对振动成型方法生产石墨电极的探讨
1 前言
在炭素工业里采用的成型方法一般有三种，即模压成型、挤压成型和振动成型方法。其中，模压成型方法由于劳动生产率低，目前除少量有特殊要求的产品采用这一成型方式外，基本上已退出了炭素行业的成型工序。从我国和世界范围来看，挤压成型方法是炭素行业中主要的成型方法。用这种方法成型的石墨电极具有轴向的择优取向，使产品轴向上的各种物理——机械参数优于其他方向，这适合石墨电极的使用条件，其劳动生产率高。但是，要生产大直径的石墨电极或大截面的其他炭素制品，采用这种成型方式时，必须用大吨位的液压机。目前我国生产φ400mm的石墨电极，一般采用2500t液压挤压机，生产φ500mm以上的石墨电极多采用3500t的液压挤压机。国外一些生产石墨电极的厂家也常用4000t、6000t级的液压挤压机，而最大型的液压挤压机可能要数美国国家炭素公司（National Carbon Co．）的12700液压挤压机了。这些设备不仅挤压压力大，而且由于电极挤压机成型方式的要求，机身又很长，因此机体的重量很大。例如苏联制造的一台3550t的液压挤压机长36m，重达577t奥地利制造的一台6300t 的液压挤压机重700t。此外，这些设备都配有大功率主电机，一般都在300～400kW。可以设想，这样一些设备投资量大，能耗高，不是一般中小厂所能负担得起的。
自60年代法国的V AW公司大力推出振动成型方法以后，先是在铝用炭素行业，特别是在预焙阳极的生产上得到了广泛应用，并且逐渐推广到阴极炭块和石墨电极的生产领域。这一成型方式所采用的振动成型机结构简单，机身紧凑，重量小，造价低。据法国KHD公司的估计，一台振动成型机的投资额约为一台相应的液压挤压机的40%，其电机总功率只有挤压机的37%，产品的成型能耗只有挤压机的32%。我国的一些简易振动成型机，一台的投资额只有20万元左右，仅为2500t挤压机的5%左右。虽然其劳动生产率和单台产能低些，但同样可以用于φ300mm以上，乃至φ500mm或更大直径的大型石墨电极的成型。这一点正是中小炭素厂所希望的。
尽管振动成型机有以上诸多优点，但是把它用于石墨电极的成型，能否得到优质的产品？至少能否得到达标的产品？对于这一点，我国的炭素行业中的大多数人持否定态度。主要认为振动成型产品中颗粒是沿横向择优取向，对于石墨电极来说，这是不好的取向；其次是认为振动成型产品的体积密度不均匀。由于以上两点会影响产品的一系列物理机械性质，所以人们的否定或怀疑是不无道理的。对于以上两点，以及其他一些问题，分别讨论如下：
2 关于体积密度的问题
振动成型法生产的产品一般体积密度较高。这是由于在频率较高的振动情况下，物料颗粒之间的摩擦力降低很多，使物料得以密实。在一般重锤加压的振动成型方式中，物料与重锤接触面的压强约为0.1～0.2MPa，在这样的压力作用下，可以使糊料达到进一步密实。另外，在振动成型时，糊料温度一般保持在130℃左右（大多控制在沥青软化点以上50℃左右），在这样的温度下，糊料有较好的塑性。如果能在成型过程中抽真空，则有利于糊料的进一步密实。所以一般振动成型生坯的体积密度约在1.65～1.70g/cm3（这是立振生坯的密度，采用卧振时，由于重锤与糊料接触面上压强较小，生坯密度在1.63～1.65g/cm3）。此外，振动成型生坯在成型时受压较小，其中的“冻结应力”也较小，所以在焙烧过程中有较大的收缩，使其体积密度相对地进一步提高。根据笔者的经验，一般立振的产品，经焙烧和石墨化后，其径向收缩约为2.5～3.0%，而挤压成型产品相应地为2.0～2.3%。所以，立振的产品在石墨化后，体积密度一般在1.58～1.60g/cm3，而挤压产品的相应数值在1.55左右。笔者与其他一些同志合作曾研制了几种“振动液压成型机”。由于这几种成型机中的糊料所受压力较大（压强可达5.0MPa以上），所以可以得到体积密度更大的生坯。一般用这类成型机生产的生坯，在不抽真空的情况下可达1.68～1.71g/cm3；在抽真空的情况下，生坯的体积密度可达1.70～1.73g/cm3。石墨化产品的体积密度相应地分别达到 1.60～1.61和 1.61～1.63g/cm3。
3 关于体积密度分布不均匀的问题
无论哪种成型方式所得到的生坯，都存在体积密度分布不均匀的问题，无非是不均匀的程度和分布方式不同而已。对于振动成型方式来说，卧振时，一般是径向密度分布不均匀，而立振时，是轴向密度分布不均匀。现以立振的情况讨论这一问题。从笔者掌握的资料看，立振时生坯的上部密度最大，下部稍低，而中间部分密度最低。其分布情况大体上是：上部约1.71 g/cm3，中间约1.65 g/cm3，下部约1.68 g/cm3。造成这一密度分布不均匀的主要原因是由于重锤在糊料接触面上的压力太小，由于摩擦力使压力传导不好，中间部位糊料所受压力过低，不足以达到足够的密实程度。在采用“振动液压成型机”生产生坯时，这一现象基本得以消除。笔者多次收集用该种成型机制造的生坯的密度分布数据，无论是成型过程中抽真空的，还是不抽真空的，无论是φ400×1800mm的生坯，还是φ500×2000mm的生坯，其上、中、下各部位的体积密度，在测量的精确度范围内，都没有差别，也就是说，如果我们取三位有效数字，上、中、下各部分的密度均相同，如果取四位有效数字，则第四位数字的变动是随机的。这说明，在振动成型过程中适当提高糊料所受的压力，可以消除体积密度分布不均匀的问题，至少可以说使这一不均匀性得到极大程度的缓解。在这种情况下生坯平均体积密度的提高主要是由于中、下部体积密度提高的结果。
4 颗粒择优取向的问题
在挤压成型过程中，由于糊料的流动，使得略具长条形的石油焦颗粒沿糊料挤出的方向择优取向。这方面已经为许多实验结果所证实，也为炭素行业几乎所有的同志所接受。而这种择优取向使得石油焦颗粒内的炭微晶的平面大体上沿挤出方向排列，所以在该方向上的电阻率较低，强度较高。这些都符合石墨电极在使用过程中电流主要沿轴向流动的要求，因而有利于其使用条件。
对于振动成型的一般印象是略呈长条形的石油焦颗粒在振动过程中应采取横卧取向，这因为横向是稳态，而立向是不稳态。这样在振动成型的产品中，特别是在立振的情况下，颗粒应是横向择优取向的。但据笔者的经验，振动成型的石墨电极基本上是各向同性的。这就是说，其中颗粒的取向是随机的。我们一般
是用一些宏观参数如电阻率ρ、弹性模量E和强度σ等来反映颗粒的择优取向程度的，一些作者测定挤压成型石墨材料的杨氏模量，发现其轴向值E∥与径向值E⊥之比R E= E∥/ E⊥约为 1.41～2.21，其相应的抗弯强度之比Rσ=σ∥/σ⊥约为1.26～1.53。也有的作者对核石墨测定的结果为：对于抗弯强度，其择优取向比Rσ=1.45，对于抗拉强度，Rσ=1.70。从这些数据可以看出来，对于挤压成型的石墨材料来说，其择优取向比R E以及Rσ确实大于1，有的甚至高达2以上。
为了进一步比较，笔者把不同作者对挤压成型石墨材料的轴向（∥）和径向（⊥）物理——机械参数测定的结果整理成表1，同时把此计算出的择优取向比R也列于表1中。
表1 石墨材料轴向、径向物理机械参数测定结果
参数
杨氏模量E，×105磅/寸2 强度σ，吨/寸2电阻率ρ
×10-6Ω·m 压缩拉伸弯折压缩拉伸弯折
轴向∥10.33±1.30 16.3±1.90 17.40±1.32 1.34±0.09 0.81±0.13 0.936±0.042 6.40～8.00
径向⊥ 4.97±0.59 8.12±1.90 9.13±1.32 1.36±0.09 0.58±0.13 0.683±0.042 10.28～14.56
R=轴向/径
向2.08 2.00 1.91 0.99 1.40 1.37
（1/ρ∥）/（1/ρ⊥）
=1.43～1.92
表中：1磅/寸2 =6894.76Pa；1吨/寸2 =1.52003×107Pa
一些作者对各种挤压成型石墨材料在不同方向上的物理——机械参数的测定结果（见表1）。
从表1的数据可以说明以下几点：
1）挤压成型的石墨材料具有明显的轴向择优取向；
2）用杨氏模量表现的择优取向比的值高于用强度表现的相应值；
3）压缩强度不受颗粒择优取向的影响；
4）电阻率也是表现颗粒择优取向的良好参数。
对立振成型的石墨电极，作者也曾收集过一些轴向和径向电阻率和杨氏模量的数据，并据此计算出R1/ρ和R E的数值，结果发现这些R值都在0.9～1.2之间，也即择优取向比R有时大于1，有时小于1。这说明，这种立振成型的石墨电极没有明显的颗粒择优取向性。造成这一结果的原因，据笔者分析认为，制造这些
石墨电极的石油焦均系普通石油焦，其颗粒的长宽比不大，而且在混捏过程中都形成由许多颗粒和黏结剂构成的一个个小球团，在球团内部，颗粒没有择优取向的趋势，而球团多接近圆球形。在振动成型过程中，没有力可以使球团内的颗粒放生择优取向，球团之间主要靠振动趋于密实。即使是在振动液压成型方式中，液压压力也基本上是以静压方式分布的，也就是说，球团也没有择优取向的可能。结果，颗粒只能是随机取向的，从而使振动成型石墨电极的各种物理机械参数接近于各向同性。
5 振动成型和挤压成型石墨电极的物理——机械参数的比较分析
为了便于比较，我们对两个厂生产的石墨电极进行比较，其中A厂为立式振动液压成型（成型过程中不抽真空），B厂为1500t液压挤压机成型（也不抽真空）。这两种石墨电极的有关参数列于表2中。
表2 振动成型和挤压成型石墨电极各项物理——机械参数比较（平均值）
厂家
真密度
g/cm3体积密度
g/cm3
孔率
%
机械强度，MPa 弹性模量
GPa
电阻率ρ
×10-6Ω·m
抗折抗压
A厂，φ400 2.23 1.60 27.9 9.37 20.16 7.2 8.0
B厂，φ300 2.22 1.55 30.2*8.30 17.8 6.3 8.4 *此项数值系笔者根据真密度和体积密度的平均值计算的。
从表2中的数据可以看出来，这两种成型方式生产的石墨电极均达到了国家标准GB3072-82的要求。两种石墨电极的弹性模量、强度和电阻率的数值基本上是接近的。不同的是，二者的体积密度相差较大。这就是说，采用振动液压机的方法同样可以生产出达标的石墨电极。
挤压成型的石墨材料中颗粒沿轴向择优取向，振动成型的石墨材料中颗粒没有择优取向，为什么二者的轴向物理——机械参数会基本上相差不多呢？笔者认为，这是由于振动成型产品具有较高的体积密度的原因。许多作者的研究成果证实了这一点。影响强度、弹性模量和电阻率的主要因素是原料种类、石墨化程度和体积密度。在前二者条件相同，或基本相同的情况下，体积密度就成了最主要
的决定因素了。这就是说，由于振动成型产品的体积密度较高，可以补偿它的轴向物理——机械性质不如挤压产品的缺陷。能否补偿？表2中的数据已可以说明这一问题。我们还可以引用其他一些作者的数据来佐证这一论点。孙贤舒等测定的结果，挤压石墨电极的轴向电阻率ρ∥与径向电阻率ρ⊥的差值约为3～5×10-6Ω·m 。如果认为振动成型的石墨电极中颗粒是随机取向的，那么，其轴向和径向电阻率应取中间值。也就是说，在其他条件相同的情况下，挤压和振动成型电极轴向电阻率约有1.5～2.5个单位的差别。法国KHD 公司认为上述差别最多不超过1.0个单位。前者是假定二者体积密度相同。后者是假定挤压电极在轴向择优取向接近于理想的条件下得到的，但是实际上KHD 公司也认为工业上生产的挤压石墨电极的轴向电阻率不会比振动成型的石墨电极低。这一方面是挤压成型电极中颗粒的轴向择优取向与理想情况有一定差别，同时，振动成型电极的体积密度较高。
电阻率与体积密度密切相关，尽管不同的作者得到的结果不同，但是在电阻率随体积密度的增长而下降这一点上，不同的作者都有共识的。我们以J ．M ．Hutcheon 和M ．S ．T ．Pnice 的成果为例，他们认为石墨材料的电阻率ρ和体积密度d 之间存在如下关系：
()8.22.662.1-==d
d ρρ
（1） 按（1）式计算得到：
d ，g/cm 3 ρ2×10-6Ω·m
1.62 7.2
1.60 7.7
1.55 8.9
这就是说，如果振动成型的电极与挤压成型的电极在体积密度相同的情况下，轴向电阻率有1.2个单位的差别，那么当振动成型电极的体积密度比挤压成型电极高约0.05个单位时，二者即可具有大约相同的轴向电阻率。这一点笔者对一些厂生产的上述两种电极的轴向电阻率的比较中，也大体上得到类似的结果（参看表2）。
在振动成型电极和挤压成型电极具有相同的轴向电阻率的情况下，振动成型
电极的径向电阻率要比后者低。在电弧区，电流除了轴向传导之外，还有径向传导，这样，振动成型的电极更为有利。
振动成型的电极在相同轴向电阻率的情况下，因有较高的体积密度，相应地，孔率较低，所以在相同的使用条件下可以期望有较低的氧化消耗。另外，由于振动成型电极的热膨胀系数、导热率、强度和弹性模量都接近各向同性，所以在使用条件下各部的温度、热膨胀等在小范围内比较均匀，因而各方向的热应力也大体上是一致的。这就使得振动成型电极有较高的抗热震性能。
由于我们对挤压成型电极已经有了长时间的生产和使用经验，而对振动成型电极的实践经验很少。更为重要的是，生产振动成型电极的大都是小炭素厂，技术水平、设备条件都很差，产品质量低，给用户造成一些不良的印象，认为振动成型本身不能生产合格的石墨电极。我相信，如果经过一定的努力，认真掌握此项技术，是可以用其生产达标的普通石墨电极的。
以上的一些分析、对比已为实践所证明，有些也只是理性的分析。因此，要使这一成型方式为更多的人所接受，还需要进行长期的大量的工作。
6 结论
1）振动成型作为一种生产石墨电极的成型方法，可以生产出适合我国现行国家标准GB3072-82的普通石墨电极。
2）如果采用振动液压成型方法，可以生产出质量较好的普通石墨电极，其体积密度可达1.60g/cm3以上。如果在成型过程中再配合抽真空，可进一步提高其体积密度。
3）由于振动成型的石墨电极具有较高的体积密度和较低的孔率，在使用过程中可以降低氧化消耗。
4）振动成型的电极由于颗粒料随机取向，使其物理——机械性质在轴向和径向具有相近的数值，所以在与挤压成型电极具有相近的轴向电阻率的情况下，其径向的各项物理——机械参数优于挤压成型的电极。
5）振动成型机，特别是小型的简易振动成型机投资很少，却能生产大直径石墨电极和其他大截面石墨制品，且其技术易于掌握，成型成品率很高，适合中
小炭素厂采用。
6）由于振动成型方法在我国虽然从60年代末即已开始研制，但多年来并未进行过大批量的生产，使用厂家也多限于用其生产炭块和再生石墨电极。对其能否用于石墨电极的生产，持否定态度者较多，因此还需进行大量的工作。只有用其生产的电极在长期、大量的使用中证明其至少不比挤压成型电极差，才能使这一成型方式为我国炭素行业所承认。
笔者把自己对振动成型方法所作的一点工作和一些看法提出来，供同行们参考，也希望得到同行们的批评与指正。
参考文献略
石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源，使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能，在其他工业部门也有广泛的用途。2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 （1）石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔，主要元素为碳，灰分含量很低，一般在%以下。石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫%以上）、中硫焦(含硫%%)、和低硫焦(含硫%以下)三种，石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 （2）针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能，热膨胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。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，制成的石墨电极电阻率较低，热膨胀系数小，抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 （3）煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为－cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54－56％。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青，浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。 二、石墨电极的制造工艺
石墨电极 石墨电极(graphite electrode) 以石油焦、沥青焦为颗粒料，煤沥青为黏结剂，经过}昆捏、成型、焙烧、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。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右，中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能，在其他工业部门中也有广泛的用途，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门。 简史早在1810年汉佛莱?戴维(Humphry Davy)利用木炭制成通电后能产生电弧的炭质电极，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景，1846年斯泰特(Stair)和爱德华(Edwards)用焦炭粉及蔗糖混合后加压成型，并在高温下焙烧从而制造出另一种炭质电极，再将这种炭质电极浸在浓糖水中以提高其体积密度，他们获得了生产这种电极的专利权。1877年美国克利夫兰(Cleveland)的勃洛希(C.F.Brush)和劳伦斯(https://www.doczj.com/doc/797930748.html,wrence)采用煅烧过的石油焦研制低灰分的炭质电极获得成功。1899年普利查德(O.G.Pritchard)首先报道了用锡兰天然石墨为原料制造天然石墨电极的方法。1896年卡斯特纳(H.Y.Gastner)获得了使用电力将炭质电极直接通电加热到高温，而生产出比天然石墨电极使用性能更好的人造石墨电极的专利权。1897年美国金刚砂公司(Carborundum Co.)的艾奇逊(E.G.Acheson)在生产金刚砂的电阻炉中制造了第一批以石油焦为原料的人造石墨电极，产品规格为22mm×32m mX380mm，这种人造石墨电极当时用于电化学工业生产烧碱，在此基础上设计的“艾奇逊”石墨化炉将由石油焦生产的炭质电极及少量电阻料(冶
一份低调的电炉钢石墨电极产业链深度报告，请您斧正！ 钢铁行业2017年中期策略报告：后钢铁时代，电炉钢和石墨电极全面崛起不止是钢货6月14日 【备注：本文节选自光大证券钢铁王招华/杨华/王凯/沈继富团队今日发布的深度报告，未获当事人授权、不保证内容的准确性；如需本报告的PDF版全文，请转发本微信文章、并获得20个点赞后，发送截屏至微信号“1842204974”，我们将在24小时内发送给您，谢谢！】 石墨电极产业链12家企业调研：四、五月份已显著消耗掉前期库存，供求更紧张的日子很快就会来到 1）后钢铁时代板块难有大的投资机会。从人均钢产量和钢铁积蓄量等多个维度来看，中国的钢铁消费峰值在2013年已经达到；参考美国和日本的经验，钢铁峰值过后的10年内，市场化的兼并重组并没有展开，产销量降20%-50%，从业人口减半，整个板块几无大的投资机会。我们认为供给侧改革有助于改善中国钢铁板块的投资机会，但不能改变大趋势；中国钢铁板块的大机会只能寻找结构性的细分领域。 2）电炉钢产业链的战略机遇已到：市场和政策双重共振。2016年10月开始的轰轰烈烈清零地条钢的供给侧改革使得废钢价格大跌，进而引发电炉钢和高炉-转炉钢经济效益的
比较出现了拐点，我们认为这一红利能持续1-2年，随后中国步入废钢折旧周期，将继续推动电炉钢步入一个新的更长的成长周期。电炉钢相对于高炉-转炉钢更加节能、环保和低碳，预计其占整个钢产量的比重有望由2016年的6%提升至2030年的30%。 3）石墨电极行业迎来供给和需求双重驱动的景气趋势。一方面，全国石墨电极46%的产能受到“2+26”大气污染防治强化督查影响，产能利用率难有提升甚至面临下降，21%的产能则受制于常年亏损和资金匮乏影响，复产之路漫长；另一方面，石墨电极55%用在电炉钢，而电炉钢产量今年有望增长70%，未来10-20年有望翻4番以上。在目前高利润驱使下电炉钢复产成趋势，而石墨电极全产业低库存、生产周期4.5个月，新建产能周期2-3年，因此行业的景气趋势有望继续。 4）主要原材料针状焦的供求紧张局面有望逐步趋缓。一方面，虽然针状焦价格年内已涨77%，但并没有阻碍石墨电极盈利的改善，以500mm超高功率石墨电极为例，1-5月价格累计上涨2.23万元（涨幅150%），而税前利润则上涨 1.90万元；另一方面，在针状焦国产化已有55%的背景下，2017年6月开始，11万吨（相当于2016年全年全国表观消费量的76%）针状焦将步入逐步投产期，有助于缓解供不应求的局面。
石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及 消耗原理
目录 一、石墨电极的原料及制造工艺 二、石墨电极的质量指标 三、电炉炼钢简介及石墨电极的消耗机理 石墨电极的原料及制造工艺 ●石墨电极是采用石油焦、针状焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过混 捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源，使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能，在其他工业部门也有广泛的用途。生产石墨电极的原料有石油焦、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产物。色黑 多孔，主要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5%以下。石油焦属于 易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 ●石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟 焦化所得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。 ●石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫1.5%以上）、中 硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种，石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 ●针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石 墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在1.75以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结 构，因而称之为针状焦。 ●针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具 有良好的导电导热性能，热膨胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。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，制成的石墨电极电阻率较低，热膨胀系数小，抗热震性能好。 ●针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青 原料生产的煤系针状焦。 ●煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合 物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为1.25－1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54－56％。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）、结焦值和煤沥青流变性等。
石墨电极的原料及制造工艺
石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源，使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能，在其他工业部门也有广泛的用途。 2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 （1）石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔，主要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5%以下。石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫1.5%以上）、中硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种，石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 （2）针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在1.75以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能，热膨胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。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，制成的石墨电极电阻率较低，热膨胀系数小，抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 （3）煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为1.25－1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54－56％。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青，浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中
目的: 为了完善公司的编程管理制度,电脑文档管理,编程方法,加工参数,程序单制做,各种类型的工件的刀路编写能有固定.统一的制度及方法。以达到公司各类型产品制做周期准时，确保生产编排运作正常，产品质量稳定，赢得客户信任。和提高编程技术人员编程技能之目的。 目录： 1．电脑管理制度。 2．图档管理及NC程序管理规范。 3．程序单编写归定。 4．一般类型电极编程技巧及实例。 5．超行程电极的编程方法。 6．喇叭网孔电极编程方法。 7．EROWA制具使用方法。 8．长条（小电极用）夹具组使用方法。 电脑管理制度 1.1 每台电脑责任人必须管理好所用电脑及其各组件之保护及保养，
以确保无遗失，无损坏，能够长期正常运作。 1.2 电脑外表面必须每天清理.主机箱每周清理一次。 1.3 电脑不得私自更改.添加及删除用户名和密码。 1.4 未经主管批准.不得安装工作必须使用的软件之外的任何电脑程序及软件.如:游戏.音乐.非本公司常用编程软件等。 1.5不得私自拷贝.删除公司电脑内的任何资料。 1.6电脑如有硬件方面故障要及时填写“电脑维修申请单”交由电脑 部处理。 图档管理及NC程序管理规范 电极编程技巧及实例 特别说明:骨位电极侧面光刀一般选用平底刀或平底R角刀,其加工步距一定要跟据骨位斜度设定加工下切步距.我公司归定为:从0到0.5度每刀下切0.22MM, 从0.5到1度每刀下切0.2MM, 从1到2度每刀下切0.17MM, 从2到5度每刀下切0.12---0.15MM,如斜度大于5度可跟据电极型壮选合理的刀具及步距(一般用球头刀)。 扫顶程序:（目的：铲掉高度方向多余材料）每个电极必须要有扫顶程序，编程用“偏置粗加工策略”分2层加工，每层下2MM，高度方
我国石墨电极行业研究 （一）行业发展概况 炭素材料是指以碳元素为主要成分的材料的总称。炭素制品根据生产工艺大致可分为石墨制品、炭制品、炭素新材料和其他炭素产品四大类，其中石墨制品主要包括石墨电极、特种石墨。 石墨电极以石油焦、针状焦为骨料，煤沥青作结合剂，经混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工等工序制成。石墨电极根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极、超高功率石墨电极，具体如下： 石墨电极是钢铁生产所需的重要耗材。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极作为导电材料。电弧炉炼钢石墨电极的消耗量既取决于电极的质量，也与炼钢操作及管
理水平有关。 十九世纪末美国公司发明了以石油焦为原料的人造石墨电极，开启了工业化制造石墨电极的历史，开辟了使用炭素材料作为高温导电电极的广阔前景。随着石墨电极的优良性能以及制造工艺的不断改进，大规格石墨电极的大批量生产以及超高功率石墨电极的研发成功，电炉炼钢工业逐步开始大规模使用人造石墨电极。 中国石墨电极工业起步较晚但发展较快。石墨电极行业起步于国家“一五”期间建设的156项工程，20世纪50年代末我国从苏联引进技术建设首条电极生产线，奠定了我国石墨电极产业发展的基础。到20世纪80年代及90年代中国各地相继建成的炭素企业有上百家。20世纪90年代初我国已经掌握了代表国际先进水平大规格大直径超高功率石墨电极的生产技术。进入二十一世纪以来，在国民经济较快增长和钢铁行业快速发展的带动下，我国石墨电极产业得到了快速发展。 目前我国已成为全球主要的石墨电极产销国之一，中国石墨电极已出口超过80多个国家和地区，由于价格合适、质量可靠，国际化经营已初具规模，在全球炭素行业具有较大的影响力。根据中国炭素行业协会的不完全统计，2018年中国石墨电极类产品产量为64.97万吨，同比增长17.83%，其中超高功率石墨电极产量26.90万吨，同比增长47.53%；2018年石墨电极类产品销售量58.73万吨，同比增长6.77%，其中超高功率石墨电极26.24万吨，同比增长37.04%。
石墨设备技术及规格说明书 南通远东化工设备有限公司 地址：江苏省南通市通京大道866号 邮编：226011 电话：++ 86 513 85670516 传真：++ 86 513 85666165 Http:// https://www.doczj.com/doc/797930748.html, E-mail: sale@https://www.doczj.com/doc/797930748.html, 日期：2011年8月23日
根据使用单位提供的使用工艺条件，同时结合我司在石墨行业的生产、制造、设计的经验，我司将根据国家最新石墨设备的制造标准选择、确定、设计、制造、检验所需设备，以满足使用工况条件需要，保证石墨设备可靠、长周期正常运行。 1.0 总则 本技术说明书对于石墨制设备的供货范围、设计、材料选择、制造、检验和验收等方面的进行了描述和界定。 2.0 设备设计标准和规范 2.1 石墨设备质量验收标准符合 HG/T 2370-2005 《石墨制化工设备技术条件》 HG/T 3113-1998 《YKA型圆块孔式石墨换热器》 TSG R0001-2004 《非金属压力容器安全技术监察规程》 GB/T21432-2008 《石墨制压力容器》 HG/T2736-1995 《石墨制三合一盐酸合成炉》 HG/T3189-2000 《水套式石墨氯化氢和成炉》 2.2 壳体、法兰符合GB150-1998 《钢制压力容器》 HG20593-97 《钢制管法兰、垫片、紧固件》 2.3 铸铁件符合GB/T 9439-1988 《灰铸铁件》 2.4 焊接形式符合GB985-88 《手工焊接接头型式和尺寸》 2.5 钢制零件符合GB150-1998 《钢制压力容器》 2.6 设备防腐漆按JB/T4711-2003执行，设备外露部分涂二度防锈漆一度面漆 2.7 设备运输、包装标准HG/T 2370-2005 《石墨制化工设备技术条件》 3.0 设备选材、设计、制造、检验、质量保证说明 3.1 选材 3.1.1石墨电极原材料：根据我公司多年石墨设备制造的经验，我公司将选取正规大型厂家生产的石墨化程度高、密度高、电阻率低、孔隙率低的优质石墨电极材料作为设备基材，能提供批量材料质保书，以有效保证设备的耐腐蚀性、耐温、耐压性能。性能要求如下：
石墨电极的工艺流程详解 下面我为大家介绍一下各种工序 原料：用于炭素生产的原料有哪些？ 在炭素生产中，通常采用的原料可分为固体炭质原料和粘结剂及浸渍剂两类。固体炭质原料包括石油焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎等；粘结剂和浸渍剂包括煤沥青、煤焦油、蒽油和合成树脂等。此外生产中还使用一些辅助物料，如石英砂、冶金焦粒和焦粉。生产一些特种炭和石墨制品（如炭纤维、活性炭、热解炭和热解石墨、玻璃炭）则采用其他一些特殊原料。 煅烧：什么叫煅烧？哪些原料需要煅烧？ 碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1200-1500°C）热处理的过程称为煅烧。煅烧是炭素生产的第一道热处理工序，煅烧使各种炭质原料的结构和物理化学性质发生一系列变化。 无烟煤和石油焦都含有一定数量的挥发份，需要进行煅烧。沥青焦和冶金焦的成焦温度比较高（1000°C以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅烧，只需烘干水分即可。但如果沥青焦和石油焦在煅烧前混合使用，则应与石油焦一起送入煅烧炉煅烧。天然石墨和炭黑则不需要进行煅烧。 压型：挤压成型原理是怎样的？ 挤压过程的本质是在压力下使糊料通过一定形状的模嘴后，受到压实和塑性变形而成为具有一定形状和尺寸的毛胚。挤压成型过程主要是糊料的塑性变形过程。 糊料挤压过程是在料室（或称糊缸）和圆弧式型嘴内进行的。装入料室内的热糊料在后部主柱塞的推动下。迫使糊料内的气体不断排除，糊料不断密实，同时糊料向前运动。当糊料在料室的圆筒部分运动时，糊料可看作稳定流动，各颗粒料层基本上是平行移动的。当糊料进入到具有圆弧变形的挤压嘴子部位时，紧贴嘴壁的糊料前进中受到较大的摩擦阻力，料层开始弯曲，糊料内部产生不相同
一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源，使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能，在其他工业部门也有广泛的用途。2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 （1）石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔，主要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5%以下。石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫 1.5%以上）、中硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种，石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 （2）针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在1.75以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能，热膨胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。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，制成的石墨电极电阻率较低，热膨胀系数小，抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 （3）煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为1.25－1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54－56％。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青，浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。
石墨电极对放电条件的要求 1，对脉冲电流(IP)的要求： 脉冲电流的特点是:数值越大,放电加工速度越快,放电间隙越大,表面粗糙度越粗,电极损耗越小. 1). 脉冲电流受放电面积的影响, 即电流密度的影响. 石墨电极脉冲电流的选用原则以平均电流为标准 石墨电极大型时，电流密度通常设为10～12A/cm2； 石墨电极时，电流密度通常设为6～8A/cm2. 2). 脉冲电流受电极减寸量（火花位）大小的影响 若大面积用小火花位或小面积用大火花位都不适合石墨电极的正常放电加工. 电流的选用须由电极面积的大小来确定,这是最合理选用方法. 石墨电极的平均电流达到10A～120A时,电极损耗最小.随电流的增大电极损耗也增大. 2，对脉冲宽度(ON TIME、放电脉宽)的要求： 脉宽的特点:数值越大,放电时间越长,加工速度越快,电极损耗越小,放电间隙越大,表面粗糙度越粗.加工稳定性越差. 石墨电极的脉宽取值范围为0～1000 us. 脉冲宽度较大时，加工速度随着脉宽的增大，加工不稳定，加工时间增加，加工速度减慢 ,并使工件表面烧蚀;其取值一般不超过420 us.当脉宽在100～300us时石墨电极损耗最小. 脉宽的选用要根据电流大小以及放电加工要求来确定,若放电面积较大或用作粗加工时,为提高加工速度,脉宽取大些;细小的面积或精加工时,考虑到表面粗糙度, 则脉宽取小些. 工件材料不同,加工极性不同,脉宽对加工效果的影响也不同. 不同的生产厂家、不同等级、不同批号的石墨材料,脉宽的影响也不同. 相同脉宽,石墨颗粒越小,电极损耗越小. 3，对脉冲间隔 (OFF TIME 放电休止)的要求： 脉冲间隔的作用是让放电自动辙消,消除电离, 让加工液介质清除杂物,并为下一次放电作准备. 脉冲间隔的特点:只影响放电加工速度和加工稳定性,而对其它影响较小.当其值越大,加工稳定性越好,加工速度相对较慢，但放电稳定却比不稳定要快；. 脉冲间隔的取值范围要比脉宽宽得多, 可在0～2500 us之间.脉冲间隔为100us时达到最小值，脉冲间隔再增加电极损耗反而增大. 石墨电极放电加工中常取脉冲间隔(OFF)=脉宽(ON),并视加工的稳定情况进行调整到脉宽的1/3～2/3. 当脉冲间隔合适时，随着脉冲间隔的增加，极间介质的消电离比较充分，有利于形成覆盖层（在电加工过程中蚀除产物和介质分解的含炭物附着在电极表面），因而电极损耗减小，但当脉冲间隔大于100us时，电极和工件表面冷却的时间过长，下一个脉冲就需要更多的能量形成放电通道，并且不利于覆盖层的形成，电极损耗反而增加。若脉冲间隔过小，电极和工件之间的消电离不充分，可能在电极表面和工件表面产生烧蚀现象。 休止时间一般只影响放电加工速度,而对电极损耗和加工表面粗糙度的影响不明显. 4 对间隙电压(SV)的要求： 间隙电压的特点:值越大,加工稳定性越好,放电加工速度越快.放电间隙大小, 对电极损耗和表面粗糙度影响不大： 不同的火花机台,所设定的间隙电压的档级也不同,一般分为: 40～60V档,90～120V档, 150～190V档,200～250V档.
目录 一、石墨电极的原料及制造工艺 二、石墨电极的质量指标 三、电炉炼钢简介及石墨电极的消耗机理 石墨电极的原料及制造工艺 ●石墨电极是采用石油焦、针状焦为骨料，煤沥青为粘结剂，经过混捏、成型、 焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源，使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能，在其他工业部门也有广泛的用途。生产石墨电极的原料有石油焦、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产物。色黑多孔，主 要元素为碳，灰分含量很低，一般在0.5%以下。石油焦属于易石墨化炭一类，石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途，是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 ●石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种，前者由延迟焦化所 得的石油焦，含有大量的挥发分，机械强度低，煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。 ●石油焦按硫分的高低区分，可分为高硫焦（含硫1.5%以上）、中硫焦(含 硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种，石墨电极及其它人造石墨制品生
产一般使用低硫焦生产。 ●针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一 种优质焦炭，焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒（长宽比一般在1.75以上），在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 ●针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有 良好的导电导热性能，热膨胀系数较低，在挤压成型时，大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。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，制成的石墨电极电阻率较低，热膨胀系数小，抗热震性能好。 ●针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料 生产的煤系针状焦。 ●煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物，常温 下为黑色高粘度半固体或固体，无固定的熔点，受热后软化，继而熔化，密度为1.25－1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54－56％。煤沥青的组成极为复杂，与煤焦油的性质及杂原子的含量有关，又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多，如沥青软化点、甲苯不溶物（TI）、喹啉不溶物（QI）、结焦值和煤沥青流变性等。 ●煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对炭素制品生产 工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青，浸渍剂要使用软化点较低、QI低、流变性能好的中温沥青。 ● ●
中国石墨电极频遭国外反倾销的思考 ：石墨电极，反倾销 近年来，国外已针对中国产石墨电极发起多达5起反倾销调查，世属罕见。如任此种态势继续下去，中国石墨电极将丧失全球大部市场，面临着毁灭性打击，迫切需要加以科学分析，找出科学对策，奋起突围，赢得发展。 一、历次反倾销回顾 （一）、印度自1998年3月27日初裁对中国产石墨电极按USD508.506/吨征收从量反倾销税，2002年5月17日首次日落复审决定继续征收，2008年3月25日第二次日落复审，于2009年6月24日决定不再继续征收反倾销税。至此，印度对中国产石墨电极的市场大门关闭了整整11年零3个月。 （三）、2008年7月17日巴西决定对来中国产石墨电极开展反倾销调查，2009年4月9日，决定对进口自中国的石墨电极征收2259.46美元/吨的最终反倾销税。 （四）、2010年9月1日，墨西哥经济部国际贸易惯例总局决定对中国产石墨电极启动反倾销调查，并初裁自2011年6月1日起征收23%的临时反倾销税。 （五）、2010年12月17日，欧盟委员会对中国产石墨电极进行反倾销立案调查，但2011年7月18日，欧委会照会我驻欧盟使团进行终裁披露国际贸易论文，称由于申诉方撤诉，欧委会拟以无措施终止有
关反倾销调查。 （六）、此外，2011年8月31日，俄白哈关税同盟决定对石墨电极发起保障措施调查，涉案产品为直径在520mm-650mm之间，横截面积在2700cm2-3300cm2之间的圆形石墨电极，对应关税同盟海关税号为8545110020。 对于上述国家或地区的具体市场影响，可以通过表1所示的有关电炉钢实际产量轻易估算。 一、发展趋势及原因分析 （一）、发展趋势 1、由从量税向从价税的演变。印度1998年对中国产石墨电极是从量反倾销税，但后来由于众多因素，石墨电极的价格出现了大幅度的整体提高，当年裁定的508.506美圆/吨的税率已占电极价格的很小比例，导致惩罚性逐年变轻，从长远看，石墨电极的美圆价格仍将逐年增高，因此反倾销税按从价征收更能维护申请者的长远利益。 2、从低品级向所有品级演变。印度最早开始只是针对中国产的普通和高功率石墨电极进行反倾销，而欧盟2011年开始的反倾销已开始针对中国产所有品级。 3、从小直径到所有直径品级演变中国学术期刊网。2008年美国和巴西分别对中国的石墨电极进行反倾销调查，范围分别是直径400mm 和直径450mm以下，而2011年欧盟则针对中国产所有直径。 4、反倾销申请方的担当开始由公司转变为行业协会。以往针对石墨电极发起的反倾销都是由公司作为申请人，而2011年欧盟发起的却
4、工程分析 4.1 拟建项目工艺流程与产污环节简析 4.1.1 拟建项目工艺流程 本项目工艺流程主要有中碎配料、混捏压型、焙烧浸渍、石墨化、机加工等工段组成。其中中碎配料 工段主要是对针状焦和生产过程中回用的石墨碎、焙烧碎、生碎料等进行破碎、筛分成不同粒度的颗粒及粉末后进入配料仓；混捏压型工段主要是熔化后的沥青与配料仓配料混捏成糊料后使用压力机挤压成型，得到电极与电极接头生坯料；焙烧工段是将上述坯料在焙烧炉中焙烧；浸渍工段是将焙烧制品与液体沥青一起在浸渍罐中浸渍；石墨化采用石墨化炉，在强大电流造成的高温下将制品石墨化得到电极和接头的毛料；机加工是将毛料加工成较高的公差和光洁度的成品。其中电极需要1 次浸渍2 次焙烧，电极接头需要 2 次浸渍 3 次焙烧。本项目工艺流程详图见图4.1-1。具体工艺与产污环节描述如下。 (1)原料贮存 本项目主要原料为优质针状焦、煤沥青、改质沥青等，其技术特性见表4.4-1、表4.4-2、表4.4-3。 针状焦要求严格防止水分和其他杂物混入，因此必须密闭包装，并需要室内原料仓库贮存；煤沥青要求防止泥土砂石杂物混入，因此必须建水泥砖地进行贮存。 原料仓库内运输由 1 台5t 单钩双梁桥式起重机负责。 本工段主要污染为起重机和运输车辆运行的噪声污染，此外沥青如露天堆放易导致粉尘污染。 本项目所有原料均贮存在原料仓库内，不露天堆放(《可研》中煤沥青露天堆放，本评价要求改为室内堆放，具体后面有相关内容阐述)，以避免粉尘无组织排放现象。 (2)中碎配料 针状焦经2 台对辊破碎机破碎成各种粒度，由斗式提升机提升至2 台多层振动筛进行筛分，筛分出6种不同粒度的物料进入配料仓，此工序将产生一定量破碎和筛分粉尘；另取部分针状焦经5R 雷蒙机制成粉料后进入配料仓，粉料直径小于0.075mm，此过程将产生磨粉粉尘。后续工段压型废品、焙烧废品经1 台鄂式破碎机破碎后(将产生生碎破碎粉尘)，与针状焦一起进入中碎配料程序；石墨化废品、机加工废品、边角料经4R 雷蒙机磨粉后(主要产生磨粉粉尘)进入配料系统；中碎筛分、机加工等除尘设施粉料也进入配料仓。本项目经对辊破碎机中碎后的物料粒度为1-20mm，磨粉后粒度为0.075mm 以下。 本工段上述粉尘发生点安装有集气除尘系统，粉尘被除尘器截留(固废)。 综上，中碎配料主要污染物为粉尘污染，此外作业过程将产生一定的噪声。 (3)沥青熔化 原料库中固体沥青采用快速沥青熔化装置熔化，排除杂物和水分，贮存在液体沥青贮槽中，待用于混捏工段和浸渍工段。 本项目采用的快速沥青熔化装置，是一种高效的、能使沥青在不发生变质的条件下快速熔化的设备。 由熔化槽、加热槽、液体沥青贮槽、沥青泵、搅拌器组成，各个熔化装置和贮槽内有排管间接加热，排管内热源为导热油，导热油密闭在循环系统中，通过加热炉不断得到热能，加热炉采用煤气加热方式实现。 沥青熔化流程是干沥青加入沥青熔化槽后与已熔化的液体沥青不断进行热量传导，在搅拌器的作用下，被液体沥青冲刷而熔化，熔化后的沥青经管道进入加热槽，加热槽内的搅拌装置具有提升作用，将液体沥青提升，使沥青由下向上运行，然后通过加热槽旁的溢流管进入加热槽底部，然后又被提升，如此循环加热，当沥青达到规定温度后打开沥青泵，将熔化好的
石油焦技术参数标准 新闻来源：作者:【】点击：50次 石油焦 石油焦(Petroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状 (或颗粒)，有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占 有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳，挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。 一、石油焦分类及性质 石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦(green cokes)，含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份，生焦就可当做燃料级的石油焦，如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极，则需再经高温锻烧，使其完成碳化，降低挥发份至最少程度。 大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状，此种焦又称为海绵焦(sponge coke)。第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦(needle coke)与海绵焦比，由于其具较低的电阻及热膨胀系数，因此更适合做电极。有时另一种坚硬石油焦亦会产生，称之为球状焦(shot coke)。这种焦形如弹丸，表面积少，不易焦化，故用途不多。 石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质，本身是发热部份的不挥发性碳,
挥发物和矿物杂质（硫、金属化合物、水、灰等）这些指针决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度，决定焦炭的反应能力和热物理性质。机械性质有硬度、耐磨性、强度及其它机械特性，颗粒组成及其它加工和运输、堆放、贮存等性质影响的情形。 二、石油焦的加工工艺 石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流速通过500C「C加热炉的炉管，使裂解和缩合反应在焦炭塔内进行，再经生焦到一定时间冷焦、除焦生产出石油焦。 用途：主要用于制取炭素制品，如石墨电极、阳极弧，提供炼钢、有色金属、炼铝之用；制取炭化硅制品，如各种砂轮、砂皮、砂纸等；制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品；也可做为燃料。 石油焦（petroleum coke）是原油经蒸馏将轻重质油分离后，重质油再经热裂的过程，转化而成的产品，从外观上看，焦碳为形状不规则，大小不一的黑色块状（或颗粒），有金属光泽，焦碳的颗粒具多孔隙结构，主要的元素组成为碳，占有80wt%以上，其余的为氢、氧、氮、硫和金属。 三、石油焦的质量标准 延迟石油焦是指延迟焦化装置生产的生焦，也称普通焦，目前还没有相应的国家标准。现国内生产企业主要依据原中国石化总公司制定的行业标准SH0521 92
论文题目：石墨电极生产工艺的研究 摘要 石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，以及在石墨电极生产过程中影响石墨电极质量的因素，并对如何提高石墨电极的质量提出了建议，指出了原材料质量的重要性，提出了添加炭纤维改善电极强度；改进电极接头形状，减少接头故障提高电极寿命。 关键词：石墨电极,煅烧;配料,混捏,压型,焙烧,石墨化,机加工
The research of Graphite electrodes production technology abstract Graphite electrodes, primarily petroleum coke, needle coke, coal tar pitch as binder, calcined, ingredients, kneading, pressing, baking, graphite, machined and made to arc in electric arc furnace in the form of release electrical energy to heat the charge materials melt conductor, and graphite electrode production process factors affect the quality of graphite electrodes, graphite electrodes and how to improve the quality of recommendations, points out the importance of quality raw materials, by adding the carbon fiber to improve the electrode strength; improved electrode connector shape, reduce joint failure to improve electrode life. Keywords: graphite electrode; calcined; ingredients; kneading; profiling; roasting; graphite; machining
石墨电极 石墨是冶金工业中的一种重要材料，除前面所讲的用于坩埚、耐火材料等以外，还在炼钢电炉，电弧炉中作电极。1955年开始使用人造石墨电极，近几年开始使用天然石墨电极，而且发展很快。 一、石墨电极 1.石墨电极的制造工艺 人造石墨电极的原料主要是石油焦和沥青焦。它们是由石油沥青和煤沥青经焦化处理得到的，是一种低灰份、低硫份，易于石墨化的理想炭素材料。生产人造石墨电极的工艺流程图 原料经破碎加工，达到适宜的粒度后，送入1000~1300℃煅烧炉中进行热处理，以除去原料中的水份和挥发份，以提高其密度、机械强度、导热和导电性能。石墨化工序是人造石墨电极关键的一环，它是在常压和2000℃以上的温度下，使石油焦和沥青焦的碳原子由二维空间的乱层结构，转化为三维有序排列的石墨晶粒。石墨化的好坏对产品质量影响很大。结晶化程度与电极的导电性能有关，石墨化工序采用大型石墨化炉进行，耗电量极高，每吨电极耗电约5000~6000kwh。 天然石墨电极生产工艺 天然石墨电极的原料由高碳鳞片状石墨，中温煤沥青经破碎混合组成。根据电极产品的规格
不同，各种原料的颗粒级配有所不同。生产时原料先进行干混。干料混均后进行适当的加热。再加入一定数量的沥青进行湿混，使粘结剂与原料混均，成为可塑性好的糊料。将糊料送入电极挤压机的料缸中，经预压排除空气，再压制成型。成型后的生坯送入焙烧炉中焙烧，使粘结剂煤沥青在一定温度下裂解，并产生聚合反应，使碳原子之间形成焦碳网络，把石墨粉紧密连接起来，形成一个具有一定机械强度和理化性能的整体。焙烧俺一定升温曲线升至1300℃，需要时间为219~240h。采用冶金焦和石英砂混合作填充及覆盖料。浸渍后二次焙烧条件基本相同，时间稍短一些。浸渍过程是将以此焙烧产品送入预热炉中，温度达260~320℃，预热3~5h后入浸渍罐。浸渍时，液态沥青在一定的真空压力、温度条件下浸入制品的微孔中。然后用水冷却后出罐。一个周期要6h。浸渍后的电极经二次焙烧后再进行加工，出厂。 由于人造石墨电极灰份少，半个多世纪以来，人造石墨电极发展很快，但近几年研制的天然石墨电极某些性能优于人造石墨电极，而且不需要复杂的石墨化工序，能大量节省能源。因此，天然石墨电极最近几年来得到迅速地发展。如果质量温蒂解决的好，有取代人造石墨电极的趋势。