Kadar je vsebnost dušika v umetnem grafitu ali naftnem koksu pretirano visoka, lahko znatno vpliva na lastnosti materiala, proizvodne procese in aplikacije na nižji stopnji, kot je podrobno opisano spodaj:
Vpliv na lastnosti materiala
Prvič, prevodnost in toplotna stabilnost se zmanjšata. Doping z dušikom lahko moti navadno rešetko grafita in povečuje upornost. Če se upor umetnega grafita poveča za 10% do 30%, bo vplivala tako na električno kot toplotno prevodnost. Med visokotemperaturno metalurgijo so spojine, ki vsebujejo dušik, nagnjene k oksidativni razgradnji, kar pospešuje izgubo materiala.
Negativni učinki na nižje aplikacije
Če se uporablja kot karburing sredstva pri izdelavi jekla, se lahko dušik raztopi v staljeno jeklo, kar povzroči "dušikovo opet" v jeklu, kar zmanjšuje žilavost in ga nagiba k zlomu pri nizkih temperaturah, zlasti vpliva na jeklo z visoko vrednostjo, kot je jeklo z visoko trdno vrednostjo in avtomobilsko listo. V aluminijasti elektrolizi, če grafitna anoda vsebuje preveč dušika, sprosti pline, ki vsebujejo dušik, onesnaži aluminijasto talino in zmanjša čistost aluminija. Vsebnost dušika v aluminiju, ki presega 50 ppm, lahko privede do težav s kakovostjo. V kemični in ognjevzdržni industriji lahko dušik reagira s kisikom pri visokih temperaturah, da tvori škodljive pline, kot je Nox, kar povečuje stroške obdelave okolja. V aplikacijah, kot so grafitni lončki in ognjevzdržne opeke, lahko dušikove nečistoče zmanjšajo korozijsko odpornost materiala in visoko temperaturo.
Vprašanja v proizvodnih procesih
Graphitization efficiency decreases as nitrogen may inhibit the orderly arrangement of carbon atoms during the graphitization process, prolonging the process time. The graphitization temperature needs to be increased by 50-100℃ to compensate for nitrogen interference, increasing energy consumption, with electricity consumption rising by 5%-15% and carbon emissions. If the raw petroleum coke itself has a high nitrogen content (e.g., >{{0}. Če se dušik uporablja kot zaščitna atmosfera, je treba procesne parametre strogo nadzorovati, da se prepreči, da bi dušik infiltriral material, s čimer se poveča težava surovine in nadzora procesov.
Rešitve in industrijski standardi
Zato je treba pri izbiri in predhodni obdelavi surovine izbrati koks z nizkim dušikovim naftnim koksom, pri čemer ima visokokakovosten naftni koks vsebnost dušika<0.3% or volatile nitrogen-containing compounds should be decomposed through calcination at temperatures above 1300℃. Additionally, acid washing of the raw materials can remove some nitrogen impurities. Process optimization can also be conducted, such as controlling the atmosphere in the graphitization furnace: replacing nitrogen with argon protection in the later stages of graphitization to reduce nitrogen doping; Adjusting the heating curve, extending the holding time at critical temperatures of 2000-2500℃ to promote the escape of nitrogen elements.
