炭素制品種類很多,按商品用途分為撫順石墨電極類、炭塊類、石墨陽(yáng)極類、炭電極類、糊類、電碳類等等。炭塊俗稱炭磚或電爐塊,首要用于有色金屬和無(wú)色金屬的錘煉以及電石、磷化工公司。炭塊按用途可分為高爐炭塊、鋁用炭塊、電爐塊等。炭素制品按加工深度凹凸可分為炭制品、石墨制品、碳纖維和石墨纖維等。就如今而言,用量更大的炭素制品仍是撫順石墨電極和炭塊。
一、石墨電極
1、石墨電極分類及制造工藝流程石墨電極分類根據(jù)容許運(yùn)用電流密度巨細(xì),可分為普通功率石墨電極、高功率電極、超高功率電極。石墨電極以石油焦、針狀焦為質(zhì)料,煤瀝青作結(jié)合劑,經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工而制成,是在電弧爐中以電弧方式釋放電能對(duì)爐料停止加熱熔化的導(dǎo)體。
2、普通功率石墨電極是容許運(yùn)用電流密度低于17A/cm2的石墨電極,首要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。高功率石墨電極是容許運(yùn)用電流密度為18~25A/cm2的石墨電極,首要用于煉鋼的高功率電弧爐。超高功率石墨電極容許運(yùn)用電流密度大于25A/cm2的石墨電極,首要用于超高功率煉鋼電弧爐。
二、石墨電極原材料構(gòu)造剖析
A、針狀焦針狀焦是制造高功率和超高功率電極的優(yōu)質(zhì)材料,用針狀焦制成的石墨電極具有耐熱沖擊功用強(qiáng)、機(jī)器強(qiáng)度高、氧化功用好、電極耗費(fèi)低及容許的電流密度大等優(yōu)點(diǎn)。如今出產(chǎn)的針狀焦根據(jù)運(yùn)用的質(zhì)料可分為石油系和煤系兩類。以石油渣油為質(zhì)料出產(chǎn)的針狀焦為油系針狀焦;以煤焦油瀝青及其餾分為質(zhì)料出產(chǎn)的針狀焦為煤系針狀焦。兩種針狀焦出產(chǎn)工藝不完全相反,但用途基本相反。如今石油系針狀焦首要出產(chǎn)國(guó)是美國(guó)、英國(guó)和日本,煤系針狀焦首要在日天分出產(chǎn),現(xiàn)已構(gòu)成油系、煤系出產(chǎn)針狀焦共存形勢(shì)。如今全球針狀焦產(chǎn)值約150萬(wàn)t左右,而我國(guó)產(chǎn)值不到10萬(wàn)t,我國(guó)每年針狀焦需求量約40~50萬(wàn)t,首要依賴出口。如今國(guó)產(chǎn)超高功率電極的產(chǎn)值由針狀焦的數(shù)量來(lái)決議。
B、煤瀝青在石墨電極出產(chǎn)中作為粘結(jié)劑,首要分中溫瀝青與改質(zhì)瀝青。中溫瀝青是焦油蒸餾殘液局部,產(chǎn)率占焦油的54~56%。改質(zhì)瀝青是以中溫瀝青為質(zhì)料制取的。
C、石油焦:在石墨電極出產(chǎn)中作為骨料。石油焦是以原油經(jīng)蒸餾后的重油或其它重油為質(zhì)料,以高流速經(jīng)過(guò)500℃加熱爐的爐管,使裂解和縮合反響在焦炭塔內(nèi)停止,再經(jīng)生焦到一定工夫冷焦、除焦出產(chǎn)出石油焦。普通焦用于制造電極、絕緣材料,碳化硅和錘煉工業(yè)燃料。優(yōu)質(zhì)焦首要用作煉鋼高功率和超高功率的石墨電極。特種焦是出產(chǎn)反響堆用核石墨套管質(zhì)料。
三、炭素制品職業(yè)前景
1、石墨具有其它成分電極無(wú)法比較的優(yōu)質(zhì)特性:
A.熱波動(dòng)性好,石墨在3550℃才會(huì)出現(xiàn)升華,此低溫下罕見(jiàn)金屬早已熔化。
B.電阻極低,僅數(shù)歐姆,錘煉時(shí)動(dòng)力損耗少。
C.分量輕,密度缺乏銅的1/4,易于運(yùn)送及運(yùn)用,平安性好,上爐錘煉時(shí)容易夾持。 D.質(zhì)料為易獲取的瀝青、石油焦等。 E.可加工性好,加工速度較普通金屬快3~5倍。基于以上數(shù)點(diǎn),在可預(yù)見(jiàn)的數(shù)十年內(nèi),沒(méi)有替代品。
2、炭素職業(yè)屬于根底原材料工業(yè),是不可或缺的根底材料,商場(chǎng)容量十分大。炭素職業(yè)是對(duì)石化和煤化工職業(yè)的廢渣停止深加工再應(yīng)用,是一項(xiàng)動(dòng)力二次應(yīng)用、契合循環(huán)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)理念的工業(yè);一同,由于炭素材料的理化功用和機(jī)器功用在一定條件下優(yōu)于金屬材料和高分子材料,具有良好的導(dǎo)電性、熱波動(dòng)性和化學(xué)波動(dòng)性,并具有較高的耐腐蝕性、低溫形態(tài)下的高強(qiáng)度、自光滑性等特征,因此,炭素職業(yè)也是一項(xiàng)高科技工業(yè)。雖然如今中國(guó)已是炭素商品出產(chǎn)和出口大國(guó),但高端商品在國(guó)際商場(chǎng)上難有話語(yǔ)權(quán),高科技含量的炭素制品,以及局部范疇特別炭素制品,我們與炭素強(qiáng)國(guó)比擬還有間隔。推進(jìn)高附加值商品開發(fā)是往后職業(yè)的展開要?jiǎng)?wù)。
3、舊式炭素制品不時(shí)涌現(xiàn)等靜壓石墨是近年新涌現(xiàn)出的一種舊式炭素材料,在電阻率、彎曲強(qiáng)度、緊縮強(qiáng)度等方面都優(yōu)于高純石墨,并且由于其特有的各向異性,被普遍用于單晶硅制造、低溫氣冷堆、機(jī)器密封、塊孔式熱交流器、精細(xì)電子儀器加工等舊式范疇,吸引了許多炭素公司的目光。碳纖維復(fù)合材料使用范疇更廣。
在航天、航空、核工業(yè)、高能物理、醫(yī)療、交通運(yùn)送、修建方面等多范疇普遍運(yùn)用。運(yùn)動(dòng)器材中的自行車架、賽艇、皮劃艇、滑雪板、滑水板、沖浪板、高爾夫球棍、網(wǎng)球拍、標(biāo)槍、撐桿跳桿、釣魚竿、冰球桿等等,都是碳纖維復(fù)合材料制造。
如今上述運(yùn)動(dòng)器材,少量靠出口。綜上所訴,我國(guó)的炭素制品職業(yè)仍然有宏大的商場(chǎng)和技術(shù)潛力,值得我們?nèi)ド罨拈_掘和開拓。