浸漬:為什么要對炭素制品進(jìn)行浸漬?經(jīng)壓成型后的生制品孔度很低。但是生制品在焙燒后,由于煤瀝青在焙燒過程中一部分分解成氣體逸出,另一部分焦化為瀝青焦。生成瀝青焦的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤瀝青原來占有的體積,雖然在焙燒過程中稍有收縮,但仍在產(chǎn)品內(nèi)部形成許多不規(guī)則的并且孔徑大小不等的微小氣孔。由于大量氣孔的存在必然會對產(chǎn)品的理化性能產(chǎn)生一定的影響。在一定的溫度下的氧化速度加快,耐腐蝕也變壞,氣體和液體更容易滲透。
浸漬是一種減少產(chǎn)品孔度,提高密度,增加抗壓強(qiáng)度,降低成品電阻率,改變產(chǎn)品的理化性能的工藝過程。
石墨電極是一種耐高溫的石墨導(dǎo)電材料,是指以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑,經(jīng)過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機(jī)械加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導(dǎo)電材料,稱為人造石墨電極(簡稱石墨電極),以區(qū)別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。石墨電極可傳導(dǎo)電流及發(fā)電,從而熔化高爐中的廢鐵或其他原材料以生產(chǎn)鋼鐵及其他金屬產(chǎn)品,主要用于鋼鐵生產(chǎn)。石墨電極是一種電阻率低并耐受電弧爐內(nèi)熱梯度的材料。石墨電極生產(chǎn)的主要特點是生產(chǎn)周期較長(通常持續(xù)三至五個月)、電能消耗大及生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜。
電極生坯焙燒(baking of green carbon body)是指生坯在填充料保護(hù)下(防止氧化及變形)、進(jìn)行高溫?zé)崽幚硎姑簽r青炭化的工藝過程。焙燒是電極生產(chǎn)過程中,重要的一個工藝過程,也是復(fù)雜的一個過程,這個過中即有物理變化,同時又化學(xué)變化。終石墨電極的機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和性能都取決于焙燒時黏結(jié)劑轉(zhuǎn)變成結(jié)焦炭的數(shù)量,而且機(jī)械性能與焦化值有直接關(guān)系。
生產(chǎn)特點:生產(chǎn)周期長、能源消耗較高、生產(chǎn)工序多的,所需炭質(zhì)原料石油焦和煤瀝青等為煉油企業(yè)和煤化工企業(yè)生產(chǎn)加工副產(chǎn)品,原料的質(zhì)量及其穩(wěn)定性難以得到充分的保障,尤其是高功率和功率石墨電極生產(chǎn)用針狀焦、改質(zhì)電極瀝青和低喹啉不溶物含量浸漬劑瀝青,急需我國石油和煤化工加工企業(yè)的重視和積極配合。
應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)用于電弧煉鋼爐;電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼產(chǎn)量的18%左右,煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%~80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內(nèi)導(dǎo)入電流,利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧所產(chǎn)生的高溫?zé)嵩磥磉M(jìn)行冶煉。
(2)用于礦熱電爐;礦熱電爐主要用于生產(chǎn)工業(yè)硅和黃磷等,其特點是導(dǎo)電電極的下部埋在爐料中,在料層內(nèi)形成電弧,并利用爐料自身的電阻所發(fā)出的熱能來加熱爐料,其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極,例如每生產(chǎn)1t硅需消耗石墨電極約100kg,每生產(chǎn)1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐;生產(chǎn)石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產(chǎn)碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐,爐內(nèi)所裝物料既是發(fā)熱電阻又是被加熱對象,通常,導(dǎo)電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中,用于此處的石墨電極不連續(xù)消耗。
(4)用于制備異型石墨產(chǎn)品;石墨電極的毛坯還用于加工成各種坩堝、模具、舟皿和發(fā)熱體等異型石墨產(chǎn)品。例如,在石英玻璃行業(yè),每生產(chǎn)1t電熔管,需用石墨電極坯料10t;每生產(chǎn)1t石英磚,需消耗石墨電極坯料100kg。
石墨電極是電爐煉鋼的重要高溫導(dǎo)電材料,通過石墨電極向電爐輸入電能,利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧產(chǎn)生的高溫作為熱源,使?fàn)t料熔化進(jìn)行煉鋼。其他一些冶煉黃磷、工業(yè)硅、磨料等材料的礦熱爐也用石墨電極作為導(dǎo)電材料。利用石墨電極優(yōu)良而特殊的物理化學(xué)性能,在其他工業(yè)部門也有廣泛的用途。