石墨電極的質(zhì)料及制作工藝
石墨電極是選用石油焦,、針狀焦為骨料,煤瀝青為粘結(jié)劑,,通過(guò)混捏,、成型、焙燒,、浸漬,、石墨化、機(jī)械加工等一 系列工藝過(guò)程出產(chǎn)出來(lái)的一種耐高溫石墨質(zhì)導(dǎo)電資料,。
石墨電極是電爐煉鋼的重要高溫導(dǎo)電資料,,通過(guò)石墨電極向電爐輸入電能,運(yùn)用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧產(chǎn)生的高溫作為熱源,,使?fàn)t料熔化進(jìn)行煉鋼,。其他一些鍛煉黃磷、工業(yè)硅、磨料等資料的礦熱爐也用石墨電極作為導(dǎo)電資料,。運(yùn)用石墨電極優(yōu)秀而特別的物理化學(xué)性能,,在其他工業(yè)部門也有廣泛的用處。
出產(chǎn)石墨電極的質(zhì)料有石油焦,、針狀焦和煤瀝青
石油焦是石油渣油,、石油瀝青經(jīng)焦化后得到的可燃固體產(chǎn)物。色黑多孔,,首要元素為碳,,灰分含量很低,一般在0.5%以下,。石油焦屬于易石墨化炭一類,,石油焦在化工、冶金等行業(yè)中有廣泛的用處,,是出產(chǎn)人造石墨制品及電解鋁用炭素制品的首要質(zhì)料,。
石油焦按熱處理溫度區(qū)別可分為生焦和煅燒焦兩種,前者由延遲焦化所得的石油焦,,含有許多的蒸發(fā)分,,機(jī)械強(qiáng)度低,煅燒焦是生焦經(jīng)煅燒而得,。我國(guó)大都煉油廠只出產(chǎn)生焦,,煅燒作業(yè)多在炭素廠內(nèi)進(jìn)行。
石油焦按硫分的凹凸區(qū)別,,可分為高硫焦(含硫1.5%以上),、中硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三種,,石墨電極及其它人造石墨制品出產(chǎn)一般運(yùn)用低硫焦出產(chǎn),。
針狀焦是外觀具有顯著纖維狀紋路,、熱膨脹系數(shù)特別低和很容易石墨化的一種優(yōu)質(zhì)焦炭,,焦塊破裂時(shí)能按紋路分裂成細(xì)長(zhǎng)條狀顆粒(長(zhǎng)寬比一般在1.75以上),在偏光顯微鏡下可觀察到各向異性 的纖維狀結(jié)構(gòu),,因而稱之為針狀焦,。
針狀焦物理機(jī)械性質(zhì)的各向異性十分顯著, 平行于顆粒長(zhǎng)軸方向具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,熱膨脹系數(shù)較低,,在揉捏成型時(shí),,大部分顆粒的長(zhǎng)軸按擠出方向排列。因而,,針狀焦是制作高功率或超高功率石墨電極的要害質(zhì)料,,制成的石墨電極電阻率較低,熱膨脹系數(shù)小,抗熱震性能好,。
針狀焦分為以石油渣油為質(zhì)料出產(chǎn)的油系針狀焦和以精制煤瀝青質(zhì)料出產(chǎn)的煤系針狀焦,。
煤瀝青是煤焦油深加工的首要產(chǎn)品之一。為多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?,常溫下為黑色高粘度半固體或固體,,無(wú)固定的熔點(diǎn),受熱后軟化,,繼而熔化,,密度為1.25-1.35g/cm3。按其軟化點(diǎn)凹凸分為低溫,、中溫和高溫瀝青三種,。中溫瀝青產(chǎn)率為煤焦油的54-56%。煤瀝青的組成極為雜亂,,與煤焦油的性質(zhì)及雜原子的含量有關(guān),,又受煉焦工藝制度和煤焦油加工條件的影響。表征煤瀝青特性的指標(biāo)許多,,如瀝青軟化點(diǎn),、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI),、結(jié)焦值和煤瀝青流變性等,。
煤瀝青在炭素工業(yè)中作為粘結(jié)劑和浸漬劑運(yùn)用,其性能對(duì)炭素制品出產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量影響極大,。粘結(jié)劑瀝青一般運(yùn)用軟化點(diǎn)適中,、結(jié)焦值高、β樹(shù)脂高的中溫或中溫改質(zhì)瀝青,,浸漬劑要運(yùn)用軟化點(diǎn)較低,、 QI低、流變性能好的中溫瀝青,。

