گرافیت پرسولفور چیست؟
گرافیت پرسولفور CPC یا (Calcined Petroleum Coke) یکی از ماده‌های پر استفاده در صنایع فولادسازی، ریخته‌گری، تولید چدن، آلومینیم‌سازی و… است. گرافیت پرسولفور که از کلیسنه کردن مواد پایه نفتی پترولیوم کک بدست می‌آید، ساختاری متخلخل رنگ عمدتاً سیاه یا خاکستری دارد. در فرآیند کلیسنه کردن پترولیوم کک، دمای بسیار بالای ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد در یک کوره بوته‌ای فعال می‌شود و طی این اتفاق، کک کلسینه شده یا CPC بدست می‌آید. برای جلوگیری از سردرگم شدن، اینجا اسامی تجاری این ماده را آورده‌ایم:
- کک نفتی خام
- کک کلسینه شده
- CPC
- گرافیت پرسولفور درجه یک چینی
- کک نفتی کلسینه شده
- گرافیت گرانول پرسولفور
- پترول کک
- High Sulfur Graphite
- کک پرسولفور
- پترولیوم کک کلسینه شده
صنایع فولادسازی، ریخته‌گری و… از گرافیت پرسولفور به طور فزاینده‌ای استفاده می‌کنند تا محصولات با کیفیت‌تری به دست مشتری برسانند. اما علت استفاده از این ماده چیست؟ کک نفتی کلسینه شده چه تفاوتی با گرافیت پرسولفور دارد؟ کاربردهای این ماده چیست و حین خرید آن، به چه نکاتی باید توجه کنیم. با ما در این مقاله همراه باشید تا تمامی اطلاعات راجع به این موارد را بخوانیم.
کک نفتی چیست؟
کک نفتی یا پترولیوم کک یک ماده جامد، تیره رنگ و غنی از کربن است که در فرآیند پالایش نفت خام تولید می‌شود. این ماده از باقی‌مانده هیدروکربن‌های سنگین و پیچیده نفت خام تشکیل شده است و به دلیل خواص منحصر به فرد خود، کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارد.
انواع کک نفتی
کک نفتی بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شود که هر کدام کاربردهای خاصی دارند:
- کک اسفنجی: دارای ساختار متخلخل و نرم بوده و معمولاً در تولید آندهای الکترولیتی، مواد کربنی و به عنوان سوخت استفاده می‌شود.
- کک گلوله‌ای: دارای ساختار متراکم و شکل کروی بوده و به عنوان سوخت در صنایع مختلف و همچنین در تولید آندهای الکترولیتی کاربرد دارد.
- کک سوزنی: دارای ساختار کریستالی و شکل سوزنی بوده و در تولید الکترودهای کربنی و مواد کامپوزیتی استفاده می‌شود.
فرآیند کلسیناسیون چگونه انجام می‌شود؟
از آنجایی که گرافیت پرسولفور طی فرآیند تکلیس بدست می‌آید، بهتر است با این موضوع آشنا شوید. کلسیناسیون یک فرایند حرارتی است که در آن مواد معدنی جامد در دمای بالا و تحت شرایط کنترل شده حرارت داده می‌شوند. کلسیناسیون معمولاً در کوره‌های مخصوصی انجام می‌شود که دمای آن‌ها به نوع ماده و هدف کلسیناسیون بستگی دارد. مواد معدنی در داخل کوره قرار گرفته و به مدت زمان مشخصی حرارت داده می‌شوند. اما چرا کلسیناسیون انجام می‌شود؟ مهمترین دلایل آن شامل موارد زیر است:
- حذف رطوبت: بسیاری از مواد معدنی حاوی رطوبت هستند که با کلسیناسیون می‌توان آن را حذف کرد.
- تجزیه ترکیبات: برخی ترکیبات مواد معدنی در اثر حرارت تجزیه شده و ترکیبات جدیدی را تشکیل می‌دهند.
- تغییر فاز: برخی مواد معدنی در اثر حرارت از یک فاز به فاز دیگر تغییر می‌کنند.
- افزایش فعالیت شیمیایی: کلسیناسیون می‌تواند سطح ویژه مواد را افزایش داده و در نتیجه فعالیت شیمیایی آن‌ها را بهبود بخشد.
کاربردهای گرافیت پرسولفور
آنچه کک نفتی کلسینه شده (گرافیت پرسولفور) را به یک ماده محبوب در صنایع ریخته‌گری و فولادسازی تبدیل کرده است، کاربردهای متعدد آن است. این ماده یک گرافیت مصنوعی است که می‌تواند به عنوان عامل شارژ کربن در فولاد بسیار مناسب باشد. همچنین برای ساخت آند و گداختن آلومینا به آلومینیوم از این ماده استفاده می‌شود. اینجا به طور مفصل کاربردهای گرافیت پرسولفور در هر کدام از صنایع را بررسی کرده‌ایم:
فولادسازی
در صنعت فولادسازی، از کک نفتی کلسینه شده برای اهداف گوناگون استفاده می‌شود که اصلی‌ترینِ آن، افزایش درصد کربن فولاد است که باعث افزایش کیفیت، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون، استحکام و… می‌شود. در کوره‌های القایی و اکسیژن قلیایی، این ماده به منظور کاهش آلاینده‌های مواد پایه آهن و فولاد استفاده می‌شود. گرافیت پرسولفور همچنین به عنوان الکترود گرمایی می‌تواند در کوره‌های قوس الکتریکی ایفای نقش کند.
آلومینیوم‌سازی
کک نفتی کلسینه شده می‌تواند به منظور افزایش عمر مفید الکترودها در فرآیند الکترولیز آلومینیوم شرکن کند. همچنین فرآیند گداختن آلومینا به آلومینیوم در حضور این ماده بسیار بهتر انجام می‌گیرد.
ریخته‌گری چدن
کک نفتی کلسینه شده می‌تواند به عنوان هسته‌های گرافیتی، عملکردهای مناسبی داشته باشد؛ چرا که ساختار متخلخل و گرانوله دارد. بنابراین استفاده از این ماده در تولید چدن برای افزایش مقاومت آن در برابر آسیب خارجی و خوردگی مرسوم است.
کربن‌دهی به ذوب حین تبدیل فولاد به چدن نیز به وسیلهٔ این ماده صورت می‌گیرد. از آنجایی گرافیت پرسولفور بیش از ۹۰٪ کربن دارد، در فرآیند کربن‌دهی بسیار مناسب‌تر از ذغال سنگ که ۵ تا ۱۰ درصد کمتر از این ماده کربن دارد، عمل می‌کند.
نکات مهم هنگام خرید گرافیت پرسولفور
خرید کک نفتی کلسینه شده می‌تواند بسیار حساس باشد؛ چرا که لازم است با توجه به نیازهایتان خرید مشخصی انجام دهید. حین خرید، به فاکتورهای متعددی نیاز خواهید داشت؛ بنابراین بیایید تا مهمترین این موارد را بررسی کنیم:
نوع محصول
انواع مختلفی از این ماده در بازار موجود است که کیفیت‌های گوناگون دارند. توجه به شرکت سازنده و خرید از فروشندگان معتبر، می‌تواند هوشمندانه باشد. محبوب‌ترین نوع این محصول با عنوان «گرافیت پرسولفور درجه یک چینی» در بازار موجود است که کیفیت خوبی دارد. همچنین شرکت‌های تولید کننده داخلی نیز کیفیت‌های خوبی را ارائه می‌کنند.
اندازه دانه
مطمئناً به عنوان یک حرفه‌ای در بازار، باید از نیاز خود آگاه باشید. اندازهٔ دانه در گرافیت پرسولفور مختلف است؛ از ۱ تا ۵ میلی‌متر. هر کدام از اندازه‌ها برای کاربردهای خاصی هستند؛ بنابراین این یک مورد حیاتی است که باید به آن توجه کنید.
خلوص و میزان عناصر
در بازار کنونی، گرافیت پرسولفور با درصد خلوص مختلفی وجود دارد که جزو عوامل موثر در قیمت، کیفیت و کاربرد این ماده محسوب می‌شود. بدیهی است که بالاتر بودن خلوص کک نفتی کلسینه شده، مساوی‌ست با گران‌تر و با کیفیت‌تر بودن. این ماده با درصدهای خلوص مختلف مثل ۹۵٪ یا ۷۵٪ و… در بازار موجود است. همچنین درصد خلوص عناصر موجود در گرافیت پر سولفور مثل گوگرد، نیتروژن و… نیز بسیار مهم است.
قیمت جهانی نفت
از آنجایی که گرافیت پرسولفور طی فرآیند پالایش نفت تهیه می‌شود، عوامل سیاسی و اقتصادی تأثیرگذار روی قیمت جهانی، منجر به بالا و پاین شدن قیمت این ماده نیز خواهد شد. میزان عرضه و تقاضا و همچنین شرایط بازار ارز، از دیگر موارد تأثیرگذار روی قیمت گرافیت پرسولفور هستند.