石墨电极生产制造流程详解

⽯墨电极⽣产制造流程详解
〉〉〉⽯墨电极产业链〈〈〈
⽯墨电极⼜可称为⼈造⽯墨电极,是指以⽯油焦、针状焦为原料,煤沥青为黏结剂,经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、⽯墨化和机械加⼯⽽制成的⼀种耐⾼温的⽯墨质导电材料。利⽤⽯墨电极优良的物理化学性能,以⽣产⽯墨电极为主要品种的炭素制品⼯业已经成为当代原材料⼯业的重要组成部分。
⽯墨电极产业链产业链上游主要为⽯油焦、针状焦等原材料供应商以及⽣产设备供应商,原材料占⽯墨电极⽣产成本的⽐重较⼤,占⽐超过65%,中游为⽯墨电极⽣产企业,⽽下游则是电炉炼钢、电炉炼硅、电炉炼黄磷等领域。
〉〉〉⽯墨电极分类〈〈〈
根据所⽤原料的不同和成品物理化学指标的区别,⽯墨电极分为:
普通功率⽯墨电极(RP)、⾼功率⽯墨电极(HP)和超⾼功率⽯墨电极(UHP)。
⼀、普通功率⽯墨电极
允许使⽤电流密度低于 17A/厘⽶2的⽯墨电极;上游原料主要为⽯油焦、煤沥青,下游应⽤主要⽤于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
⼆、⾼功率⽯墨电极
led防水灯串允许使⽤电流密度为18~25A/厘⽶2的⽯墨电极;上游原料为⽯油焦、煤沥青,添加针状焦,下游应⽤主要⽤于炼钢的⾼功率电弧炉。
三、超⾼功率⽯墨电极
允许使⽤电流密度⼤于 25A/厘⽶ 2的⽯墨电极;上游原料为⽯油焦、针状焦、煤沥青,其针状焦含量⼤于⾼功率⽯墨电极,下游应⽤主要⽤于超⾼功率炼钢电弧炉。
〉〉〉⽯墨电极指标〈〈〈
衡量⽯墨电极质量的主要指标有电阻率、体积密度、机械强度、热膨胀系数、弹性模量等,⽯墨电极在使⽤中的抗氧化
性与抗热震性都与以上⼏项指标有关,产品机械加⼯的精确度和连接的可靠性也是重要检测项⽬。
⼀、电阻率
⽯墨电极的电阻率是⼀项重要的物理性能指标,是测量电极电导率的参数。是指电流通过导体时,导体对电流的电阻.在数值上等于长度为1m,在⼀定温度下截⾯积为1m2的导体的电阻,在使⽤中降低消耗。通常⽤电压降法测量,电阻率的⼤⼩可以衡量⽯墨电极⽯墨化度的⾼低,⽯墨电极的电阻率越低其热导率越⾼,抗氧化性能越好。地面数字电视接收机
⼆、体积密度
增加体积密度有利于降低孔隙率和提⾼机械强度,改善抗氧化性能,但如果太⼤则抗热震性能下降,为此需要采取其他措施弥补这⼀不⾜,如提⾼⽯墨化温度以增加电极的热导率和采⽤针状焦为原料降低成品的热膨胀系数。
三、机械强度
⽯墨电极的机械强度分为抗压、抗折和抗拉3种,主要测定抗折强度,抗折强度是⽯墨电极在使⽤时与折断有关的性能指标,在电炉上,当电极和不导电物体接触时,或由于受到塌料的碰撞、强烈振动的破坏作⽤等原因,⽯墨电极经常有被折断的危险,抗折强度⾼的⽯墨电极不容易被折断。
四、弹性模量
长效连续捕鼠器弹性模量是⼒学性能的⼀个重要⽅⾯,是衡量材料弹性变形能⼒的指标,是指弹性变形范围内的应⼒应变⽐。较⼤的弹性模量,和弹性变形以产⽣所需的应⼒越⼤,它简单地,更⼤的脆性材料的弹性模量,柔性材料的⼩的弹性模量。
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五、热膨胀系数
⽯墨作为电极的热膨胀影响系数是⾮常具有重要的热学性能参数,数值越低,表明中国制品的热稳定性越来越强,抗氧化性越⾼,表现在使⽤上可以反映出折断越少,消耗越低。
⽯墨电极质量的优劣取决于原料性能、⼯艺技术、管理和⽣产装备4个⽅⾯,其中原料性能是⾸要条件。
普通功率⽯墨电极,采⽤普通级别的⽯油焦⽣产,其物理机械性能较低,如电阻率⾼、线膨胀系数⼤、抗热震性能差,因此允许电流密度较低。t恤转印纸
⾼功率⽯墨电极采⽤优质⽯油焦(或低级别的针状焦)⽣产,其物理机械性能⽐普通功率⽯墨电极要⾼⼀些,允许较⼤的电流密度。
超⾼功率⽯墨电极⼀定要使⽤⾼级别的针状焦⽣产。⾼功率及超⾼功率⽯墨电极的接头质量特别重要,不仅接头坯料的电阻率及线膨胀系数要⼩于电极本体,⽽且接头坯料应有较⾼的抗拉强度及热导率,为了加强电极连接的可靠性,接头上应配有接头栓。
〉〉〉⽯墨电极⽣产特点〈〈〈
⽣产⽯墨电极主要原料为⽯油焦(包括针状焦),⽣产普通功率⽯墨电极时可加⼊少量沥青焦,黏结剂为煤沥青,⽯墨电极的⽣产特点有:
(1)⽣产⼯序多、⽣产周期长,普通功率⽯墨电极的⽣产周期为45天左右,超⾼功率⽯墨电极的⽣产周期需70天以上。⽽需要多次浸渍的接头⽣产周期更长。
(2)能源消耗较⾼,1t普通功率⽯墨电极需消耗电⼒6000kW•h左右,煤⽓或天然⽓数千⽴⽅⽶,冶⾦焦粒及冶⾦焦粉(⼆次能源)约1t。
(3)⽣产⽯墨电极⼯序多,需要许多专⽤机械设备和特殊结构的窑炉,建设投资较⼤、投资回收期较长。
(4)⽯墨电极⽣产过程产⽣⼀定数量的粉尘和有害⽓体,因此需要采取完善的通风降尘及消除有害⽓体的环境保护措施。
〉〉〉⽯墨电极⽣产⼯艺流程〈〈〈
⽣产⽯墨电极的⼯艺流程如图2所⽰,⼏个主要⽣产⼯序如下:
(1)煅烧
⽯油焦或沥青焦都需要进⾏煅烧,煅烧温度应达到1300℃,以充分除去原料中挥发分,提⾼焦炭的真密度及导电性。
(2)破碎、筛分及配料
将煅烧过的原料破碎及筛分成指定尺⼨的⾻料颗粒,⼀部分原料磨成细粉,按照配⽅称量后集聚组成各种颗粒的混合料。
(3)混捏
在加热状态下将定量的各种颗粒的混合料与定量的黏结剂混均、捏合成可塑性糊料。
(4)成型
在外加压⼒作⽤下(模压成型或挤压成型)或振动作⽤下(振动成型)将糊料压制成具有⼀定形状及较⾼密度的⽣坯。
(5)焙烧
将⽣坯置于专门设计的⾼温炉中,⽣坯⽤填充料(焦粉或河砂)覆盖,逐步升温⾄900~1100℃左右,使黏结剂炭化,从⽽获得焙烧品。
(6)浸渍
为了提⾼产品的体积密度和机械强度,焙烧品装⼊⾼压釜中,将液体浸渍剂压⼊焙烧品的孔隙中,浸渍后应进⾏再次焙烧,为了得到⾼密度及⾼强度的接头坯料,浸渍需要重复进⾏2~3次。
(7)⽯墨化
将焙烧品装⼊⽯墨化炉内(需⽤保温料覆盖),⽤直接通电的加热⽅法,使焙烧品转化为⽯墨晶质结构,从⽽获得⼈造⽯墨电极所需要的物理化学性能。
(8)机械加⼯
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按照使⽤要求,对⽯墨化后的⽑坯进⾏表⾯车削、端⾯加⼯及连接⽤的螺孔的加⼯,另外再加⼯⽤于连接的接头。(9)检验合格后进⾏包装即为成品。
〉〉〉⽯墨电极⾏业现状〈〈〈
我国⽬前⽯墨电极企业主要分布在华北、华中、华东、东北、西北等地区。其中华北是我国⽯墨电极产能最为集中地区,占国内产能 29.5%,主要以中⼩型企业为主;其次为东北地区占国内产能 22%;然后是西北地区占国内产能14%。另外则为华中、华东地区。参与者主要为民营企业,中国⽯墨电极产量占全球⽯墨电极产量的 50%左右。
⽯墨电极属于⾼能耗⾼排放⾏业,限制双⾼背景下未来扩产可能受限。⽣产⼀吨⽯墨电极约消耗 1.69 吨标准煤,按 1吨标准煤 2.66 吨⼆氧化碳的折算⽅法,单吨⽯墨电极碳排放量为 4.48 吨,因此未来扩产可能受限。
国内主流⽯墨电极⽣产⼚家包括⽅⼤炭素、吉林炭素、开封炭素、辽宁丹炭、南通碳素等。作为中国⽯墨电极⾏业龙头企业,⽅⼤炭素的⽯墨电极中国市场占有率超过 20%,⽯墨电极产能位居全球第三。在超⾼功率⽯墨电极市场,由于超⾼功率⽯墨电极技术要求较⾼,具备相应技术实⼒的⾏业头部企业通过释放产能,头部企业占超⾼功率产品市场份额超过 80%。中游的⼤型⽯墨电极企业对下游炼钢⾏业的议价能⼒较强,要求下游客户款到发货,不提供账期。

本文发布于:2024-09-23 12:18:55,感谢您对本站的认可!

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