
(碳素材料)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。
石墨电极的优点:
石墨原材料用于代替铜料,石墨电极与铜电极相比的优点:
1、电极损耗小 根据电器条件的不同,为铜的1/3-1/5
2、加工速度快 为铜的1.5-3倍,粗打更为有利
3、机械加工性能好 切削阻力为铜的1/4,加工能力为铜的2倍
4、轻量化 比重为铜的1/5,可用于大型电极
5、耐高温 升华温度为3650°C
高温条件下不软化
热膨胀系数为铜的1/4
6、可粘结性 相当好使用导电性粘结剂
7、表面处理容易 可用砂纸简单的处理加工纹
石墨电极的加工:
(一)石墨材料的加工形式
石墨电极的加工主要有三种形式:加压振动法、数控自动成形法和机械加工方法。
1)机械加工方法:机械加工方法为国内一般模具生产单位采用的主要方法。
石墨材料可以采用车削、铣削、钻削和磨削的方法进行加工。另外,石墨材料在机械加工时易产生灰粉飞扬,给加工设备和操作人员带来不利的影响。
(二)石墨材料的加工程序
1)石墨浸油。石墨材料在机械加工之前,应该在机油内浸数十小时,使油渗入石墨材料,以使机械加工时灰粉不致飞扬,并能得到较光滑的表面。
2)涂漆划线。电极在外形表面粗加工以后,在划线表面喷涂一层很薄的白漆再进行划线,这样线条清晰,便于机械加工。
3)进行机械加工。
(1)用于电弧炼钢炉
电炉炼钢是石墨电极的使用大户。我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右,炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%~80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。
(2)用于矿热电炉
矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,在料层内形成电弧,并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料,其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极,例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100kg,每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。
(3)用于电阻炉
生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对象,通常,导电用的石墨电极嵌入电阻炉端部的炉头墙中,用于此处的石墨电极不连续消耗。
(4)用于制备异型石墨产品
石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。例如,在石英玻璃行业,每生产1t电熔管,需用石墨电极坯料10t;每生产1t石英砖,需消耗石墨电极坯料100kg。