გრაფიტიზებული ნავთობკოქსის ისტორიული წარმოშობა: კოგნიტური ნახტომი „ნარჩენი მასალისგან“ „სტრატეგიულ მასალამდე“

ადრეული დილემა: ნავთობგადამამუშავებელი ინდუსტრიის „კონკია“

შესავალი: მე-20 საუკუნის დასაწყისში, ნედლი ნავთობის კრეკინგის ტექნოლოგიის ფართოდ გავრცელებასთან ერთად, ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნები დიდი რაოდენობით პრობლემურ თანმდევ პროდუქტს - ნავთობკოქსს - აწარმოებდნენ. ის „ყველაზე დაბალი დონის ნარჩენად“ ითვლებოდა უკიდურესად დაბალი გამოყენების ღირებულებით.

საწყისი გამოყენება: მისი ძირითადი გამოყენება იყო იაფი საწვავის (ელექტროენერგიის წარმოებისთვის და ცემენტის ქარხნებში) ან პირველადი ნედლეულის სახით ნახშირბადის ელექტროდების (მაგალითად, ალუმინის დნობაში გამოყენებული ანოდების) წარმოებისთვის. ამ დროს მისი ხარისხი მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა და ის „ნედლ და მოუხერხებელ“ მასალად ითვლებოდა.

ომის კატალიზატორი: ელექტრორკალური ღუმელის ფოლადის წარმოების აღზევება

გარდამტეხი მომენტი: დაახლოებით მეორე მსოფლიო ომის დროს, ელექტრორკალური ღუმელის (EAF) ფოლადის წარმოების ტექნოლოგიამ სწრაფი განვითარება განიცადა. ომის დროს მაღალი ხარისხის სპეციალურ ფოლადებზე მოთხოვნა მკვეთრად გაიზარდა. EAF-ის ძირითადი კომპონენტია ელექტროდი, რომელიც უნდა გაუძლოს 3000°C-მდე მაღალ ელექტრორკალურ ტემპერატურას და ჰქონდეს შესანიშნავი ელექტროგამტარობა.

მასალის შემაფერხებელი ფაქტორი: ჩვეულებრივი ნახშირბადის ელექტროდები ვერ აკმაყოფილებდა მოთხოვნებს. ისინი მიდრეკილნი იყვნენ დაჟანგვისკენ, ჰქონდათ სწრაფი მოხმარების სიჩქარე და დაბალი ეფექტურობა. ხალხმა გააცნობიერა, რომ აუცილებელი იყო ელექტროდის ნედლეულის სისუფთავისა და კრისტალური სტრუქტურის გაუმჯობესება.

„გრაფიტიზაციის“ შესავალი: ამ ეტაპზე, „გრაფიტიზაციის“ ტექნოლოგია, რომელიც წარმოიშვა ედვარდ გ. აჩესონის მიერ მე-19 საუკუნის ბოლოს ხელოვნური გრაფიტის გამოგონებიდან, გამოიყენეს ნავთობის კოქსზე. აღმოჩნდა, რომ 2500°C-ზე მაღალტემპერატურულ დამუშავებას ნავთობის კოქსის მუშაობის ხარისხობრივი ნახტომი განუვითარდა, რაც იდეალურად შეესაბამებოდა EAF ელექტროდების მოთხოვნებს. ეს იყო პირველი ფუნდამენტური გარდამტეხი მომენტი ნავთობის კოქსის ბედში - მისი საწვავიდან ძირითად სამრეწველო მოხმარებად მასად გადაქცევა.

ინდუსტრიის ქვაკუთხედი: სიმბიოზი ალუმინის ინდუსტრიასთან

სიმბიოზური ურთიერთობა: ომის შემდეგ, გლობალური ეკონომიკური რეკონსტრუქციის დროს, ალუმინის ინდუსტრიამ სწრაფი ზრდა განიცადა. მეტალის ალუმინის წარმოებისთვის განკუთვნილი ჰოლ-ერულის ელექტროლიტური უჯრედი დიდი რაოდენობით წინასწარ გამომცხვარ ანოდებს მოითხოვდა, ხოლო მაღალი ხარისხის ნავთობკოკი (განსაკუთრებით გოგირდის დაბალი შემცველობის „მწვანე კოკი“) სწორედ მთავარი ნედლეული იყო.

მოთხოვნაზე ორიენტირებული ზრდა: ალუმინის ინდუსტრიის მხრიდან უზარმაზარმა მოთხოვნამ სტაბილიზაცია გაუწია ნავთობკოქსის ბაზარს და ბიძგი მისცა ნავთობკოქსის ხარისხის (როგორიცაა გოგირდის შემცველობა, მეტალის მინარევები და თერმული გაფართოების კოეფიციენტი) სიღრმისეულ კვლევას, რამაც მყარი სამრეწველო საფუძველი ჩაუყარა გრაფიტიზაციის შემდგომი გამოყენებისთვის.