煤系針狀焦原料在成焦過程中的紅外光譜定量分析

岳 莉，陳 召，賴仕全，朱亞明，趙雪飛

遼寧科技大學化工學院，遼寧 鞍山 114051

引 言

煤系針狀焦是以煤焦油瀝青及其餾分為原料，通過一系列加工處理獲得的一類特殊焦炭，外觀為銀灰色，具有明顯的流線型紋理[1]。由于獨特的針狀顯微結構，使其具有高的導電率、 低的熱膨脹系數、 好的耐燒蝕性、 強的抗氧化性等一系列優良性能，在工業上被廣泛用作電弧爐煉鋼的超高功率石墨電極的優質原料[2]。眾所周知，我國是焦炭生產大國，2018年焦炭總產量達4.3億t，相應的高溫煤焦油總產量也達1 800萬t左右，所以我國煤焦油瀝青資源豐富，可為煤系針狀焦的生產提供充足原料。近十多年來，經科學院所、 高校及企業的不懈努力，我國在煤系針狀焦的基礎研究、 生產工藝技術等方面已取得了長足的進步，山西宏特煤化工有限公司、 中鋼集團鞍山熱能研究院等單位已先后實現了工業化生產，但產品質量和穩定性還有待提高[1]。

隨著煤系針狀焦生產和研究的不斷深入，人們發現產品的質量除了受原料瀝青自身的理化性質影響外，還嚴重依賴于碳化工藝條件，尤其是液相碳化成焦階段(350～550 ℃)的工藝條件，因為此階段涉及到瀝青芳烴分子的熱解縮聚長大、 堆積成球，球體發育以及碳微晶的初步生長等過程[3]。自1965年Taylor等[4]發現中間相以來，國內外研究者已通過眾多分析測試手段對瀝青液相碳化成焦過程中樣品的化學結構和物理結構(如：顯微組織、 微晶結構)開展了廣泛的表征研究[5-9]，但采用FTIR分峰擬合定量研究煤系針狀焦原料在成焦過程中的結構變化還未見文獻報道。……