исследовательской работы. Около 3 лет назад вузовский Научный центр «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов» был оснащен самой крупной в России пилотной установкой для замедленного коксования. Качество полученного на ней продукта высоко оценено международными экспертами, активно идет поиск методов оптимизации технологии.
Сегодня ученые Горного оказывают исследовательскую поддержку по организации производства игольчатого кокса на НПЗ «Нафтан» в Беларуси. Кроме того, разработкам по этой теме посвящены 2 из 10 совместных проектов Горного и Ширазского университета в Иране.
Сотрудничество двух вузов развивается весьма активно, появились научные публикации. В частности, высокую оценку экспертов получила статья «Формирование свойств полимер-модифицированного игольчатого кокса при высокотемпературной прокалке» ученых Горного Рената Габдулхакова, Артура Самигуллина, Вячеслава Рудко, Игоря Пягая и их иранского коллеги профессора Али Хафизи. В ней изучено влияние модификации углеводородного сырья добавкой полимерного мезогена на высокотемпературную прокалку игольчатого кокса в интервале температур 600-1600 градусов по Цельсию. Использовались методы рентгенофлуоресцентного анализа, сканирующей электронной микроскопии, CHN-анализа, КР-спектроскопии, комплексного исследования физико-химических свойств. Определены изменения в структурообразовании игольчатого кокса в процессе высокотемпературной прокалки в зависимости от модификации сырья и температуры прокалки.
Ученые установили, что при более низких температурах прокалки (1200 градусов) игольчатый кокс из модифицированного сырья достигает более высокой степени обугливания по сравнению с игольчатым коксом из немодифицированного сырья (1400 градусов). Таким образом, можно снизить тепловую нагрузку на прокалочную печь, сохраняя при этом качество получаемого игольчатого кокса для производства графитированных электродов премиум-класса. Речь идет о существенном снижении затрат на прокаливание.
В продуктах пиролиза кокса из модифицированного сырья массовая доля высококанцерогенных компонентов бензофлуорена, бензоантрацена, бензофенантрена, бензопирена снижается с 43,4 до 26,5 процентов, наряду со снижением выхода азотсодержащих соединений.
Материал подготовлен при содействии Международного центра компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО
