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石墨电极生产流程.doc

时间:2023-06-06 13:05:11 点击:313次

论文题目:石墨电极生产工艺研究摘要 石墨电极主要以石油焦和针状焦为原料,煤焦油沥青为粘结剂,经焙烧、配料、捏合、压制、焙烧、石墨化、和机械加工,是在电弧炉中以电弧形式释放电能加热熔化炉料的导体,在石墨电极生产过程中影响石墨电极质量的原因,并提出建议关于如何提高石墨电极的质量,强调原材料质量的重要性,提出加入碳纤维提高电极硬度; 改善电极接头形状,减少接头失效,提高电极寿命。 关键词:石墨电极,焙烧; 调味,揉捏,压榨,烧结,石墨化,机加工颂,ke,,,,,,,,,,,,,,;,.:;;;;;;; 原料选择与烘烤 2.1 原料种类 2.2 烘烤调味与成型 3.1 调味 3.23.2.1 豆温对坯体密度的影响 3.2.2 沥青温度对坯体密度的影响 3.2.3 糊料切割温度与料室的影响室温对坯体密度的影响 烧结 4.1 烧结工艺 4.2 烧结过程的影响因素 4.2.1 升温速率的影响 4.2.2 压力的影响 4.3 填料浸渍 5.1 浸渍工艺 电极石墨化 6.1 石墨化转变理论 6.2 对石墨的影响 6.2.1 原材料6.2.2 空气温度停留时间 6.2.3 压力 6.3 石墨化生产过程 6.3.16.3.2 电力 6.3.3 冷却和卸料炉 6.4 串联电极之间的接触形式 石墨化成品的加工 7.1 电极和接头加工工艺 7.1.2 基础知识7.1.3 电极加工技术 7.1.4 联合生产技术 提高电极质量,降低电极消耗 8.1 级配和粘结剂选择 8.2 联合设计的改进理念 8.3 石墨电极断裂的原因及其抑制措施 结论 10. 参考文献和引言 同现代工业的快速发展,对工业用钢的质量要求越来越高。 为了提高钢的质量,增加炼铁的生产成本,这对焦化用石墨电极的生产提出了更高的要求。 石墨电极是电炉炼铁的重要低温导电材料。 电能通过石墨电极输入电炉,电极端部与炉料之间电弧形成的低温是熔化炉料进行冶炼的热源,其他一些电炉炼钢或电解设备常采用石墨电极作为导电材料。

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2000年世界消耗石墨电极约100万吨,我国2000年消耗石墨电极约25万吨。借助石墨电极优异的数学物理性能,还广泛应用于其他工业部门。 以生产石墨电极为主的碳素制品工业,已成为当代原材料工业的重要组成部分。 本文对现代石墨电极生产的先进技术进行了详细论述。 按其质量指标可分为普通功率、大功率和超大功率。 主要分为三类(1)普通功率石墨电极(RP)。 允许使用电压密度大于17A/dm2的石墨电极,主要用于焦化、硅、黄磷等普通功率电炉。 (2) 高功率石墨电极 (HP)。 允许使用电压密度为18-25A/dm2的石墨电极,主要用于焦化用大功率电弧炉。 (3)超高功率石墨电极(UHP)。 允许使用电压密度小于 25A/dm2 的石墨电极。 主要用于超高功率冶炼电弧炉。 石墨电极主要用于用途:(1)电炉炼铁。 电炉熔炼使用石墨电极将电压引入熔炉。 强大的电压通过电极上端的二氧化碳形成电弧放电,借助电弧形成的热量熔炼铁。 根据电炉容量,选用不同半径的石墨电极。 为了使电极连续使用,电极之间采用电极螺纹接头连接。 冶炼用石墨电极约占石墨电极总量的70-80%。 (2)用于埋热电炉。 石墨电极埋热电炉主要用于生产铁合金、纯硅、黄磷、冰铜和电石等,其特点是导电电极上部埋在炉料中,因此除电池与电荷之间的电弧产生的热量,电压通过充电时,充电材料的内阻也会形成热量。

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每斤硅需要消耗石墨电极,每斤黄磷需要消耗石墨电极40kg左右。 (3) 用于内阻炉。 生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔化炉、生产氧化铝的电炉都属于电阻炉。 炉内物料既是发热电阻又是被加热物。 一般导电石墨电极插入炉膛末端的炉头壁内,因此导电电极不连续消耗。 图1-1 石墨电极生产工艺流程图 石墨电极具有以下特点: (1) 耐低温性能好。 当温度下降时,硬度不会增加,反而会降低。 石墨在低温范围内(800-1300)工作,可以满足电极硬度的需要。 (2)稳定性好。 石墨在急冷急热条件下使用(如盐炉频繁启停),不易因形成裂纹而断裂。 (2)良好的导电性 石墨还随着温度下降而提高导电性。 在低温范围内使用,耗能少,有利于节能。 (3) 导热系数特殊 在盐炉工作温度范围内(800-1300℃),石墨的导热系数增加,有利于烘箱保温性能的提高。 (4) 良好的物理稳定性石墨是碳最稳定的变体。 在(800-1300)范围内,石墨具有较强的抗熔盐腐蚀能力,因此石墨电极经久耐用,寿命长。 因为在石墨电极的实际生产中,总成品率波动较大。 本文详细介绍了每一道工序,每道生产工序的影响因素和需要控制的工艺参数,以及提高电极质量的一些建议。 希望能为石墨电极的生产质量控制和产品成品率的提高提供参考。

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2 原料选择及焙烧 2.1 原料种类 石油焦是一种白色或暗紫色硬质固体石油产品,具有金属光泽和微孔隙。 它是由微小的石墨晶体产生的粒状、柱状或棒状颗粒组成的碳体。 石油焦成分为碳溴化合物,含碳90-97%,氢1.5-8%,富含氮、氯、硫和重金属化合物。 针状焦具有明显的棒状结构和纤维状结构,主要用作炼铁中的高功率和超高功率石墨电极。 由于针状焦在硫浓度、灰分、挥发分和真密度等方面有严格的质量指标要求,因此对针状焦的生产工艺和原料都有特殊要求。 煤焦油沥青是以煤分馏得到的煤油为原料,再经分馏加工而成的沥青。 高温下呈白色韧性条状,有光泽; 有臭味,易燃,熔化有毒。 它是一种二次可燃固体。 石墨电极用沥青的软化点在75~90之间。生产的石墨电极一样粘。 2.2焙烧 焙烧是炭素和石墨制品生产中的第一道工序,煅烧料的好坏直接影响到石墨电极的质量。碳制品。 在含碳原料中,氢以碳溴化合物的形式存在,并与碳原子的价电子结合。 碳原子失去自由电子,使石油焦原料在焙烧前具有较高的内电阻率。 然而,煅烧焦的性能与其内部结构有直接关系。 石墨层排列有序,点(层)堆积缺陷少,石墨化程度高,故浊度高,质量好。 一般认为,其焙烧机理是在焙烧初期,原料中的挥发性物质逸出,氢气浓度升高,体积缩小,真密度增大。 性断裂,脱氢,碳原子从键合状态中游离出来,使焙烧原料的导电性增强,内电阻率增加,体积进一步缩小。

煅烧物真密度的增加主要是由于煅烧物在低温下不断逸出挥发物,同时发生分解和缩聚反应,导致结构重排和体积收缩。 相同质量的生焦,焙烧温度越高,晶体缺陷越少,煅后焦挥发分含量越低,真密度越高。焙烧可以去除原料中的水分、挥发分和部分硫。 同时原料经焙烧后体积收缩率稳定,各项理化性能指标均有较大提高。 它对提高最终产品的质量起着非常重要的作用。 原料焙烧后质量指标见表2-1 燃烧物质量指标指标项 比内阻Ωmm 酸值% 石油焦 沥青焦 无褐煤