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石墨电极生产工艺流程图解882

2020-10-28 来源: 丹炭 编辑: 李工
石墨电极生产工艺流程图解
石墨电极生产工艺流程为原料煅烧、挤压、焙烧、浸渍、石墨化和机加工成型,每个工艺生产环境都非常重要,缺一不可。下面丹炭石墨电极就图解下石墨电极生产工艺流程。
一、原材料
石墨电极生产成本60%来自原材料,主要以石油焦为主,添加针状焦和煤沥青。
石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体。石油焦是易石墨化炭一类,是生产石墨制品的主要原料。
针状焦是纤维状纹理、热膨胀系数低,很容易石墨化的一种优质焦炭。针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 有良好的导电导热性能,在挤压成型时,按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料。另外针状焦分为以石油渣油的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。
二、煅烧
在煅烧过程中,原料排除所含水分和挥发物,提高了原料的理化性能,高品质针状焦炭经煅烧后,成为生产高性能电极的原料。一般煅烧最高温度为1250- 1350℃,设备采用罐式煅烧炉、回转窑和电煅烧炉。煅烧需要达到指标为:石油焦真密度不小于2.07g/cm3,电阻率不大于550μΩ.m,针状焦真密度不小于2.12g/cm3,电阻率不大于500μΩ.m。
三、挤压成型
混合后材料是用挤压机挤压成型的,通过改变挤压筒上的喷嘴,可以形成一定直径和长度的电极,通过挤压排出挥发份、降低至适宜温度(90-120℃)增加粘结力,使糊料块度均匀利于成型20-30分钟。挤压设备为卧式液压挤压机和螺杆挤压机,挤压出来叫生坯,还要检查它的:体积密度、外观敲击、剖析。
四、焙烧
通过焙烧工艺,可大大提高材料的热稳定性、机械强度和电导率。生坯里面的煤沥青在焙烧过程中焦化,排出10%左右的挥发份,同时体积收缩2-3%,质量损失8-10%。电极的理化性能也提升了,体积密度由1.70g/cm3降为1.60g/cm3,电阻率10000μΩ.m降至40-50μΩ.m,电极的机械强度也提高。
二次焙烧是焙烧品经过浸渍后进行再次焙烧,使浸入焙烧品孔隙中的沥青炭化。对体积密度要求较高的电极(除普通功率石墨电极RP外)和接头都需需进行二焙,接头坯料还需进行三浸四焙或二浸三焙。
焙烧炉主要炉型:
连续作业----环式炉(带盖、不带盖)、隧道窑
间歇作业----倒焰窑、车底式焙烧炉、箱式焙烧炉
焙烧曲线及最高温度:
一次焙烧----320、360、422、480小时,1250 ℃
二次焙烧----125、240 、280 小时,700-800 ℃
焙烧品的检查:外观敲击、电阻率、体积密度、抗压强度、内部结构剖析
五、浸渍
是焙烧品放入压力容器中,在一定的压力和温度条件下将液态浸渍剂沥青浸入渗透到电极孔隙中。浸渍的目的是降低制品气孔率,增加电极体积密度和机械强度,改善电极的导电和导热性能。
浸渍的工艺流程及相关技术参数是:
焙烧坯——表面清理——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,3-4小时)——返沥青——冷却(罐内或罐外)
浸渍后的检查:
浸渍增重率G=(W2-W1)/W1×100%
一次浸渍品增重率≥14%
二次浸渍品增重率≥9%
三次浸渍品增重率≥5%
六、石墨化
是指在高温电炉内把电极半成品加热到2300-3000 ℃以上,使无定形乱层结构炭转化成三维有序石墨晶质结构的高温热处理过程。石墨化只有通电加热方式才能进行,采用的有艾奇逊(Acheson)石墨化炉和内热串接(LWG)炉,Acheson产量大、温差大、电耗较高,LWG加热时间短、电耗低、电阻率均匀但不好装接头。
石墨化就是控制温度的过程,艾奇逊炉通电50-80小时,LWG炉通电9-15小时,石墨化的耗电量打,一般为3200-4800KWh,石墨化成本约占整个生产成本的20-35%。
石墨化品的检查:外观敲击、电阻率测试。
七、机械加工
电极机械加工的目的是依靠自动或者半自动数控机切削加工来到达所需要的尺寸、形状、精度等,制成符合使用要求电极本体和接头。
石墨电极加工分为电极本体和接头两个独立加工过程。
电极本体加工经过:镗孔与粗平端面、车外圆与精平端面、铣螺纹3道工序,电解接头的加工经过:切断、平端面、车锥面、铣螺纹、钻孔安栓和开槽6道工序。
电极接头连接方式:圆锥形接头连接(一吋三扣和一吋四扣)、圆柱形接头连接、凹凸连接(公母扣连接)
加工精度控制:螺纹锥度偏差、螺纹螺距、接头(孔)大径偏差、接头孔同轴度、接头孔垂直度、电极端面平整度、接头四点偏差等。用专用环规和板规等检查。
成品电极的检查:精度、重量、长度、直径、体积密度、电阻率、预装配合精度等。

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