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石墨电极和针状焦

时间:2023-04-05 13:08:37 点击:194次

碳材料的生产过程是一个严格控制的系统工程。 石墨电极、特种炭素材料、铝炭素材料、新型高档炭素材料的生产,离不开原材料、设备、技术、管理四大生产要素,以及相关专有材料。 技术的结合。

原料是决定碳材料基本特性的关键要素,原料性能的好坏决定了制成的碳材料的性能。 就超高压和高压石墨电极的生产而言,优质针状焦是首选,优质粘结剂沥青和浸渍沥青也是首选。 但只有优质的原材料,缺乏武器、技术、管理要素和相关的know-how,也无法生产出优质的UHP、HP石墨电极。

本文着重就优质针状焦的一些特点谈一些个人的看法,供针状焦厂家、电极厂家、科研院所的同仁共同探讨。

我国针状焦工业化生产虽然晚于美国企业,但近年来发展迅速,初具规模。 从总产量来看,基本可以满足国外炭素企业生产针状焦用UHP、HP石墨电极的需求。 要求。 但针状焦的质量与美国公司相比仍有一定差距。 批次性能的波动影响了大型超高压和高压石墨电极生产对优质针状焦的需求,尤其是目前还没有能够满足要求的石墨电极接头。 生产中使用优质接头针状焦。

美国炭素公司常选用优质石油针状焦作为生产大规格超高压和高压石墨电极的主要原料。 台湾碳素公司也使用一些煤基针状焦作为原料,但只用于生产Φ以下的石墨电极。 我国针状焦目前以煤基针状焦为主,各炭素企业生产优质大尺寸UHP石墨电极,尤其是优质接头的生产往往依赖进口石油基针状焦。美国水岛油基针状焦和美国HSP油基针状焦为原焦。

用石墨作电极电解_石墨烯电极_石墨电极

目前,各企业生产的针状焦一般是通过碱度、真密度、硫浓度、氮浓度、粒度分布、热膨胀系数等常规性能指标与美国针状焦的商业性能指标进行比较。但是,与美国相比,在针状焦分级方面,还缺乏具有不同性能水平的针状焦分级。 因此,所生产的针状焦总体上多为“普货”,并未表现出不同品级的物美价廉的针状焦。

在针状焦性能对比方面,炭素企业除了常规的性能对比外,还应关注针状焦的热膨胀系数(CTE)、颗粒硬度、各向异性、非抑制态和抑制态膨胀数据的分类针状焦的特性,如热胀冷缩的温度范围。 由于针状焦的热性能对石墨电极生产过程中石墨化过程的控制非常重要,因此不能排除粘结剂和浸渍剂沥青烧结后产生的沥青焦热性能的影响。

1 针状焦各向异性比较

(A) 样品:Φ国外碳素厂UHP电极体;

原料针状焦:英国新代化LPC-U级,比例:100% LPC-U级; 分析:SGL鞋厂; 性能指标如表1所示。

石墨电极_石墨烯电极_用石墨作电极电解

(B)样品:国外碳素厂的Φ电极体; 原料针状焦:外厂石油针状焦,配比:100%; 分析:河南八三碳素厂; 性能指标如表2所示。

从表1和表2对比可以看出,新代化工煤系LPC-U级针状焦热性能各向异性较大,其中CTE各向异性可达3.61~4.55,内部电阻率各向异性程度也比较大,达到2.06~2.25。 国产石油针状焦除抗弯硬度优于新日化LPC-U级煤系针状焦外,各向异性评价也远高于新日化LPC-U级煤系针状焦。

成品超高功率石墨电极的各向异性性能分析是评价原料针状焦好坏的一个非常重要的分析方法,各向异性的大小其实对电极的生产工艺有一定的影响,各向异性大的电极的耐光冲击性能远好于各向异性小的普通功率电极。

目前国外煤基针状焦的产量远不及石油针状焦,因为目前炭素企业面临原料成本高、价格高的困境,很难100%使用国产针状焦在超高压电极的生产中。 生产焦炭,将一定比例的煅烧石油焦和石墨粉混合生产电极,因此国产针状焦的各向异性性能也很难评价。

2 针状焦的线性度和体积变化性能

石墨烯电极_用石墨作电极电解_石墨电极

针状焦的线性和体积变化性能在电极生产的石墨化过程中得到突出。 随着温度的变化,针状焦在石墨化过程的加热过程中会发生线性和体积的膨胀收缩变化,这直接影响到石墨化生产中电极烧结坯的线性和体积变化对于生焦的用途不同。具有不同性质和不同等级的针状焦。 此外,不同等级的针状焦和煅烧石油焦在线性度和体积变化时的温度范围不同。 只有把握好生焦的这一特点,才能更好地控制和优化石墨化过程的生产。 这尤其体现在连续石墨化的生产过程中。

表3为美国康菲石油公司制鞋厂生产的三级石油针状焦的线性和体积变化及湿度区间。 油基针状焦开始升温时,先发生线膨胀,但开始线收缩的温度往往滞后于最高焙烧温度。 从1525℃到1725℃,又开始线性膨胀。 整个线性收缩的温度范围很窄,只有200℃。 普通延迟石油焦整个线收缩的温度范围远大于针状焦,煤基针状焦介于两者之间,略小于油基针状焦。 台湾神户工业技术实验所测试结果显示,焦炭的热性能越差,线收缩的温度范围越大,可达到500-600℃范围,线收缩起始温度为低的。 1150-1200℃开始出现线收缩,这也是普通延迟石油焦的特点。

针状焦的热性能越好,各向异性越大,线收缩的温度范围越窄。 一些优质油基针状焦的线收缩温度范围仅为100-150℃。 了解各种生焦的热胀冷缩和再膨胀特性变化后,对碳素企业指导生产石墨化工艺大有裨益,可以防止传统经验法造成的一些不必要的质量废铁动力传输方式。 .

3 结语

把握原材料的各种特性,选择合理的兵器进行搭配,把好的技术与工艺结合起来,企业的管理更趋于科学合理。 高功率、高功率石墨电极的基础。