論文題目：石墨電極生產(chǎn)工藝研究摘要石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料，煤焦油瀝青為粘結(jié)劑，經(jīng)焙燒、配料、捏合、壓制、焙燒、石墨化、和機(jī)械加工，是以電弧形式釋放電能來(lái)加熱熔化電弧爐爐料的導(dǎo)體，對(duì)石墨電極生產(chǎn)過(guò)程中影響石墨電極質(zhì)量的原因，提出建議關(guān)于如何提高石墨電極的質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)了原材料質(zhì)量的重要性，建議添加碳纖維來(lái)提高電極硬度； 改善電極接頭形狀，減少接頭故障，提高電極壽命。 關(guān)鍵詞：石墨電極，焙燒； 調(diào)味、捏合、壓制、燒結(jié)、石墨化、機(jī)加工 、焦炭、焦炭、、、、、、、、并以 的形式加熱熔化、、以及 、、;、.:;;;;;;; 目錄 1. 簡(jiǎn)介 2. 原料選擇與烘焙 2.1 原料種類(lèi) 2.2 烘焙 3. 配料與成型 3.1 調(diào)味 3.2 壓榨 3.2.1 大豆溫度對(duì)坯體密度的影響 3.2.2 瀝青溫度對(duì)坯體密度的影響 3.2 .3 上糊溫度和室室溫對(duì)坯體密度的影響 4. 焙燒 4.1 燒結(jié)過(guò)程 4.2 燒結(jié)過(guò)程的影響和誘發(fā) 4.2.14.2.2 壓力的影響 4.3 填充材料 5. 浸漬 5.1 浸漬過(guò)程 6. 電極石墨化 6.1石墨化轉(zhuǎn)變?cè)?6.2 影響石墨化的主要原因 6.2.1 原料 6.2.2 溫度停留時(shí)間 6.2.3 壓力 6.3 石墨化生產(chǎn)工藝 6.3.1 爐內(nèi)裝料 6.6． 3.3 冷卻和卸料 6.4 串聯(lián)電極之間的接觸形式 7. 石墨化成品的機(jī)械加工 7.1 電極及接頭加工技術(shù) 7.1.2 球磨爐料基礎(chǔ)知識(shí) 7.1.3 電極加工技術(shù) 7.1.4 接頭生產(chǎn)技術(shù) 8 提高電極質(zhì)量和減少電極損耗 8.1 級(jí)配和粘結(jié)劑的選擇 8.2 接頭設(shè)計(jì)的改進(jìn)理念 8.3 石墨電極斷裂原因及其抑制措施 9.結(jié)論 10.參考文獻(xiàn) 11.致謝 1.引言 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)所用鋼材質(zhì)量的要求在工業(yè)上的地位越來(lái)越高。 為了提高鋼的質(zhì)量，增加煉鐵的生產(chǎn)成本，對(duì)焦化用石墨電極的生產(chǎn)提出了更高的要求。 石墨電極是電爐煉鐵的重要低溫導(dǎo)電材料。 電能通過(guò)石墨電極輸入電爐。 利用電極端部與爐料之間電弧形成的低溫作為熱源，使?fàn)t料熔化進(jìn)行熔煉。 其他一些電爐煉鋼或電解設(shè)備也經(jīng)常使用石墨。 電極是導(dǎo)電材料。

2000年，世界消耗石墨電極約100萬(wàn)噸，中國(guó)2000年消耗石墨電極約25萬(wàn)噸。借助石墨電極優(yōu)異的數(shù)學(xué)和物理性能，也廣泛應(yīng)用于其他工業(yè)部門(mén)。 以生產(chǎn)石墨電極為主的炭素制品工業(yè)已成為當(dāng)代原材料工業(yè)的重要組成部分。 本文對(duì)現(xiàn)代石墨電極生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探討。 按其質(zhì)量指標(biāo)可分為普通功率、高功率和超高功率。 主要分為三類(lèi)（1）普通功率石墨電極（RP）。 允許使用電壓密度高于17A/dm2的石墨電極，主要用于焦化、硅、黃磷等普通功率電爐。 (2)高功率石墨電極(HP)。 允許使用電壓密度為18-25A/dm2的石墨電極，主要用于焦化用大功率電弧爐。 (3)超高功率石墨電極(UHP)。 允許使用電壓密度小于25A/dm2的石墨電極。 主要用于超高功率冶煉電弧爐。 石墨電極主要用途： (1)電爐煉鐵。 電爐熔煉使用石墨電極將電壓引入爐內(nèi)。 強(qiáng)大的電壓通過(guò)電極上端的二氧化碳形成電弧放電，借助電弧形成的熱量來(lái)熔煉鐵。 根據(jù)電爐的容量，采用不同半徑的石墨電極。 為了使電極能夠連續(xù)使用，電極之間采用電極螺紋接頭連接。 冶煉用石墨電極約占石墨電極總量的70-80%。 (2)用于礦熱電爐。 石墨電極浸沒(méi)式熱電爐主要用于生產(chǎn)鐵合金、純硅、黃磷、冰銅和電石等。其特點(diǎn)是導(dǎo)電電極上部埋在爐料內(nèi)，因此除了電池與充電物之間電弧產(chǎn)生的熱量，電壓通過(guò)時(shí)，充電材料的內(nèi)阻也會(huì)形成熱量。

每斤硅需消耗石墨電極，每斤黃磷需消耗石墨電極40kg左右。 (3) 對(duì)于內(nèi)電阻爐。 生產(chǎn)石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔化爐、生產(chǎn)氧化鋁的電爐等都是電阻爐。 爐內(nèi)的物料既是加熱電阻，又是被加熱物體。 一般用于導(dǎo)電的石墨電極插入爐膛末端的燃燒器壁內(nèi)，因此導(dǎo)電電極不會(huì)持續(xù)消耗[1]。 石墨電極生產(chǎn)工藝流程圖如下： 圖1-1 石墨電極生產(chǎn)工藝流程圖 石墨電極具有以下特點(diǎn)： （1）耐低溫性能好 石墨的硬度不會(huì)隨著溫度的下降而增加，而是會(huì)降低。 800～1300）℃高溫段工作，可滿(mǎn)足電極硬度的需要。 (2)穩(wěn)定性好。 石墨在急冷急熱條件下使用（如鹽爐頻繁啟停），不易因形成裂紋而破裂。 (2)良好的導(dǎo)電性石墨還隨著溫度的下降而提高導(dǎo)電性。 在低溫范圍內(nèi)使用，消耗能源少，有利于節(jié)能。 (3)導(dǎo)熱性能特殊。 在鹽爐的工作溫度范圍（800-1300）℃內(nèi)，石墨的導(dǎo)熱系數(shù)增大，有利于烘箱隔熱性能的提高。 (4)良好的物理穩(wěn)定性石墨是碳最穩(wěn)定的變體。 在（800-1300）℃范圍內(nèi)，石墨具有較強(qiáng)的抗熔鹽腐蝕能力，因此石墨電極堅(jiān)固耐用，壽命長(zhǎng)。 因?yàn)樵谑姌O的實(shí)際生產(chǎn)中，總產(chǎn)量波動(dòng)較大。 本文詳細(xì)介紹了各工序、各生產(chǎn)工序的影響因素和需要控制的工藝參數(shù)，以及提高電極質(zhì)量的一些建議。

希望能為石墨電極的生產(chǎn)質(zhì)量控制和產(chǎn)品良率的提高提供參考。 2 原料選擇及焙燒 2.1 原料類(lèi)型 石油焦是一種具有金屬光澤、具有微孔的白色或深紫色硬質(zhì)固體石油產(chǎn)品。 石油焦成分為碳溴化合物，含碳90-97%，氫1.5-8%，并富含氮、氯、硫和重金屬化合物。 針狀焦具有明顯的棒狀結(jié)構(gòu)和纖維狀結(jié)構(gòu)，主要用作煉鐵中的高功率和超高功率石墨電極。 由于針狀焦在硫濃度、灰分、揮發(fā)分、真密度等方面有嚴(yán)格的質(zhì)量指標(biāo)要求，因此對(duì)針狀焦的生產(chǎn)工藝和原料都有特殊要求。 煤焦油瀝青是以煤分餾得到的煤油為原料，再經(jīng)分餾加工而成的瀝青。 高溫下呈白色韌性條狀，有光澤； 有臭味，熔化時(shí)易燃、有毒。 它是一種二次可燃固體。 石墨電極所用瀝青的軟化點(diǎn)在75-90℃之間。 2.2 焙燒 焙燒是炭素及石墨制品生產(chǎn)的第一道工序，煅燒料的質(zhì)量直接影響炭素制品的質(zhì)量。 在碳質(zhì)原料中，氫以碳溴化合物的形式存在，并與碳原子的價(jià)電子結(jié)合。 碳原子失去自由電子，使得石油焦原料在焙燒前具有較高的內(nèi)電阻率。 然而，煅燒焦的性能與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。 石墨層排列有序，點(diǎn)（層）堆積缺陷少，石墨化程度高，因而濁度高，質(zhì)量好。

一般認(rèn)為，焙燒機(jī)理是在焙燒初期，原料中的揮發(fā)分逸出，氫濃度增加，體積收縮，真密度增加。 性破裂，脫氫，碳原子從鍵合狀態(tài)中解放出來(lái)，使焙燒原料的導(dǎo)電性增強(qiáng)，內(nèi)電阻率增加，體積進(jìn)一步收縮。 鍛燒料真密度的增加主要是由于鍛燒料在低溫下不斷逸出揮發(fā)分，同時(shí)發(fā)生分解和縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重排和體積收縮。 對(duì)于相同的生焦質(zhì)量，焙燒溫度越高，晶體缺陷越少，煅后焦的揮發(fā)分含量越低，真密度越高。 焙燒可除去原料中的水分、揮發(fā)物和部分硫。 同時(shí)，原料經(jīng)焙燒后體積收縮穩(wěn)定，各項(xiàng)理化性能指標(biāo)大幅提高。 它對(duì)于提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量起著非常重要的作用。 重要作用，焙燒后的原料質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表1。 表2-1 燃燒原料質(zhì)量指標(biāo) 指標(biāo)項(xiàng)目 比內(nèi)阻 Ωmm2/m 比重 g/m3 酸值 % 石油焦 瀝青焦 無(wú)褐煤