石墨化石油焦 (GPC) 是一种高纯度碳材料，通过在极端温度 (2,500–3,000°C) 下对石油焦进行热处理，将无定形碳转化为结晶石墨而产生。它广泛用于锂离子电池阳极、电极和高温应用。
原材料准备：
原料：延迟焦化产生的高硫石油焦。
煅烧：在回转窑或竖窑中加热至 1,200–1,400°C，以去除挥发物和水分。
石墨化炉：
艾奇逊炉：间歇式电阻加热炉，以焦炭床作为电阻器。
工艺：
将层状焦炭与石墨化剂（例如石英砂）混合，放入炉中。
施加电流（5,000–10,000 A），持续 20–50 小时。
温度：~2,800°C。
冷却和后处理：
几天内缓慢冷却以防止开裂。
粉碎、研磨和净化（酸洗）。
能耗高（6,000–8,000 kWh/吨）。
温度分布不均匀。
周期长（每批 5-7 天）。
由于氧化和杂质导致产量低。
纵向石墨化 (LWG) 技术：
带受控气氛（氩气/氮气）的连续垂直炉。
优势：
加热/冷却速度更快（循环时间：24-48 小时）。
节能（~3,500 kWh/吨）。
纯度更高（灰分含量 <0.1%）。
感应加热：
电磁感应炉可精确控制温度。
降低热应力并提高结晶度。
连续石墨化反应器：
带自动进料的旋转管式炉。
通过 AI 和 IoT 传感器进行实时监控。
现代炉:
LWG 炉（例如西门子式）。
感应石墨化炉。
带惰性气体保护的隧道窑。
辅助系统:
气体净化装置（去除 HCl/Cl₂）。
高效除尘器。
| 参数 | 传统（Acheson） | 现代（LWG） |
|---|---|---|
| 温度 | 2,800–3,000°C | 2,800–3,000°C |
| 石墨化时间 | 50–70 小时 | 20–30 小时 |
| 能耗 | 6,000–8,000 kWh/吨 | 3,000–4,000 kWh/吨 |
| 碳产率 | 70–80% | 85–95% |
| 电阻率 | 8–12 μΩ·m | 5–7 μΩ·m |
| CTE* (×10⁻⁶/°C) | 2.5–3.5 | 1.5–2.5 |
CTE：热膨胀系数
温度均匀性：
问题：传统炉中的热点/冷区。
解决方案：多区域感应加热 + 基于 AI 的热管理。
能源效率：
解决方案：废热回收系统（例如预热原料）。
氧化和污染：
解决方案：惰性气体保护（N₂/Ar）和真空炉。
原料质量：
要求：低硫（<0.5%）和金属（Ni、V <50 ppm）。
创新：使用催化添加剂的高级煅烧。
原料制备：
粗焦 → 煅烧（1,400°C）→ 粉碎（D50：10–20 μm）。
炉料：
使用石墨坩埚自动将材料送入 LWG 炉。
石墨化：
以 100°C/小时的速度升温至 2,800°C；保持 10-15 小时。
冷却和提取：
在惰性气体下进行控制冷却（50°C/小时）。
后处理：
研磨、筛分和表面涂层（沥青/化学气相沉积）。
微波石墨化：超快速加热（<1 小时），具有目标能量。
可持续工艺：氢气作为还原剂，减少二氧化碳排放。
纳米结构 GPC：增强电池的电化学性能。
在江西豫达，我们不仅仅是石墨化石油焦的制造商——我们是创新者、工程师和梦想家，致力于重新定义先进碳材料的界限。凭借数十年的专业知识和对卓越的不懈追求，我们已成为高性能 GPC 生产的全球领导者，为钢铁、铸造等行业提供动力。