第二篇 碳素制品生产工艺原理——第六章 碳素制品的配方组成(Ⅱ)

本章讨论碳素粉未和粘合剂的比例对制品性能的影响。 粉末材料和粘合剂最适宜的比例,要看粉末粒度、粉末表面状况和粘合剂性能而定。粉末的粒度愈细、表面愈粗糙,所需粘合剂就愈多。这样才能使料糊具有一定的塑性,利于成型。 每一种粉末都具有它最适宜的粘合剂需要量。这一需要量不仅能保证制品成型的顺利进行,而且能得到最大视比重和机械性能的制品,高于或低于这一最佳比例限度,都将影响制品质量。例如,当料糊中粘合剂不足时,将造成压型的困难或焙烧后的开裂;当粘合剂过多时,将使制品焙烧后变形、收缩过大、鼓泡、开裂或产生蜂窝状砂眼等缺陷。     

浸渍电极制品裂纹产生的原因

为了提高某些焙烧电极产品的理化性能,产品需用蒽油沥青进行浸渍。在很多情况下,对产品进行二次焙烧不合算,而直接进行石墨化。这样,浸渍的制品由于裂纹而废品率很高,从制品尺寸与废品率之间的关系可观察出:制品尺寸越大,废品率越高。以前曾确定,由525℃升温到950℃的过程中,先焙烧而后浸渍的试样产生热收缩。浸渍制品沿挤压轴的平均收缩值为0.77毫米/米,而横向平均收缩值为1.1毫米/米。在制品收缩过程中产生的内应力势必导致裂纹的产生。由于浸渍制品的收缩而产生裂纹,这就对制品的浸渍和石墨化工艺制度提出了更高的要求。     

小型连续石墨化炉的试验简介

电碳制品的石墨化过程是将焙烧后的电碳制品坯料,再经过2500℃左右的高温处理,从而使碳素材料全部或部分转化成为结晶石墨,使制品性能发生很大的变化,如急剧降低电阻、降低硬度、排除灰分杂质、具有润滑性能等特点。因此,石墨化工序是电碳生产中的关键工序之一,对产品最后性能起着决定性的作用,近年来,国内外对石墨化炉、石墨化工艺和石墨化机理,进行了较多的研究试验工作,取得了不少新的进展。     

新书《碳素材料工艺基础》予告

湖南大学化学化工系碳素材料专业陈蔚然同志,最近编写的《碳素材料工艺基础》一书约25万字,将于1984年下半年出版,内容包括:予言、碳素材料物质结构、原材料特性、粘合剂、有机物炭化原理、原料的煅烧、配方组成、碳粉一粘合剂混合的表面化学;碳素材料的压型、焙烧、无定形碳向石墨化转化、碳素材料的密实化、石墨向金刚石的转化、新型石墨材料等。该书适合从事碳素材料生产、科研、应用、设计及其有关部门的技术人员阅读、或作为大专专业教材。如单位或个人需要购买、可直接向长沙湖南大学教材科联系。     

模压碳素制品裂纹成因及其演变规律

采用不同性质沥青作粘合剂制成的焦炭基《石油焦基、沥青焦基》和石墨基模压制品,当变更混合、压型工艺条件之后,其焙烧后裂纹形成的主要原因是骨料、粘合剂本身的性能差别及其交互作用,再进一步石墨化后,制品裂纹有弥合趋向,骨料和粘合剂交互作用对裂纹形成的影响减小,而骨料及粘合剂本身性能差别仍然显著地影响着制品裂纹的形成,混合时间及混合方式会因后续压型工艺条件的变更而改变其影响程度,但混合温度对裂纹形成的影响仍然相当强烈,而在焙烧后并没有充分体现的粘合剂种类及其含量交互作用对裂纹形成的影响,石墨化后却十分明显地表露出来。     

焙烧、石墨化两工序合并的工业试验

用焦炭沥青制成的生制品的热处理是生产碳素陶瓷材料的主要生产工序之一,这个热处理分成两个阶段:一个是焙烧,一个是石墨化。焙烧是在烧煤气韵多室环式炉中进行,而石墨化则在电阻炉中进行。对碳素半成品分阶段进行热处理的缺点是:设备生产能力低,炉室容积大而生产出来的仍是在产品,以及附加能耗大和冷却时间长,特别是焙烧半成品的重     

第二章 粘合剂及其性质

碳素制品生产使用的粘合剂有两种机能,其一是在制品焙烧时焦化,留下足量的强固的碳,使制品获得必要的机械强度和均一的物理、化学性能;其二是具有粘合性,能浸润碳素粉粒使成可塑的料糊,这种料糊或压粉能受压成型,压件在自重作用下不致变形,任何使用在碳素制造上的粘合剂都必须兼有这两种机能。目前,碳素工业所用的粘合剂有两大类:煤焦油沥青类和人造树脂类。     

如何降低碳素制品生产中的能耗

碳素厂(包括铝厂中的碳阳极车间)的能源消耗(电、煤气、重油、煤和蒸气等),主要是在碳素原料的煅烧、生制品的焙烧和焙烧半制品的石墨化过程中。此外尚有碳素糊料的混合、沥青的熔化、电极的预热等,也要消耗相当量的热能。     

液体加压浸渍初探

1.前言在炭素生产中,浸渍是改善炭素制品性能的重要手段。其主要工艺过程是对焙烧半成品进行抽真空、加压,使浸渍介质煤沥青最大限度地进入产品内部,经再次焙烧、石墨化,提高产品的密度、强度、导电、抗氧化等性能。经多年来理论和实践证明,在影响浸渍效果的诸因素中,浸渍的压力条件(加压方法、压力值及其维持时间)尤为重要。     

铝电解槽用无烟煤基石墨化阴极材料的初步研究

选取优质电煅无烟煤,分别配以一定比例的石油焦和沥青焦作为骨料,与煤沥青混合后按照模压成型、焙烧、高压浸渍、二次焙烧和石墨化等常规炭素制品生产工艺流程制备石墨化阴极材料试样。考察了无烟煤和3种少灰料以不同配比混合制成的试样在焙烧和石墨化过程中的尺寸变化及理化性能变化规律,并通过对4种以单一原料制备的试样的理化性能分析,探讨了原料种类对试样性能的影响。结果表明,以无烟煤为主要原料,配以一定比例的少灰料作为骨料,通过适当的炭素工艺制备的石墨化阴极材料试样,其常规理化性能可以满足大电流铝电解槽用阴极材料的要求。     

经沥青浸渍后的碳素制品二次焙烧专用装置

由沈阳铝镁设计研究院和吉林炭素厂共同开发的碳素浸渍品的二次焙烧新技术,于1985年在吉林碳素厂实施,并建设了第一套能力为10000～13000吨/年的二次焙烧专用装置。同时正式向国家申报了专利,专利号为85104678。现将该专利的要点大致介绍如下: 通常的二次焙烧方法是把一次焙烧品经沥青浸渍后的碳素制品(以下简称浸渍品),放在陶瓷或金属匣钵里,在隧道窑中进行二次焙烧。目前正成为制备大规模、高功率和超高功率石墨电极等碳素制品的有效手段。     

介绍一种小型碳素焙烧炉

一、前言 在碳素制品生产工艺中,焙烧是一个重要工序,黑色制品都要经过焙烧,其目的是使粘合剂转化为粘合剂焦,在碳素粉末颗粒间形成焦炭网格,把它们紧密地连结起来,构成具有一定机械强度和理化性能的整体。 碳素制品焙烧炉种类、型式较多,主要有连续生产的炉型——多室焙烧炉(轮窑)隧道窑等;间歇生产的炉型—倒焰窑等。 国内大型工厂,一般采用多室焙烧炉(包括带盖与无盖、有火井与无火井、地上地下等),多室炉升温控制方便、热效率高、产量大、产品质量稳定,但炉室热损失大,维修工作量大、投资高,中小型工厂不宜采用。     

如何突破电极二次焙烧技术难关的粗浅看法

一、电极二次焙烧的目的和意义在炭素材料的生产过程中,为了提高和改善某些产品的性能,将焙烧品在一定的温度和压力下,采用浸渍剂(液态煤沥青或混合剂)进行浸渍,然后石墨化。但由于石墨化初期温升较快同时不好控制,因此,不利于浸渍剂的焦化和残炭率的提高(比较而言);同时大量的焦油挥发物排出,直接污染环境和恶化劳动条件。如果将浸渍品在焙烧炉内,同一次焙烧品同时进行二次焙烧,又将提高炭素产品的经营管理费用,不利于经济效益的发挥。因为二次焙烧的时间可比一次焙烧缩短150～200小时,焙烧温度也可降低400～500℃。目前,国际上为了提高石墨制品特别是石     

加快石墨化温升曲线的实验总结

石墨化是电碳生产的关键工序,它是焙烧制品在石墨化炉中加热到2500～3000℃时,使无定形碳素材料转化为人造石墨的过程。为使制品在石墨化时既能尽快的达到高温,减少热量消耗,又不致造成废品,制定出合理的温升曲线是极其重要的。我厂生产的高纯石墨制品,绝大部分是经过浸渍后直接进行石墨化的,这就需要在低温900℃以前予以适当控制,以避免制品开裂。最早工艺规定:在室温至900℃的范围内,采用热电偶控制温升,后来改用控制电量代替直接用热电偶指示温升,其温升曲线见表1。     

内热串接石墨化制品氧化原因分析

<正>在石墨电极生产过程中,石墨化工艺是制品中碳从二维空间的平面网络无序重叠转变为三维空间的有序重叠并具有石墨结构的高温热处理过程~([1])。目前,国内外石墨电极厂家主要采用艾奇逊石墨化炉和内串石墨化炉对制品进行石墨化。内串石墨化炉是一种不用电阻料,电流直接通过由数根焙烧制品纵向串接的电极柱,由电极柱本身内阻产生高温而使焙烧制品石墨化的一种炉型。     

新型炭素制品焙烧炉

1.前言电炉用电极、电解铝用阳极、高炉用炭块等典型的大型炭素制品制造过程中的热处理工艺,大致可分为一次焙烧,浸渍沥青后的二次焙烧和石墨化。其中,为改善炭素制品质量而开发的二次焙烧是近十年制造工艺方面新增加的技术。一般来说,炭素制品成型常采用煤焦油沥青作粘结剂。因此,在一次焙烧中,压型品的     

钢铁冶金用炭素材料（一）（续二）

钢铁冶金用炭素材料（一）（续二）李圣华（吉林炭素总厂）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，浸渍需进行２～３次。⑦石墨化，将焙烧品装入石墨化炉...     

盐酸生产中不透性石墨设备的性能及维修

人造石墨由石油焦、沥青焦经预碎、煅烧、粉碎、筛分、配料与溶解后的煤沥青捏成糊料;糊料经压型、焙烧、沥青浸渍、石墨化制成人造石墨。可广泛应用于制石墨块、石墨板……等石墨制品。 由于人造石墨材料在制造过程中,经高温焙烧而逸出挥发物,以致形成很多微细的孔隙,不但影响到它的机械强度和加工性能,而且在处理有压力的介质时会渗透出来。因此,石墨制化工设备需要采用合成树脂浸渍的方法或与合成树脂混合压型的方法来填充孔隙,使它成为不透性。     

碳素热工设备及原理

概述 经过焙烧的碳素制品,具有一定理化性能与强度,但碳原子的排列结构仍不规则,制品不具备石墨的许多优良性能。要使制品的碳原子排列转为晶体结构,就应该通过2200—2500℃以上的高温处理,这就是石墨化的基本概念,石墨化以后的制品,其性能有显著变化:1.提高了碳素制品的导热性能和导电性能;2.提高了制品的化学与热稳定性;3.减少了杂质;4.制品的抗磨性提高了;5.硬度得到降低,更便于作精密的机械加     

浸渍-焙烧工艺对石墨性能影响的研究

在高纯石墨制备过程中,合理的浸渍-焙烧工艺制度是决定石墨产品性能及成品率的关键之一。以中温沥青为浸渍剂,采用正交试验,确定浸渍过程优化参数为温度200℃,压力1.5 MPa,反应时间60 min。通过DSC-TG分析确定了沥青焙烧温度曲线,在此基础上,选定沥青浸渍次数及焙烧次数,确定最优工艺为3浸4烧。3浸4烧后产品性能各项指标都得到明显的改善,为下一工序成品率提高奠定了良好的基础。