残极和石墨制品的分类、品种、焦化
时间：2017-06-22 作者：91再生 来源：91再生网
残极和石墨制品的品种很多，根据它的工艺流程长短可分为三大类。
一、石墨化制品
残极块包括石墨化电极，石墨化阳极，石墨化块，高纯高强度高密度石墨等。
残极块都是以石油焦或沥青焦为主要原料，最后经过200℃以上的高温热处理，从而使无定形碳转化为石墨。其特点，C＞99%、灰粉＜0.5%；导电、电热良好，耐腐蚀性好；生产工艺复杂而周期长，一般40～60天。
二、残极块制品
指成型后的毛坯，只经1300℃左右的焙烧后可使用的制品，可分为低灰份残极块制品C＞99%；多灰粉残极块制品C＞90%，生产周期一般为30天。
三、商业糊
是指原料（破碎后的无烟煤或焦炭颗粒）与粘结剂在加热条件下混合均匀后，不经压型及进一步热加工，而只要把加热混合后的糊状物料在常压情况下，简单铸成块状或装入容器即可使用的制品。按用途可分为两种，一种是作为连续自焙电极使用的；另一种是用途砌炭块时粘结和填缝材料。商品糊制造工艺比较简单，生产周期较短，成本也较低。
四、石墨化电极和石墨化阳极
石墨化电极用于电弧冶金炉作导电材料，冶炼各种合金钢、铁合金、有色金属、稀有金属等。冶炼硬质合金和生产石英玻璃时，也使用石墨化电极毛坯料车削成的各种石墨管、石墨坩埚。
石墨化电极的原料为石油焦沥青焦，结粘剂为煤沥青，石墨化电极成品主要质量指标如下：
石墨化电极出厂时，表面经过加工，两端车成带梯形螺纹的接头孔。每根电极配备一个接头。接头有两种形式：一种为圆柱形，一种为双锥形。我国一般都用圆柱形接头。
石油焦是生产各种石墨化电极，石墨化阳极，石墨化块等石墨化制品的主要原料，也是生产预锫阳极，阳极糊等产品的主要原料，石油焦的特点是灰分杂质特别低（一般小于1%），在高温下易石墨化，并且生成的始末质量较好。石油焦是石油炼制过程中的副产品之一。原油经过常压蒸馏或减压蒸馏得到的油渣或石油沥青都可以作为焦化石油焦的原料。焦化一般是在450~500℃左右开始的。石油焦的产率一般只有焦化原料的10~25%。
五、焦化方法
一般有五种：（1）釜式焦化；（2）平炉焦化；（3）延迟焦化，（4）接触焦化;(5)硫化焦化。我国近几年已由延迟焦化代替原来的釜式焦化，现将釜式焦化和延迟焦化扼要介绍于下。
一，釜式焦化
釜式焦化是一种使用较早的焦化方法。它还分为立式焦化与卧式焦化两种，一般使用卧式焦化的较多。例如，某工厂采用的卧式焦化法。焦化原料为常减压渣油和热裂化渣油。它们以7：3混合，在250℃、温度下送入缓冲罐。一部分轻质成分从缓冲罐顶部逸出，其余用泵打入加热炉，加热到430℃再加入焦化釜。釜底用油气燃烧直接加热，釜内温度最高达700℃。经过升温，馏出.烘焦.均热，吹起，拉焦，冷却，清焦等步骤循环操作。生产周期为14小时，每釜处理渣油35吨，结焦率为12.5~13%每釜可出石油焦4.5吨。
二，延迟焦化
延迟焦化是一种较为先进的焦化方法。它的生产效率高，劳动条件好，延迟焦化流程图。在延迟焦化中，渣油用泵送入管式炉加热到500℃左右，再进入一个数十米高的焦化塔。渣油进塔的温度足以使渣油进行热分解反应。油气和轻质成分从塔顶逸出，残留在塔中的焦炭则随过程的进行而逐渐将塔充满。例如有的炼油厂采用延迟焦化法，用常压蒸馏及减压蒸馏的得到的渣油为原料进行延迟焦化。采用的主要设备为一台对流加热炉及两台焦化塔。焦化塔直径为5.4米，高32米。渣油加热炉加热到500+-1℃用泵打入焦化塔。每24小时可使用一台焦化塔充满石油焦。充满石油焦后用150公斤/厘米²的高压水推动合金钻头切割焦层，切碎的石油焦被水流冲出。两台焦化塔轮流充焦和出焦，每塔每次可出焦250吨。
釜式焦化和延迟焦化由于方法不同所得到的石油焦质量也不通。釜式焦化得到的块焦较多，焦块机械强度大，由于成焦温度较高，所以挥发物含量也较低（3~7%）。延迟焦化得到的粉焦较多，小于6毫米的粉焦约为2/3，焦块的机械强度较低，挥发物含量也较高，一般为10~14%，有时高达18~20%。
沥青焦
沥青焦也是生产各种石墨化电极，石墨化阳极，石墨化块等石墨化产品以及预焙阳极，阳极糊等产品的主要原料。石墨焦容易石墨化，但机械强度较低。沥青焦在同样的石墨化温度下得到的石墨制品其比电阻较大，但机械强度较高。因此，一般生产石墨化产品时，除石焦化外还采用一定比例的沥青焦。沥青焦的焦化是一个蒸馏，热缩合热分解的复杂过程。在450℃之前主要是蒸馏和热缩合，在450~500℃发生一个显著地吸热反应并放出大量的碳氢化合物气体随后形成青焦的流程图。首先，温度高于300℃的液态沥青自流至中温槽，再然后自流至高温槽。再经计量槽计量，经焦炉加料口加入碳化室内。此时，沥青温度为320~330℃，每个碳化室每次加入沥青8~9吨，经过15小时左右的焦化便炼成沥青焦。
沥青焦在推出焦炉后一般用浇水法熄火，含水量较大。因此，使用时如不煅烧就必须烘干。有时考虑到沥青焦的焦化程度不均匀，再煅烧一次则可以达到质量均匀的目的。
冶金焦
冶金焦是生产各种炭块，残极块电极以及各种电极糊，底部糊，粗缝糊，细缝的主要原料。冶金焦是几种炼焦煤按照一定配比在炼焦炉中高温焦化炼成的。冶金焦灰分含量较高，一般均在10%以上，不容易石墨化，导电性能也较石油焦或沥青焦差一些。
由于冶金焦的成焦温度在1200℃以上，因此在残极块制品厂不经煅烧即可使用，但为了易于粉磨应烘干其水份。
无烟煤
无烟煤也是生产残极块制品的主要原料。有时，也可以使用低灰分无烟煤代替部分石油焦来配置石墨化电极。
无烟煤是质变作用程度较高的一种煤，含碳量一般在80%以上，挥发物含量在10%以下无烟煤结构比较致密，比重达1.5左右，有较高的机械强度，经过适当的热加工后导电性良好、残极块工业所用的无烟煤，必须是灰分较低，强度较大的块状无烟煤。
煤沥青是生产各种石墨和残极块制品的粘结剂。煤沥青能很好的浸润和渗透各种焦炭及无烟煤的表面和空隙，并使用各中配料的颗粒成分能互相粘结及形成具有良好塑性状态的糊料。生制品在焙烧时煤沥青逐渐分解并碳化，同时把四周的焦炭颗粒牢固地粘结在一起。煤沥青的碳化率较高，碳化后的沥青焦也容易石墨化。
煤沥青是炼焦工业的副产品。炼焦时得到的煤焦油，经过预热和脱水后置于蒸馏釜内加热蒸馏，蒸馏出轻油，中油，重油，崽油之后，蒸馏釜中残余物就是煤沥青。
现将两种不同的生产煤沥青的方法介绍如下：
一，用蒸馏釜生产煤沥青
煤焦油先加热到120℃，使水份降低到1%以下，再打入蒸馏釜中。在釜底用煤气加热，随着温度的升高，轻油，中油，重油，崽油依次陆续蒸馏出来，经过16~20小时，当蒸馏釜顶部的气体上升管温度达到300℃以上时，取残留在釜底的沥青样品分析，软化点达到要求是停止加热。把沥青从蒸馏釜中放出。
用蒸馏釜生产的沥青软化点可以任意调节，只要在蒸馏时提前停止加热少出一些崽油，沥青的软化点较低，反之，在蒸馏釜中吹入压缩空气则可提高沥青的软化点。
二，用管式炉或蒸发器生产煤沥青。
这是一种比较先进的生产方法，实现了煤沥青的连续生产。
焦油先加热到110℃，使水份降低至4%，再将焦油用柱塞泵打入两端管式炉的第一段，入口温度80℃，出口温度120~130℃，在此使焦油进一步脱水至0.4%以下。以后，将脱水至0.4%的焦油打入管式炉的第二段，入口温度120℃，出口温度400~410℃，迅速打入蒸发器中。焦油中的轻馏分立即蒸发，并进入分馏塔分级。煤沥青则在蒸发器的底部经过油封口将沥青打入贮罐。在此取样分析，并定期放入冷却池，冷却成条状。
由于炼焦时采用原煤不同。配比，炼焦温度，蒸馏工艺操作不同，致使煤沥青的物理化学性质在很大范围内波动。根据，煤沥青的软化点不同可分三种：软化点在75℃以上（水银法）为硬质沥青；在65~75℃为中沥青；在65℃以下的为软沥青。目前，残极块厂一般用中沥青，也有少数厂用硬沥青或软沥青。
热门阅读：铝用残极寻求更加持续和广阔的空间
热门阅读：铝用残极寻求更加持续和广阔的空间
上一篇: 振动磨强化磨矿对炭电极残极块的
下一篇: 铝用残极寻求更加持续和广阔的空
