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浸渍:为什么要对炭素制品进行浸渍?经压成型后的生制品孔度很低。但是生制品在焙烧后,由于煤沥青在焙烧过程中一部分分解成气体逸出,另一部分焦化为沥青焦。生成沥青焦的体积远远小于煤沥青原来占有的体积,虽然在焙烧过程中稍有收缩,但仍在产品内部形成许多不规则的并且孔径大小不等的微小气孔。由于大量气孔的存在必然会对产品的理化性能产生一定的影响。在一定的温度下的氧化速度加快,耐腐蚀也变坏,气体和液体更容易渗透。
浸渍是一种减少产品孔度,提高密度,增加抗压强度,降低成品电阻率,改变产品的理化性能的工艺过程。
石墨电极是一种耐高温的石墨导电材料,是指以石油焦、沥青焦为骨料,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石墨质导电材料,称为人造石墨电极(简称石墨电极),以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极。石墨电极可传导电流及发电,从而熔化高炉中的废铁或其他原材料以生产钢铁及其他金属产品,主要用于钢铁生产。石墨电极是一种电阻率低并耐受电弧炉内热梯度的材料。石墨电极生产的主要特点是生产周期较长(通常持续三至五个月)、电能消耗大及生产工艺流程复杂。
电极生坯焙烧(baking of green carbon body)是指生坯在填充料保护下(防止氧化及变形)、进行高温热处理使煤沥青炭化的工艺过程。焙烧是电极生产过程中,重要的一个工艺过程,也是复杂的一个过程,这个过中即有物理变化,同时又化学变化。终石墨电极的机械强度、内在结构和性能都取决于焙烧时黏结剂转变成结焦炭的数量,而且机械性能与焦化值有直接关系。
敞开式环式焙烧炉影响电极质量的因素:
1.炉体结构对电极质量的影响
由于敞开式环式焙烧炉与带盖炉相比,火道墙要厚很多,敞开式炉砖墙厚为113mm,而带盖炉的格子砖墙厚度仅为30mm,开始升温时敞开式炉耐火砖需要蓄热量大,温升慢;另外带盖炉的热烟气都是通过火井从炉底往上走,而敞开式炉有一半是从上向下。总之敞开式炉不利于阻止电极焙烧时黏结剂的迁移,易造成焙烧出来电极结构不均匀。
2.炉箱尺寸对电极质量的影响
3.火道砖的砖型对电极质量的影响
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)
石墨电极加工分为电极本体和接头两个立加工过程。
本体加工包括镗孔与粗平端面、车外圆与精平端面和铣螺纹3道工序,圆锥形接头的加工可分为6道工序:切断、平端面、车锥面、铣螺纹、钻孔安栓和开槽。
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)
加工精度的控制: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。