চূড়ান্ত গ্রাফাইটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকের গুণমান নিশ্চিত করার জন্য উৎপাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন কোন মূল প্যারামিটারগুলো কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন?

গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোক উৎপাদনের প্রক্রিয়ায়, চূড়ান্ত পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করার জন্য কাঁচামাল নির্বাচন, প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ, গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়া থেকে শুরু করে পরবর্তী-প্রক্রিয়াকরণ পর্যন্ত নিম্নলিখিত মূল পরামিতিগুলি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা অপরিহার্য:

১. কাঁচামাল নির্বাচন এবং প্রাক-প্রক্রিয়াকরণ

সালফারের পরিমাণ

• নিয়ন্ত্রণ মান: অপরিশোধিত পেট্রোলিয়াম কোকের সালফারের পরিমাণ ≤০.৫% হওয়া উচিত। উচ্চ-সালফারযুক্ত কোক গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়ার সময় গ্যাসীয় প্রসারণ ঘটাতে পারে, যার ফলে উৎপাদিত পণ্যে ফাটল ধরে।
• প্রভাব: সালফারের পরিমাণ প্রতি ০.১% কমালে পণ্যের ফাটলের হার ১৫%-২০% কমে যায় এবং রোধ ক্ষমতা ৫%-৮% হ্রাস পায়।

ছাইয়ের বিষয়বস্তু

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: ছাইয়ের পরিমাণ ≤০.৩% হওয়া উচিত এবং প্রধান অপদ্রব্যগুলো হলো লোহা, সিলিকন ও ক্যালসিয়ামের মতো ধাতব অক্সাইড।
• প্রভাব: ছাইয়ের পরিমাণ প্রতি ০.১% বৃদ্ধি পেলে পণ্যের রোধ ক্ষমতা ১০%-১৫% বেড়ে যায় এবং যান্ত্রিক শক্তি ৮%-১০% কমে যায়।

কণার আকার বন্টন

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: দানাদার কোকের পরিমাণ ≥৮০% এবং গুঁড়ো কোকের (কণার আকার <০.৫ মিমি) পরিমাণ ≤২০% হতে হবে।
• প্রভাব: অতিরিক্ত গুঁড়ো কোক ক্যালসিনেশনের সময় জমাট বেঁধে যেতে পারে, যা উদ্বায়ী পদার্থ অপসারণকে প্রভাবিত করে; দানাদার কোকের উন্নত সমরূপতা গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়ার শক্তি খরচ ৫%-১০% কমিয়ে দেয়।

ক্যালসিনেশন প্রক্রিয়া

• তাপমাত্রা: ১২০০-১৪০০° সেলসিয়াস, ৮-১২ ঘণ্টার জন্য।
• কার্যকারিতা: উদ্বায়ী পদার্থ অপসারণ করে (৮%-১৫% থেকে কমিয়ে <১%) এবং প্রকৃত ঘনত্ব বৃদ্ধি করে (১.৯ গ্রাম/সেমি³ থেকে বাড়িয়ে ≥২.০৫ গ্রাম/সেমি³ করে)।
• নিয়ন্ত্রণ বিন্দু: ক্যালসিনেশনের পর প্রকৃত ঘনত্ব অবশ্যই ≥২.০৮ গ্রাম/সেমি³ হতে হবে; অন্যথায়, গ্রাফিটাইজেশনের জটিলতা বাড়ে এবং রোধাঙ্ক বৃদ্ধি পায়।

২. গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়া

তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ

• কোর প্যারামিটার: ২৮০০-৩০০০°C, যা ৪৮-৭২ ঘণ্টা ধরে বজায় রাখা হয়।
• প্রভাব:
  • প্রতি ১০০°C তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে স্ফটিকতা ৫%-৮% বৃদ্ধি পায় এবং রোধ ৩%-৫% হ্রাস পায়।
  • অপর্যাপ্ত তাপমাত্রা (<২৭০০°সে.)-র ফলে অনিয়তাকার কার্বন অবশেষ তৈরি হয়, এবং উৎপাদিত দ্রব্যের রোধাঙ্ক >১৫ μΩ·m হয়; অতিরিক্ত তাপমাত্রা (>৩২০০°সে.) কার্বনের কাঠামোগত ক্ষতি করতে পারে।

তাপমাত্রার অভিন্নতা

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: চুল্লির কেন্দ্র এবং প্রান্তের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য ≤১৫০°C, এবং থার্মোকাপলের ব্যবধান ≤৩০ সেমি।
• প্রভাব: প্রতি ৫০°C তাপমাত্রা পার্থক্য বৃদ্ধির ফলে স্থানীয় রোধের তারতম্য ১০%-১৫% বৃদ্ধি পায় এবং উৎপাদনের পরিমাণ ৫%-৮% হ্রাস পায়।

উত্তাপের হার

• নিয়ন্ত্রণ মান:
  • ২৫-৮০০°সে পর্যায়: ≤৩°সে/ঘণ্টা (তাপীয় পীড়নজনিত ফাটল প্রতিরোধ করার জন্য)।
  • ৮০০-১২৫০°C পর্যায়: ≤৫°C/ঘণ্টা (সুশৃঙ্খল কার্বন কাঠামো গঠনকে উৎসাহিত করার জন্য)।
• প্রভাব: অতিরিক্ত হারে তাপ প্রয়োগের ফলে পণ্যের আয়তন ১৫%-এর বেশি সংকুচিত হয়, যার ফলে ফাটল ধরে।

সুরক্ষামূলক বায়ুমণ্ডল

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: নাইট্রোজেন প্রবাহের হার ০.৮-১.২ ঘনমিটার/ঘণ্টা, অথবা আর্গন/শূন্যস্থান পরিবেশের ব্যবহার।
• কার্যকারিতা: জারণ প্রতিরোধ করা এবং অশুদ্ধির পরিমাণ কমানো (যেমন, অক্সিজেনের পরিমাণ ০.৫% থেকে কমে <০.১%)।

III. পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণ এবং পরিশোধন

শীতলীকরণের হার

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: গ্রাফিটাইজেশনের পর ধীর শীতলীকরণের হার ≤২০°C/ঘণ্টা।
• প্রভাব: দ্রুত শীতলীকরণের ফলে অবশিষ্ট তাপীয় পীড়ন সৃষ্টি হয়, যা পণ্যের তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা ৩০%-৫০% পর্যন্ত হ্রাস করে।

চূর্ণ এবং চালনা

• নিয়ন্ত্রণ মানদণ্ড: কণার আকার D50 ১০-২০ μm-এ নিয়ন্ত্রিত, এবং পৃষ্ঠতলের প্রলেপের (যেমন, পিচ বা রাসায়নিক বাষ্প জমাটকরণ) পুরুত্বের সমরূপতা ≤৫%।
• কার্যকারিতা: কণার গঠন উন্নত করে এবং পণ্যের স্থূল ঘনত্ব বৃদ্ধি করে (০.৮ গ্রাম/সেমি³ থেকে ≥১.২ গ্রাম/সেমি³ পর্যন্ত)।

পরিশোধন চিকিৎসা

• হ্যালোজেন বিশুদ্ধকরণ: Cl₂ গ্যাস ১৯০০-২৩০০°C তাপমাত্রায় ২৪ ঘণ্টা ধরে বিক্রিয়া করে অপদ্রব্যের পরিমাণ ≤৫০ ppm-এ কমিয়ে আনে।
• ভ্যাকুয়াম পরিশোধন: ৫০ ঘন্টা ধরে ১০⁻³ Pa ভ্যাকুয়ামে বজায় রাখা হয়, যার ফলে মোট অশুদ্ধির পরিমাণ ≤১০ ppm হয় (উচ্চমানের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য)।

৪. মূল নিয়ন্ত্রণ পয়েন্টগুলির সারসংক্ষেপ

V. প্রযুক্তিগত প্রবণতা এবং সর্বোত্তমকরণের দিকনির্দেশনা

অতিসূক্ষ্ম কাঠামো নিয়ন্ত্রণ: আইসোট্রপি বৃদ্ধি করতে এবং রোধাঙ্ক <5 μΩ·m-এ হ্রাস করার জন্য 0.1-1 μm কোক পাউডার তৈরির প্রযুক্তি উদ্ভাবন করা।
স্মার্ট ম্যানুফ্যাকচারিং সিস্টেম: উৎপাদন ৯৫% পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে ডিজিটাল টুইন-ভিত্তিক তাপমাত্রা ক্ষেত্রের গতিশীল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা প্রয়োগ করুন।
সবুজ প্রক্রিয়া: কার্বন ডাইঅক্সাইড (CO₂) নির্গমন কমাতে বিজারক পদার্থ হিসেবে হাইড্রোজেন ব্যবহার করা; শক্তি খরচ ১০%-১৫% কমানোর জন্য বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার প্রযুক্তি গ্রহণ করা।

এই প্যারামিটারগুলো কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে, গ্রাফিটাইজড পেট্রোলিয়াম কোকে ≥৯৯.৯% কার্বন উপাদান, ৫-৭ μΩ·m রোধাঙ্ক এবং ১.৫-২.৫×১০⁻⁶/°C তাপীয় প্রসারণ সহগ অর্জন করা সম্ভব, যা উচ্চমানের শিল্প প্রয়োগের চাহিদা পূরণ করে।