石墨電極的各種工序流程詳解

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生一系列變化。
無煙煤和石油焦都含有一定數量的揮發份，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炭率為50%左右。
（3）固定幾何形式 生制品在焙燒過程中，發生軟化，粘結劑遷移現象。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，由于揮發分的排除，瀝青焦化形成焦炭網格，瀝青發生分解和聚合反應，生成大的六角炭環平面網等原因，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為三維空間的有序重疊，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
有的產品要根據用戶使用上的工藝需要，加工成特殊的形狀和規格，甚至要求較低的表面粗糙度。