Игольчатый кокс – ключевое сырье для производства графитированных электродов марки UHP, применяемых в электросталеплавлении для передачи в высокомощные электродуговые печи электричества и создания температуры, достаточной для расплавления лома и производства стали.

Кокс – это твердый углеродистый материал, получаемый из нефти (нефтяной кокс) или смолистого угля (пековый кокс). В зависимости от физических и химических характеристик выделяют следующие виды кокса: игольчатый кокс (нефтяной и пековый), рядовой кокс (нефтяной и пековый), топливный кокс (нефтяной). Для производства графитированных электродов используется только игольчатый и рядовой кокс.

Игольчатый кокс – высокоструктурированный углеродный продукт (зерна металлического цвета) с низким содержанием металлов и серы, имеющие крупные вытянутые в одном направлении эллиптические взаимосвязанные поры. Он характеризуется высокой плотностью, электропроводностью, ярко выраженной текстурированностью и низким температурным коэффициентом расширения. Чем более совершенна структура игольчатого кокса, тем выше термопрочностные и электрические свойства изготовляемых на его основе графитированных электродов.

Основными техническими характеристиками нефтяного игольчатого кокса являются:

высокая бальность (> 5,5) низкое содержание золы (< 0,4%) высокая действительная плотность (> 2,12 гр/см3) низкое содержание серы (< 0,5%) низкое содержание азота (< 0,54%) отсутствие летучих веществ (низкое содержание обмасливающего продукта (< 0,5%)) низкий коэффициент термического расширения (< 2,7×10-6)

Рядовой кокс (как нефтяной, так и пековый) используется для производства графитированных электродов малого диаметра для маломощных и мощных электродуговых печей (марки HP и RP) и в производстве анодов для алюминиевой отрасли. Рядовой кокс существенно отличается от игольчатого кокса по своим качественным показателям.

Показатели качества

Рядовые

коксы

Игольчатые коксы

Действительная плотность, г/см3

2.07-2.09

2.12-2.14

КТРb) (293-773 K) (K-1)*

2.0 • 10-6

1.1  • 10-6

КТРb) (293-773 K)  (K-1)**

1.0 • 10-6

0.5 • 10-6

Зольность, (масс.%)

0.4 

0.05

Содержание серы, (масс.%)

1.0-1.5

0.6

*/коксы прошли термообработку при 1400 0С

**/коксы прошли термообработку при 2800 0С

Из-за низкой действительной плотности, высокого коэффициента теплового расширения, высокой зольности и значительного содержания серы, рядовой кокс не может использоваться для производства графитированных электродов марки UHP. Однако с целью снижения производственных расходов и объемов использования игольчатого кокса для производства графитированных электродов больших диаметров, рядовой кокс может смешиваться с игольчатым коксом в разных пропорциях, что ведет к ухудшению качества графитированных электродов марки UHP. По мнению экспертов, конечный продукт смешения игольчатого и рядового кокса более нельзя относить к марке UHP, поэтому некоторые производители электродов относят подобный продукт к марке SHP. Таким образом, рядовой кокс не является взаимозаменяемым игольчатому коксу.