石墨電極的各種工序流程詳解
原料: 用于炭素生產的原料有哪些
在炭素生產中,,通常采用的原料可分為固體炭質原料和粘結劑及浸漬劑兩類,。固體炭質原料包括石油焦,、瀝青焦,、冶金焦,、無煙煤,、天然石墨和石墨碎等,;粘結劑和浸漬劑包括煤瀝青,、煤焦油,、蒽油和合成樹脂等,。此外生產中還使用一些輔助物料,如石英砂,、冶金焦粒和焦粉,。生產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
碳質原料在隔絕空氣的條件下進行高溫(1200-1500°C)熱處理的過程稱為煅燒,。煅燒是炭素生產的第一道熱處理工序,,煅燒使各種炭質原料的結構和物理化學性質發(fā)生一系列變化。
無煙煤和石油焦都含有一定數(shù)量的揮發(fā)份,,需要進行煅燒,。瀝青焦和冶金焦的成焦溫度比較高(1000°C以上),相當于炭素廠內煅燒爐的溫度,,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行煅燒。
壓型:擠壓成型原理是怎樣的
擠壓過程的本質是在壓力下使糊料通過一定形狀的模嘴后,,受到壓實和塑性變形而成為具有一定形狀和尺寸的毛胚,。擠壓成型過程主要是糊料的塑性變形過程。
糊料擠壓過程是在料室(或稱糊缸)和圓弧式型嘴內進行的,。裝入料室內的熱糊料在后部主柱塞的推動下,。迫使糊料內的氣體不斷排除,糊料不斷密實,,同時糊料向前運動,。當糊料在料室的圓筒部分運動時,糊料可看作穩(wěn)定流動,,各顆粒料層基本上是平行移動的,。當糊料進入到具有圓弧變形的擠壓嘴子部位時,緊貼嘴壁的糊料前進中受到較大的摩擦阻力,,料層開始彎曲,,糊料內部產生不相同的推進速度,內層糊料推進超前,,導致制品沿徑向密度不均勻,,因此在擠壓塊內產生內外層流速不同而引起的內應力。最后糊料進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的保護介質中,在隔絕空氣的條件下,,按一定的升溫速度進行加熱的熱處理過程,。
焙燒的目的在于:
(1)排除揮發(fā)分 使用煤瀝青作粘結劑的制品,經焙燒后一般排出約10%的揮發(fā)分,。因此,,焙燒成品率一般在90%以下,。
(2)粘結劑焦化 生制品按一定的工藝條件進行焙燒,使粘結劑焦化,,在骨料顆粒間形成焦炭網絡,,把所有不同粒度的骨料牢固地連結在一起,使制品具有一定的理化性能,。在相同條件下,,焦化率越高,其質量越好,。一般中溫瀝青的結焦殘?zhí)柯蕿?0%左右,。
(3)固定幾何形式 生制品在焙燒過程中,發(fā)生軟化,,粘結劑遷移現(xiàn)象,。隨著溫度的升高,形成焦化網,,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 在焙燒過程中,由于揮發(fā)分的排除,,瀝青焦化形成焦炭網格,瀝青發(fā)生分解和聚合反應,,生成大的六角炭環(huán)平面網等原因,,電阻率大幅度下降。生制品電阻率大約10000×10-6Ω?m,經過焙燒后降至40--50×10-6Ω?m ,,稱為良導體
(5)體積進一步收縮 焙燒后制品直徑收縮1%左右,,長度收縮2%左右,體積收縮為2-3%,。
浸漬:為什么要對炭素制品進行浸漬
經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遠小于煤瀝青原來占有的體積,雖然在焙燒過程中稍有收縮,,但仍在產品內部形成許多不規(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對產品的理化性能產生一定的影響,。一般說來,,石墨化制品的孔度增加,其體積密度下降,,電阻率上升,,機械強度減少,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。
浸漬是一種減少產品孔度,,提高密度,,增加抗壓強度,降低成品電阻率,,改變產品的理化性能的工藝過程,。
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保護介質中加熱到高溫,,使六角碳原子平面網格從二維空間的無序重疊轉變?yōu)槿S空間的有序重疊,,且具有石墨結構的高溫熱處理過程。
其目的是:
(1)提高產品的熱,、電傳導性,。
(2)提高產品的耐熱沖擊性和化學穩(wěn)定性。
(3)提高產品的潤滑性,、抗磨性,。
(4)排除雜質,提高產品強度,。
機械加工:炭素制品為什么要進行機械加工
(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,,在焙燒和石墨化過程中發(fā)生不同程度的變形、碰損,,同時其表面還粘結著一些填充料,,如果不經過機械加工就不能使用,因此必須對產品整形,,加工成規(guī)定的幾何形狀,。
(2)使用的需要
按照用戶的使用要求進行加工。如電爐煉鋼的石墨電極需要連接使用,,必須在產品兩端車制成螺紋孔,,然后用特制的帶螺紋的接頭將兩根電極連接起來使用。
(3)工藝上的需要
有的產品要根據(jù)用戶使用上的工藝需要,,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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