石墨電極,主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對(duì)爐料進(jìn)行加熱熔化的導(dǎo)體,根據(jù)其質(zhì)量指標(biāo)高低,可分為普通功率、高功率和功率。
石墨電極焙燒品,包括制造功率石墨電極,高功率石墨電極和普通功率石墨電極的炭素焙燒品。生產(chǎn)的石墨電極焙燒品的生產(chǎn)工藝為擠壓成型,其質(zhì)量?jī)?yōu)于YB-TO99-1977標(biāo)準(zhǔn),其大特點(diǎn)是體積密度大,抗壓強(qiáng)度高,電陰率低,易石墨化。石墨成品率高,在全國(guó)有較高的聲譽(yù)。
沖壓:擠壓成形的原理是什么?
擠出工藝的實(shí)質(zhì)是使糊料通過(guò)一定形狀的???,經(jīng)過(guò)壓實(shí)和塑性變形,形成具有一定形狀和尺寸的毛胚。擠出過(guò)程主要是糊料的塑性變形過(guò)程。
焙燒:什么是煅燒?烘焙的目的是什么?
焙燒是壓型后的生制品在加熱爐內(nèi)的保護(hù)介質(zhì)中,在隔絕空氣的條件下,按一定的升溫速度進(jìn)行加熱的熱處理過(guò)程。
焙燒的目的在于:主要研究結(jié)果如下:
(1)以煤瀝青為粘結(jié)劑的產(chǎn)品經(jīng)焙燒后揮發(fā)分的排放量約為10%。因此,焙燒產(chǎn)率一般低于90%。
(2) 結(jié)焦原料按一定的工藝條件焙燒,結(jié)合劑結(jié)焦,在集料顆粒間形成焦炭網(wǎng)絡(luò),使不同粒徑的集料牢固連接在一起,使產(chǎn)品具有一定的理化性能。在相同條件下,焦燒率越高,產(chǎn)品質(zhì)量越好。中溫瀝青的殘余碳含量一般在50%左右.
(3)固定幾何形式 生制品在焙燒過(guò)程中,發(fā)生軟化,粘結(jié)劑遷移現(xiàn)象。隨著溫度的升高,形成焦化網(wǎng),使制品僵化。因此,溫度再升高,其形狀也不改變。
(4)降低電阻率 在焙燒過(guò)程中,由于揮發(fā)分的排除,瀝青焦化形成焦炭網(wǎng)格,瀝青發(fā)生分解和聚合反應(yīng),生成大的六角炭環(huán)平面網(wǎng)等原因,電阻率大幅度下降。生制品電阻率大約10000×10-6Ω〃m,經(jīng)過(guò)焙燒后降至40--50×10-6Ω〃m ,稱為良導(dǎo)體。
(5)體積進(jìn)一步收縮 焙燒后制品直徑收縮1%左右,長(zhǎng)度收縮2%左右,體積收縮為2-3%。
浸漬:為什么要對(duì)炭素制品進(jìn)行浸漬?經(jīng)壓成型后的生制品孔度很低。但是生制品在焙燒后,由于煤瀝青在焙燒過(guò)程中一部分分解成氣體逸出,另一部分焦化為瀝青焦。生成瀝青焦的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤瀝青原來(lái)占有的體積,雖然在焙燒過(guò)程中稍有收縮,但仍在產(chǎn)品內(nèi)部形成許多不規(guī)則的并且孔徑大小不等的微小氣孔。由于大量氣孔的存在必然會(huì)對(duì)產(chǎn)品的理化性能產(chǎn)生一定的影響。在一定的溫度下的氧化速度加快,耐腐蝕也變壞,氣體和液體更容易滲透。
浸漬是一種減少產(chǎn)品孔度,提高密度,增加抗壓強(qiáng)度,降低成品電阻率,改變產(chǎn)品的理化性能的工藝過(guò)程。
電極生坯焙燒(baking of green carbon body)是指生坯在填充料保護(hù)下(防止氧化及變形)、進(jìn)行高溫?zé)崽幚硎姑簽r青炭化的工藝過(guò)程。焙燒是電極生產(chǎn)過(guò)程中,重要的一個(gè)工藝過(guò)程,也是復(fù)雜的一個(gè)過(guò)程,這個(gè)過(guò)中即有物理變化,同時(shí)又化學(xué)變化。終石墨電極的機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和性能都取決于焙燒時(shí)黏結(jié)劑轉(zhuǎn)變成結(jié)焦炭的數(shù)量,而且機(jī)械性能與焦化值有直接關(guān)系。
應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)用于電弧煉鋼爐;電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼產(chǎn)量的18%左右,煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%~80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內(nèi)導(dǎo)入電流,利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧所產(chǎn)生的高溫?zé)嵩磥?lái)進(jìn)行冶煉。
(2)用于礦熱電爐;礦熱電爐主要用于生產(chǎn)工業(yè)硅和黃磷等,其特點(diǎn)是導(dǎo)電電極的下部埋在爐料中,在料層內(nèi)形成電弧,并利用爐料自身的電阻所發(fā)出的熱能來(lái)加熱爐料,其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極,例如每生產(chǎn)1t硅需消耗石墨電極約100kg,每生產(chǎn)1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐;生產(chǎn)石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產(chǎn)碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐,爐內(nèi)所裝物料既是發(fā)熱電阻又是被加熱對(duì)象,通常,導(dǎo)電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中,用于此處的石墨電極不連續(xù)消耗。
(4)用于制備異型石墨產(chǎn)品;石墨電極的毛坯還用于加工成各種坩堝、模具、舟皿和發(fā)熱體等異型石墨產(chǎn)品。例如,在石英玻璃行業(yè),每生產(chǎn)1t電熔管,需用石墨電極坯料10t;每生產(chǎn)1t石英磚,需消耗石墨電極坯料100kg。
浸漬是將炭材料置于壓力容器中,在一定的溫度和壓力條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到制品電極孔隙中的工藝過(guò)程。目的是降低制品氣孔率,增加制品體積密度和機(jī)械強(qiáng)度,改善制品的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。