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针状焦与石墨电极

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炭素材料的生产过程是一个严格控制的系统工程。石墨电极、特种炭材料、铝用炭、新型高端炭材料等的生产离不开原材料、设备、技术和管理四大生产要素和相关专有技术的结合。

原材料是决定炭材料基本特性的关键因素,原材料的性能决定了炭材料的使用性能。在超高压和高压石墨电极的生产中,首选优质针状焦,还需要优质的粘结沥青和浸渍沥青。但只有优质的原材料,缺乏设备、技术、管理要素和相关的技术诀窍,也无法生产出高质量的UHP和HP石墨电极。

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本文针对优质针状焦的特点,阐述了一些个人观点,供针状焦生产企业、电极生产企业和科研院所同行讨论。

我国针状焦的工业生产虽然落后于国外企业,但近年来发展迅速。目前,已初具规模。从总产量来看,基本能够满足国内碳企业生产针状焦用超高压和高压石墨电极的需求。但针状焦的质量与国外企业相比仍有一定差距。批量性能的波动影响了大型超高压石墨电极生产中对优质针状焦的需求,特别是用于石墨电极接头生产的优质针状焦。

优质石油针状焦是国外碳素企业生产大型超高压石墨电极的主要原料。日本碳企业也有部分煤针状焦用作原料,但仅用于生产规格小于Φ600毫米的石墨电极。目前,煤系针状焦是我国针状焦的主要品种。碳素企业生产高质量、大规模的超高压石墨电极,往往依赖进口石油系列针状焦,特别是优质接头的生产,都是以进口日本水岛石油系列针状焦和英国HSP石油系列针状焦为原料。

目前,各企业生产的针状焦的灰分、真密度、硫含量、氮含量、粒度分布、热膨胀系数等常规性能指标与国外针状焦的工业性能指标进行了比较。然而,与国外相比,针式焦炭仍缺乏具有不同性能的分类方法。因此,所生产的针状焦一般被称为“管制品”,不能反映不同等级的优质高价针状焦。

在针状焦的性能和能量比较中,除常规性能比较外,炭素企业还应注意针状焦CTE的分类、颗粒强度、各向异性、非抑制状态和抑制状态下的膨胀数据等,以及针状焦在膨胀和收缩温度区间的特性。由于针状焦的这些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,因此不排除粘结剂和浸渍剂对焙烧后沥青焦热性能的影响。


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