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石墨电极配方中最大颗粒尺寸的确定

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●捏合:在一定温度下,将各种定量碳粒材料和粉末材料与定量粘结剂混合均匀,捏合合成塑料糊的工艺过程称为捏合。

捏合工艺:干混(20-35分钟)湿混(40-55分钟)

揉捏的作用:

① 干混时,各种原料混合均匀,不同粒径的固体炭料混合均匀,填充均匀,提高混合物的密实度;

② 加入煤沥青后,干料与沥青混合料均匀,液体沥青均匀地涂在颗粒表面润湿,形成沥青结合层,将所有材料结合在一起,形成均匀的塑料膏体,有利于成型;

③ 部分煤沥青浸泡在含碳材料的内部空间,进一步提高了糊料的密度和粘结性。

●成型:碳素材料的成型是指在成型设备的外力作用下,将捏合的碳素糊塑性变形,最终形成具有一定形状、尺寸、密度和强度的坯体(或原产品)的过程。

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成型类型、设备及制品:

成型方法

通用设备

主要产品

成型

立式液压机

低品位亚精细结构石墨电炭

挤压

卧式液压挤出机

螺杆挤出机

石墨电极,方电极

振动成形

振动成型机

铝及高炉用炭砖

等静压

等静压机

各向同性石墨

☆挤压操作

① 冷却材料:圆盘冷却材料、气缸冷却材料、捏合冷却材料等

除去挥发物,将挥发物降低到合适的温度(90-120摄氏度),增加附着力,使膏体均匀易形成

20-30分钟

② 加载:压提挡板-下料2-3次-4-10mpa压实

③ 预压:压力20-25mpa,时间3-5min,同时抽真空

④ 挤出:压力机挡板-5-15mpa挤出-剪切-转为冷却水箱

挤压工艺参数:压缩比、压室及喷嘴温度、冷料温度、预压压力时间、挤压压力、挤压速度、冷却水温度

☑ 生坯检验:容重、外敲、分析

9209焙烧:是在特殊设计的加热炉中,在填料保护下,通过高温热处理,使煤沥青在绿色碳素产品中炭化的工艺过程。煤焦油炭化后形成的沥青焦将碳质团聚体和粉末颗粒结合在一起。煅烧后的炭制品具有较高的机械强度、低电阻率、良好的热稳定性和化学稳定性。

焙烧是炭素制品生产的主要工艺之一,也是石墨电极生产中三种热处理工艺的重要组成部分。烘烤周期长(按炉型分一次烘烤22-30天,两次烘烤5-20天),能耗高。生坯的烘烤质量对成品质量和生产成本有一定的影响。

在焙烧过程中,生坯中的煤沥青被焦化,挥发分排出约10%。同时,煤沥青体积缩小2-3%,质量损失为8-10%。碳小方坯的理化性能也发生了显著的变化。随着孔隙率的增加,体密度由1.70g/cm3下降到1.60g/cm3,电阻率由10000μΩ左右下降。M至40-50μΩ。M、 煅烧后的碳小方坯的机械强度也大大提高。

第二次焙烧是将浸渍在焙烧产物孔隙中的沥青碳化,然后再次焙烧的过程。电极(RP除外)和体积密度大的接头毛坯需复烤,接头毛坯也需复烤或复烤。

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焙烧炉主炉型:

连续操作-环形炉(带盖、无盖)、隧道窑

间歇运行:倒焰炉、底式焙烧炉、箱式焙烧炉

☑ 烘烤曲线和最高温度:

一次烘烤-320、360、422480小时、1250摄氏度

二次焙烧-125、240、280小时,700-800摄氏度

焙烤制品检验:外敲、电阻率、容重、抗压强度、内部结构分析

浸渍是将碳材料置于压力容器中,在一定的温度和压力下,将液体浸渍沥青浸入产品的电极孔中的过程。其目的是降低产品的孔隙率,提高产品的体积密度和机械强度,提高产品的导电性和导热性。

浸渍工艺流程及相关技术参数为:烘烤坯料-表面清洗-预热(260-380℃,6-10小时)-装入浸渍罐-抽真空(8-9kpa,40-50min)-注沥青(180-200℃)-加压(1.2-1.5mpa,3-4h)-沥青回流-冷却(罐内或罐外)

浸渍产品检验:浸渍增重率G=(w2-w1)/w1×100%

一次浸渍增重率≥14%

二次浸渍增重率≥9%

第三次浸渍增重率≥5%

石墨化是指在高温电炉的保护介质中,将碳产品加热到2300℃以上,使非晶态无序结构的碳转变为三维有序石墨晶体结构的高温热处理过程。

平面六角形网格层状结构


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