石墨電極的各種工序流程詳解
原料: 用于炭素生產(chǎn)的原料有哪些
在炭素生產(chǎn)中,,通常采用的原料可分為固體炭質(zhì)原料和粘結(jié)劑及浸漬劑兩類(lèi),。固體炭質(zhì)原料包括石油焦,、瀝青焦,、冶金焦,、無(wú)煙煤,、天然石墨和石墨碎等,;粘結(jié)劑和浸漬劑包括煤瀝青,、煤焦油,、蒽油和合成樹(shù)脂等,。此外生產(chǎn)中還使用一些輔助物料,如石英砂,、冶金焦粒和焦粉,。生產(chǎn)一些特種炭和石墨制品(如炭纖維、活性炭,、熱解炭和熱解石墨,、玻璃炭)則采用其他一些特殊原料。
煅燒:什么叫煅燒,?哪些原料需要煅燒
碳質(zhì)原料在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫(1200-1500°C)熱處理的過(guò)程稱(chēng)為煅燒,。煅燒是炭素生產(chǎn)的第一道熱處理工序,煅燒使各種炭質(zhì)原料的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生一系列變化,。
無(wú)煙煤和石油焦都含有一定數(shù)量的揮發(fā)份,,需要進(jìn)行煅燒,。瀝青焦和冶金焦的成焦溫度比較高(1000°C以上),相當(dāng)于炭素廠內(nèi)煅燒爐的溫度,,可以不再煅燒,,只需烘干水分即可。但如果瀝青焦和石油焦在煅燒前混合使用,,則應(yīng)與石油焦一起送入煅燒爐煅燒,。天然石墨和炭黑則不需要進(jìn)行煅燒。
壓型:擠壓成型原理是怎樣的
擠壓過(guò)程的本質(zhì)是在壓力下使糊料通過(guò)一定形狀的模嘴后,,受到壓實(shí)和塑性變形而成為具有一定形狀和尺寸的毛胚。擠壓成型過(guò)程主要是糊料的塑性變形過(guò)程,。
糊料擠壓過(guò)程是在料室(或稱(chēng)糊缸)和圓弧式型嘴內(nèi)進(jìn)行的,。裝入料室內(nèi)的熱糊料在后部主柱塞的推動(dòng)下。迫使糊料內(nèi)的氣體不斷排除,,糊料不斷密實(shí),,同時(shí)糊料向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)糊料在料室的圓筒部分運(yùn)動(dòng)時(shí),,糊料可看作穩(wěn)定流動(dòng),,各顆粒料層基本上是平行移動(dòng)的。當(dāng)糊料進(jìn)入到具有圓弧變形的擠壓嘴子部位時(shí),,緊貼嘴壁的糊料前進(jìn)中受到較大的摩擦阻力,,料層開(kāi)始彎曲,糊料內(nèi)部產(chǎn)生不相同的推進(jìn)速度,,內(nèi)層糊料推進(jìn)超前,,導(dǎo)致制品沿徑向密度不均勻,因此在擠壓塊內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)外層流速不同而引起的內(nèi)應(yīng)力,。最后糊料進(jìn)入直線變形部分而被擠出,。
焙燒: 什么是焙燒?焙燒的目的是什么
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:
(1)排除揮發(fā)分 使用煤瀝青作粘結(jié)劑的制品,,經(jīng)焙燒后一般排出約10%的揮發(fā)分,。因此,焙燒成品率一般在90%以下,。
(2)粘結(jié)劑焦化 生制品按一定的工藝條件進(jìn)行焙燒,,使粘結(jié)劑焦化,在骨料顆粒間形成焦炭網(wǎng)絡(luò),,把所有不同粒度的骨料牢固地連結(jié)在一起,,使制品具有一定的理化性能,。在相同條件下,焦化率越高,,其質(zhì)量越好,。一般中溫瀝青的結(jié)焦殘?zhí)柯蕿?0%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(chēng)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,。如石墨化制品的總孔度一般達(dá)25-32%,炭素制品的總孔度一般為16-25%,。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,。一般說(shuō)來(lái),石墨化制品的孔度增加,,其體積密度下降,,電阻率上升,機(jī)械強(qiáng)度減少,,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,。
石墨化:何謂石墨化?石墨化的目的是什么
石墨化是把焙燒制品置于石墨化爐內(nèi)保護(hù)介質(zhì)中加熱到高溫,,使六角碳原子平面網(wǎng)格從二維空間的無(wú)序重疊轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間的有序重疊,,且具有石墨結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚磉^(guò)程。
其目的是:
(1)提高產(chǎn)品的熱,、電傳導(dǎo)性,。
(2)提高產(chǎn)品的耐熱沖擊性和化學(xué)穩(wěn)定性。
(3)提高產(chǎn)品的潤(rùn)滑性,、抗磨性。
(4)排除雜質(zhì),,提高產(chǎn)品強(qiáng)度,。
機(jī)械加工:炭素制品為什么要進(jìn)行機(jī)械加工
(1)整形的需要
具有一定的尺寸和形狀的壓型后的炭素生制品,在焙燒和石墨化過(guò)程中發(fā)生不同程度的變形,、碰損,,同時(shí)其表面還粘結(jié)著一些填充料,如果不經(jīng)過(guò)機(jī)械加工就不能使用,,因此必須對(duì)產(chǎn)品整形,,加工成規(guī)定的幾何形狀。
(2)使用的需要
按照用戶(hù)的使用要求進(jìn)行加工,。如電爐煉鋼的石墨電極需要連接使用,,必須在產(chǎn)品兩端車(chē)制成螺紋孔,然后用特制的帶螺紋的接頭將兩根電極連接起來(lái)使用,。
(3)工藝上的需要
有的產(chǎn)品要根據(jù)用戶(hù)使用上的工藝需要,,加工成特殊的形狀和規(guī)格,甚至要求較低的表面粗糙度,。
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