1、 什么是炭素
炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬固體材料,其中炭材料基本上由非石墨質碳組成的材料,而石墨材料則是基本上由石墨質碳組成的材料。為了簡便起見,有時也把炭和石墨材料統稱為碳素材料(或碳材料)。
2、 炭素制品主要特征
輕量,多孔性,導電性,導熱性,耐腐蝕性,潤滑性,高溫強度,耐熱性,耐熱沖擊性,低熱膨脹,低彈性,高純度,可加工性好。
3、 炭素制品按產品用途
可分為石墨電極類、炭塊類、石墨陽極類、炭電極類、糊類、電炭類、碳素纖維類、特種石墨類、石墨熱交換器類等。石墨電極類根據允許使用電流密度大小,可分為普通功率石墨電極。高功率電極、超高功率電極。炭塊按用途可分為高爐炭塊、鋁用炭塊、電爐塊等。碳素制品按加工深度高低可分為炭制品、石墨制品、炭纖維和石墨纖維等。碳素制品按原料和生產工藝不同,可分為石墨制品、炭制品、碳素纖維、特種石墨制品等。碳素制品按其所含灰分大小,又可分為多灰制品和少灰制品(含灰分低于l%)。
碳素行業的上游企業主要有:1、無煙煤的煅燒企業;2、煤焦油加工生產企業;3、石油焦生產及煅燒企業。
4、 碳素制品分類
4.1 石墨電極類
主要以石油焦、針狀焦為原料,煤瀝青作結合劑,經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成,是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體,根據其質量指標高低,可分為普通功率、高功率和超高功率。石墨電極包括:
(1)普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于 17A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。
(2)抗氧化涂層石墨電極。表面涂覆一層抗氧化保護層的石墨電極,形成既能導電又耐高溫氧化的保護層,降低煉鋼時的電極消耗。
(3)高功率石墨電極。允許使用電流密度為18~25A/厘米2的石墨電極,主要用于煉鋼的高功率電弧爐。
(4)超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于 25A/厘米 2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。
4.2石墨陽極類
主要以石油焦為原料,煤瀝青作粘結劑,經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、浸漬、石墨化、機加工而制成。一般用于電化學工業中電解設備的導電陽極。包括:
(1)各種化工用陽極板。 (2)各種陽極棒。
4.3特種石墨類
主要以優質石油焦為原料,煤瀝青或合成樹脂為粘結劑,經原料制備、配料、混捏、壓片、粉碎、再混捏、成型、多次焙燒、多次侵漬、純化及石墨化、機加工而制成。一般用于航天、電子、核工業部門。 它包括光譜純石墨,高純、高強、高密以及熱解石墨等。
4.4石墨熱交換器
將人造石墨加工成所需要的形狀,再用樹脂浸漬和固化而制成的用于熱交換的不透性石墨制品,它是以人造不透性石墨為基體加工而成的換熱設備,主要用于化學工業。包括:
(1)塊孔式熱交換器;
(2)徑向式熱交換器;
(3)降膜式熱交換器;
(4)列管式熱交換器。
4.5炭電極類
以炭質材料如無煙煤和冶金焦(或石油焦)為原料、煤瀝青為粘結劑,不經過石墨化,經壓制成型而燒成的導電電極。它不適合熔煉高級合金鋼的電爐。包括:
(l)多灰電極(用無煙煤、冶金焦、瀝青焦生產的電極);
(2)再生電極(用人造石墨、天然石墨生產的電極);
(3)炭電阻棒(即炭素格子磚);
(4)炭陽極(用石油焦生產的預焙陽極);
(5)焙燒電極毛坯。
4.6炭塊類
以無煙煤、冶金焦為主要原料,煤瀝青為粘結劑,經原料制備、配料、混粘、成型、焙燒、機加工而制成。其中高爐炭塊作為耐高溫抗腐蝕材料用于砌筑高爐內襯;底部炭塊、側部炭塊、電爐塊則用于鋁電解槽和鐵合金電爐等。包括:
(1)高爐炭塊;
(2)鋁槽炭塊(底部炭塊及側部炭塊);
(3)電爐炭塊。
4.7碳素纖維
它包括各種炭纖維、石墨纖維、預氧絲、炭布、炭帶、炭繩、炭氈及其復合材料。其中炭纖維為含碳量高于93%的纖維。用聚丙烯睛纖維、粘膠絲和瀝青纖維經碳化制成。熱處理溫度由低至高,可分別制成耐熱纖維、碳化纖維和石墨纖維。
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