منفی گرافٹائزیشن ٹیکنالوجی کی موجودہ صورتحال اور سمت

دنیا بھر میں توانائی کی نئی گاڑیوں کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، لتیم بیٹری اینوڈ مواد کی مارکیٹ کی طلب میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔ اعداد و شمار کے مطابق، 2021 میں، صنعت کے سب سے اوپر آٹھ لیتھیم بیٹری اینوڈ انٹرپرائزز اپنی پیداواری صلاحیت کو تقریباً ایک ملین ٹن تک بڑھانے کا ارادہ رکھتے ہیں۔ گرافیٹائزیشن کا انوڈ مواد کے اشاریہ اور قیمت پر سب سے زیادہ اثر پڑتا ہے۔ چین میں گرافیٹائزیشن کا سامان بہت سے قسم کے ہے، اعلی توانائی کی کھپت، بھاری آلودگی اور آٹومیشن کی کم ڈگری، جو ایک خاص حد تک گریفائٹ اینوڈ مواد کی ترقی کو محدود کرتی ہے. اینوڈ مواد کی تیاری کے عمل میں فوری طور پر حل کرنے کا بنیادی مسئلہ ہے۔

1. موجودہ صورتحال اور منفی گرافٹائزیشن فرنس کا موازنہ

1.1 ایچیسن منفی گرافٹائزیشن فرنس

روایتی الیکٹروڈ ایچیسن فرنس گرافیٹائزیشن فرنس پر مبنی ترمیم شدہ فرنس کی قسم میں، اصل فرنس منفی الیکٹروڈ میٹریل کے کیریئر کے طور پر گریفائٹ کروسیبل سے بھری ہوئی ہے (کروسیبل کاربنائزڈ منفی الیکٹروڈ خام مال سے بھری ہوئی ہے)، فرنس کور کو بھرا ہوا ہے اور دیوار کی مزاحمتی پرت کو حرارتی مواد سے بھرا ہوا ہے۔ موصلیت بجلی بنانے کے بعد، 2800 ~ 3000 ℃ کا اعلی درجہ حرارت بنیادی طور پر ریزسٹر میٹریل کو گرم کرنے سے پیدا ہوتا ہے، اور کروسیبل میں موجود منفی مواد کو بالواسطہ طور پر گرم کیا جاتا ہے تاکہ منفی مواد کے اعلی درجہ حرارت کے پتھر کی سیاہی حاصل کی جا سکے۔

1.2 اندرونی ہیٹ سیریز گرافیٹائزیشن فرنس

فرنس ماڈل سیریل گرافیٹائزیشن فرنس کا حوالہ ہے جو گریفائٹ الیکٹروڈ کی تیاری کے لیے استعمال ہوتی ہے، اور کئی الیکٹروڈ کروسیبل (منفی الیکٹروڈ مواد سے بھری ہوئی) سیریز میں طولانی طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ الیکٹروڈ کروسیبل ایک کیریئر اور ہیٹنگ باڈی دونوں ہے، اور کرنٹ الیکٹروڈ کروسیبل سے گزر کر اعلی درجہ حرارت پیدا کرتا ہے اور اندرونی منفی الیکٹروڈ مواد کو براہ راست گرم کرتا ہے۔ گرافٹائزیشن کا عمل مزاحمتی مواد کا استعمال نہیں کرتا ہے، لوڈنگ اور بیکنگ کے عمل کو آسان بناتا ہے، اور مزاحمتی مواد کے ہیٹ اسٹوریج کے نقصان کو کم کرتا ہے، بجلی کی کھپت کو بچاتا ہے۔

1.3 گرڈ باکس ٹائپ گرافیٹائزیشن فرنس

حالیہ برسوں میں نمبر 1 ایپلی کیشن میں اضافہ ہو رہا ہے، اہم سیکھا گیا سیریز اچیسن گرافیٹائزیشن فرنس اور گریفائٹائزنگ فرنس کی کنکیٹینٹ ٹیکنالوجی کی خصوصیات، اینوڈ پلیٹ گرڈ میٹریل باکس سٹرکچر کے ایک سے زیادہ ٹکڑوں کو استعمال کرنے کا فرنس کور، خام مال میں کیتھوڈ میں مواد، ہر ایک کے درمیان slotted کنکشن کے ذریعے anode plate کے استعمال، anode plate کے درمیان تمام slotted کنکشن کا استعمال۔ اسی مواد کے ساتھ سیل کریں. کالم اور مواد کے باکس کے ڈھانچے کی انوڈ پلیٹ مل کر ہیٹنگ باڈی بناتے ہیں۔ بجلی فرنس ہیڈ کے الیکٹروڈ کے ذریعے فرنس کور کے ہیٹنگ باڈی میں بہتی ہے، اور پیدا ہونے والا اعلی درجہ حرارت گرافٹائزیشن کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے باکس میں موجود اینوڈ مواد کو براہ راست گرم کرتا ہے۔

1.4 گرافٹائزیشن فرنس کی تین اقسام کا موازنہ

اندرونی ہیٹ سیریز گرافائٹائزیشن فرنس کھوکھلی گریفائٹ الیکٹروڈ کو گرم کرکے مواد کو براہ راست گرم کرنا ہے۔ الیکٹروڈ کروسیبل کے ذریعے کرنٹ سے پیدا ہونے والی "جول ہیٹ" زیادہ تر مواد اور کروسیبل کو گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ حرارتی رفتار تیز ہے، درجہ حرارت کی تقسیم یکساں ہے، اور تھرمل کارکردگی مزاحمتی مواد حرارتی کے ساتھ روایتی اٹیسن فرنس سے زیادہ ہے۔ گرڈ باکس گرافیٹائزیشن فرنس اندرونی ہیٹ سیریل گرافیٹائزیشن فرنس کے فوائد کو اپنی طرف متوجہ کرتی ہے، اور ہیٹنگ باڈی کے طور پر کم قیمت کے ساتھ پری بیکڈ انوڈ پلیٹ کو اپناتی ہے۔ سیریل گرافیٹائزیشن فرنس کے مقابلے میں، گرڈ باکس گرافیٹائزیشن فرنس کی لوڈنگ کی گنجائش زیادہ ہے، اور فی یونٹ پروڈکٹ کی بجلی کی کھپت اس کے مطابق کم ہو جاتی ہے۔

2. منفی گرافٹائزیشن فرنس کی ترقی کی سمت

2. 1 فریم کی دیوار کی ساخت کو بہتر بنائیں

اس وقت، کئی گرافیٹائزیشن فرنس کی تھرمل موصلیت کی پرت بنیادی طور پر کاربن بلیک اور پیٹرولیم کوک سے بھری ہوئی ہے۔ اعلی درجہ حرارت آکسیکرن جلانے کی پیداوار کے دوران موصلیت کا مواد کا یہ حصہ، ہر بار ایک خصوصی موصلیت کا مواد تبدیل کرنے یا اضافی کرنے کی ضرورت سے باہر لوڈنگ، غریب ماحول، اعلی مشقت کی شدت کے عمل کی تبدیلی.

خاص اعلی طاقت اور اعلی درجہ حرارت سیمنٹ میسنری وال اسٹک ایڈوب کا استعمال کرنا، مجموعی طاقت کو بڑھانا، پورے آپریشن سائیکل میں دیوار کی اخترتی کو یقینی بنانا، برک سیون کو ایک ہی وقت میں سیل کرنا، اینٹوں کی دیوار کے دراڑ اور فرنس میں جوائنٹ گیپ کے ذریعے ضرورت سے زیادہ ہوا کو روکنا، آکسیڈیشن مواد کو جلانے والے مواد کے نقصان کو کم کرنا۔

دوسرا فرنس کی دیوار کے باہر لٹکی ہوئی مجموعی بلک موبائل موصلیت کی پرت کو انسٹال کرنا ہے، جیسے کہ اعلی طاقت والے فائبر بورڈ یا کیلشیم سلیکیٹ بورڈ کا استعمال، ہیٹنگ اسٹیج ایک موثر سگ ماہی اور موصلیت کا کردار ادا کرتا ہے، سرد اسٹیج کو تیز ٹھنڈک کے لیے ہٹانا آسان ہے۔ تیسرا، وینٹیلیشن چینل فرنس اور فرنس کی دیوار کے نچلے حصے میں سیٹ کیا جاتا ہے۔ وینٹیلیشن چینل پہلے سے تیار شدہ جالی اینٹوں کے ڈھانچے کو بیلٹ کے خواتین کے منہ کے ساتھ اپناتا ہے، جبکہ اعلی درجہ حرارت والے سیمنٹ کی چنائی کو سپورٹ کرتا ہے، اور ٹھنڈے مرحلے میں جبری وینٹیلیشن کو ٹھنڈا کرنے پر غور کرتا ہے۔

2. 2 عددی تخروپن کے ذریعہ بجلی کی فراہمی کے منحنی خطوط کو بہتر بنائیں

فی الحال، منفی الیکٹروڈ گرافیٹائزیشن فرنس کی پاور سپلائی وکر تجربے کے مطابق بنایا گیا ہے، اور درجہ حرارت اور فرنس کی حالت کے مطابق کسی بھی وقت گرافیٹائزیشن کے عمل کو دستی طور پر ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، اور کوئی متفقہ معیار نہیں ہے۔ حرارتی منحنی خطوط کو بہتر بنانے سے واضح طور پر بجلی کی کھپت کے اشاریہ کو کم کیا جا سکتا ہے اور فرنس کے محفوظ آپریشن کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔ سوئی کی صف بندی کا عددی ماڈل مختلف باؤنڈری کنڈیشنز اور فزیکل پیرامیٹرز کے مطابق سائنسی ذرائع سے قائم کیا جانا چاہیے، اور کرنٹ، وولٹیج، کل پاور اور کراس سیکشن کے درجہ حرارت کی تقسیم کے درمیان تعلق کو گرافٹائزیشن کے عمل میں تجزیہ کیا جانا چاہیے، تاکہ مناسب طریقے سے ہیٹنگ کریو کو ترتیب دینے اور اسے درست کرنے کے عمل کو ترتیب دیا جا سکے۔ جیسے کہ پاور ٹرانسمیشن کے ابتدائی مرحلے میں ہائی پاور ٹرانسمیشن کا استعمال ہوتا ہے، پھر تیزی سے پاور کو کم کریں اور پھر آہستہ آہستہ بڑھیں، پاور اور پھر پاور کے اختتام تک پاور کو کم کریں۔

2. 3 کروسیبل اور ہیٹنگ باڈی کی سروس لائف کو بڑھا دیں۔

بجلی کی کھپت کے علاوہ، کروسیبل اور ہیٹر کی زندگی بھی براہ راست منفی گرافٹائزیشن کی لاگت کا تعین کرتی ہے۔ گریفائٹ کروسیبل اور گریفائٹ ہیٹنگ باڈی کے لیے، لوڈنگ آؤٹ کا پروڈکشن مینجمنٹ سسٹم، ہیٹنگ اور کولنگ ریٹ کا معقول کنٹرول، خودکار کروسیبل پروڈکشن لائن، آکسیڈیشن کو روکنے کے لیے سگ ماہی کو مضبوط بنانا اور کروسیبل ری سائیکلنگ کے اوقات کو بڑھانے کے لیے دیگر اقدامات، مؤثر طریقے سے گریفائٹ انکنگ کی لاگت کو کم کرنا۔ مندرجہ بالا اقدامات کے علاوہ، گرڈ باکس گرافیٹائزیشن فرنس کی ہیٹنگ پلیٹ کو پری بیکڈ اینوڈ، الیکٹروڈ یا فکسڈ کاربوناسیئس میٹریل کے ہیٹنگ میٹریل کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جس میں گرافٹائزیشن لاگت کو بچایا جا سکتا ہے۔

2.4 فلو گیس کنٹرول اور فضلہ حرارت کا استعمال

گرافٹائزیشن کے دوران پیدا ہونے والی فلو گیس بنیادی طور پر انوڈ مواد کے اتار چڑھاؤ اور دہن کی مصنوعات، سطح کاربن کے جلنے، ہوا کے رساو وغیرہ سے آتی ہے۔ فرنس اسٹارٹ اپ کے آغاز میں، اتار چڑھاؤ اور دھول بڑی تعداد میں بچ جاتے ہیں، ورکشاپ کا ماحول خراب ہے، زیادہ تر اداروں کے پاس علاج کے موثر اقدامات نہیں ہیں، یہ منفی الیکٹروڈ کی پیداوار میں آپریٹرز کی پیشہ ورانہ صحت اور حفاظت کو متاثر کرنے والا سب سے بڑا مسئلہ ہے۔ ورکشاپ میں فلو گیس اور دھول کے موثر جمع اور انتظام پر جامع غور کرنے کے لیے مزید کوششیں کی جانی چاہئیں، اور ورکشاپ کے درجہ حرارت کو کم کرنے اور گرافیٹائزیشن ورکشاپ کے کام کرنے والے ماحول کو بہتر بنانے کے لیے مناسب وینٹیلیشن کے اقدامات کیے جانے چاہئیں۔

فلو گیس کو فلو کے ذریعے کمبسشن چیمبر کے مخلوط دہن میں جمع کرنے کے بعد، فلو گیس میں موجود زیادہ تر ٹار اور ڈسٹ کو ہٹانے کے بعد، یہ توقع کی جاتی ہے کہ کمبشن چیمبر میں فلو گیس کا درجہ حرارت 800 ℃ سے زیادہ ہے، اور فلو گیس کی فضلہ حرارت کو سٹیل گیس کے ذریعے ہیٹ ایکسچینج یا ہیٹ ایکسچینج کے ذریعے بحال کیا جا سکتا ہے۔ کاربن اسفالٹ دھوئیں کے علاج میں استعمال ہونے والی RTO جلانے والی ٹیکنالوجی بھی حوالہ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے، اور اسفالٹ فلو گیس کو 850 ~ 900℃ تک گرم کیا جاتا ہے۔ ہیٹ اسٹوریج کے دہن کے ذریعے، فلو گیس میں اسفالٹ اور غیر مستحکم اجزاء اور دیگر پولی سائکلک آرومیٹک ہائیڈرو کاربن آکسائڈائز ہوتے ہیں اور آخر کار CO2 اور H2O میں گل جاتے ہیں، اور صاف کرنے کی موثر کارکردگی 99٪ سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔ نظام مستحکم آپریشن اور اعلی آپریشن کی شرح ہے.

2. 5 عمودی مسلسل منفی گرافیٹائزیشن فرنس

مذکورہ بالا کئی قسم کے گرافیٹائزیشن فرنس چین میں اینوڈ میٹریل کی تیاری کا بنیادی فرنس ڈھانچہ ہے، عام نقطہ وقفے وقفے سے پیداوار، کم تھرمل کارکردگی، لوڈنگ آؤٹ بنیادی طور پر دستی آپریشن پر انحصار کرتا ہے، آٹومیشن کی ڈگری زیادہ نہیں ہے۔ اسی طرح کی عمودی مسلسل منفی گرافیٹائزیشن فرنس کو پیٹرولیم کوک کیلکنیشن فرنس اور باکسائٹ کیلکنیشن شافٹ فرنس کے ماڈل کا حوالہ دے کر تیار کیا جا سکتا ہے۔ مزاحمتی اے آر سی کو اعلی درجہ حرارت کے گرمی کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، مواد کو مسلسل اپنی کشش ثقل سے خارج کیا جاتا ہے، اور روایتی واٹر کولنگ یا گیسیفیکیشن کولنگ ڈھانچہ آؤٹ لیٹ ایریا میں اعلی درجہ حرارت والے مواد کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور پاؤڈر نیومیٹک پہنچانے کا نظام بھٹی کے باہر مواد کو خارج کرنے اور کھانا کھلانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ فرنس کی قسم مسلسل پیداوار کا احساس کر سکتی ہے، فرنس باڈی کے ہیٹ اسٹوریج کے نقصان کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے، اس لیے تھرمل کارکردگی میں نمایاں بہتری آئی ہے، آؤٹ پٹ اور توانائی کی کھپت کے فوائد واضح ہیں، اور مکمل خودکار آپریشن کو مکمل طور پر محسوس کیا جا سکتا ہے۔ حل ہونے والے اہم مسائل میں پاؤڈر کی روانی، گرافٹائزیشن ڈگری کی یکسانیت، حفاظت، درجہ حرارت کی نگرانی اور کولنگ وغیرہ شامل ہیں۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ صنعتی پیداوار کو پیمانے کے لیے فرنس کی کامیاب ترقی کے ساتھ، یہ منفی الیکٹروڈ گرافیٹائزیشن کے میدان میں ایک انقلاب برپا کرے گا۔

3 گرہ کی زبان

گریفائٹ کیمیائی عمل لتیم بیٹری اینوڈ میٹریل مینوفیکچررز کو دوڑنے میں سب سے بڑا مسئلہ ہے۔ بنیادی وجہ یہ ہے کہ بجلی کی کھپت، لاگت، ماحولیاتی تحفظ، آٹومیشن ڈگری، حفاظت اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی متواتر گرافیٹائزیشن فرنس کے دیگر پہلوؤں میں اب بھی کچھ مسائل موجود ہیں۔ صنعت کا مستقبل کا رجحان مکمل طور پر خودکار اور منظم اخراج مسلسل پیداواری فرنس ڈھانچے کی ترقی کی طرف ہے، اور پختہ اور قابل اعتماد معاون عمل کی سہولیات کی حمایت کرتا ہے۔ اس وقت، گرافیٹائزیشن کے مسائل جو کاروباری اداروں کو متاثر کرتے ہیں نمایاں طور پر بہتر ہو جائیں گے، اور صنعت مستحکم ترقی کے دور میں داخل ہو جائے گی، توانائی سے متعلق نئی صنعتوں کی تیز رفتار ترقی کو فروغ دے گی۔