石墨电极的生产工艺处理步骤和质量预期指数的及消耗基本知识
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。
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●下图为炭素企业石墨电极生产工艺流程图
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●煅烧：炭质原料在高温下进行热处理，排出所含的水分和挥发份，并相应提高
原料理化性能的生产工序称为煅烧。一般炭质原料采用燃气及自身挥发份作为热源进行煅烧，最高温度为1250- 1350℃。
煅烧使炭质原料的组织结构和物理化学性能发生深刻变化，主要体现在提高了焦炭的密度、机械强度和导电性，提高了焦炭的化学稳定性和抗氧化性能，为后序工序奠定了基础。
煅烧的设备主要有罐式煅烧炉、回转窑和电煅烧炉。煅烧质量控制指标是石油焦真密度不小于2.07g/cm3，电阻率不大于550μΩ.m,针状焦真密度不小于2.12g/cm3，电阻率不大于500μΩ.m。
●原料的破碎处理和配料
在配料之前，须对大块煅后石油焦和针状焦进行中碎、磨粉、筛分处理。
中碎通常是将50mm左右的物料通过颚式破碎机、锤式破碎机、对辊破碎机等破碎设备进一步破碎到配料所需的0.5-20mm的粒度料。
磨粉是通过悬棍式环辊磨粉机（雷蒙磨）、球磨机等设备将炭质原料磨细到0.15mm或0.075mm粒径以下的粉末状小颗粒的过程。
筛分是通过具有均匀开孔的一系列筛子，将破碎后尺寸范围较宽的物料分成尺寸范围较窄的几种颗粒粒级的过程，现行电极生产通常需要4-5个颗粒料粒级和1-2个粉料粒级。
配料是按配方要求，对各种粒度的骨料和粉料、粘结剂分别计算、称量和聚焦的生产过程。配方的科学性适宜性和配料操作的稳定性是影响产品质量指标和使用性能的最重要因素之一。
配方需确定5方面内容：
①选择原料的种类；②确定不同种类原料的比例；③确定固体原料粒度组成；
④确定粘结剂的用量；
⑤确定添加剂的种类和用量。
?返回料的回用（生碎、石墨碎、焙烧碎）
?配方基本原则：球体最紧密堆积原理
电极配方中最大颗粒尺寸的确定大颗粒配方
●混捏：在一定温度下将定量的各种粒度炭质颗粒料和粉料与定量的粘结剂搅
拌混合均匀，捏合成可塑性糊料的工艺过程称为混捏。
混捏的过程：干混（20-35 min）湿混（40-55 min）
混捏的作用：
①干混时使各种原料混合均匀，同时使不同粒度大小的固体炭质物料均匀地混合和填充，提高混合料的密实度；
②加入煤沥青后使干料和沥青混合均匀，液态沥青均匀涂布和浸润颗粒表面，形成一层沥青粘结层，把所有物料互相粘结在一起，进而形成均质的可塑性糊料，有利于成型；
③部分煤沥青浸透到炭质物料内部空隙，进一步提高了糊料的密度和粘结性。
成型：炭材料的成型是指混捏好的炭质糊料在成型设备施加的外部作用力下产生塑性变形，最终形成具有一定形状、尺寸、密度和强度的生坯（或称生制品）的工艺过程。
成型的种类、设备及所生产产品：
?挤压的操作
①凉料：圆盘凉料、圆筒凉料、混捏式凉料等方式
排出挥发份、降低至适宜温度（90-120℃）增加粘结力，使糊料块度均匀利于成型
20-30 min
②装料：压机升挡板----分2-3次下料----4-10MPa压实
③预压：压力20-25MPa，时间3-5min，同时抽真空
④挤压：压机降挡板----5-15MPa挤压----剪切----翻入冷却水槽
?挤压的技术参数：压缩比、压机料室及嘴型温度、凉料温度、预压压力时间、挤压
压力、挤压速度、冷却水温度
?生坯的检查：体积密度、外观敲击、剖析
?焙烧：是炭制品生坯在填充料保护下、装入专门设计的加热炉内进行高温
热处理, 使生坯中的煤沥青炭化的工艺过程。煤沥青炭化后形成的沥青焦将炭质骨料和粉料颗粒固结在一起, 焙烧后的炭制品具有较高的机械强度、较低的电阻率、较好的热稳定性和化学稳定性。
焙烧是炭素制品生产的主要工序之一, 也是石墨电极生产三大热处理过程中的重要一环, 焙烧生产周期较长（一焙22-30天，二焙依炉型5-20天）, 而且能耗较高。生
坯焙烧的质量对成品质量和生产成本都有一定影响。
生坯内煤沥青在焙烧过程中焦化，排出10%左右的挥发份，同时体积产生2-3%的收缩，质量损失8-10%。炭坯的理化性能也发生了显著变化，由于气孔率增加体积密度由1.70g/cm3降为1.60g/cm3，电阻率10000μΩ.m左右降至40-50μΩ.m，焙烧坯的机械强度也大为提高。
二次焙烧是焙烧品浸渍后进行再次焙烧，使浸入焙烧品孔隙中的沥青炭化的工艺过程。生产体积密度要求较高的电极（除RP以外的所有品种）和接头坯料需进行二焙，接头坯料还需进行三浸四焙或二浸三焙。
?焙烧炉主要炉型：
连续作业----环式炉（带盖、不带盖）、隧道窑
间歇作业----倒焰窑、车底式焙烧炉、箱式焙烧炉
?焙烧曲线及最高温度：
一次焙烧----320、360、422、480小时，1250 ℃
二次焙烧----125、240 、280 小时，700-800 ℃
?焙烧品的检查：外观敲击、电阻率、体积密度、抗压强度、内部结
构剖析
?浸渍是将炭材料置于压力容器中，在一定的温度和压力条件下将液态浸渍剂
沥青浸入渗透到制品电极孔隙中的工艺过程。目的是降低制品气孔率，增加制品体
积密度和机械强度，改善制品的导电和导热性能。
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）
浸渍品的检查：浸渍增重率G=(W2-W1)/W1×100%
一次浸渍品增重率≥14%
二次浸渍品增重率≥9%
三次浸渍品增重率≥5%
●石墨化是指在高温电炉内保护介质中把炭制品加热到2300 ℃以上,使无定
形乱层结构炭转化成三维有序石墨晶质结构的高温热处理过程。
平面六角网格层状结构
石墨化的目的和作用：
①提高炭材料的导电、导热性（电阻率降低4-5倍，导热性提高约10倍）；
②提高炭材料的抗热振性能和化学稳定性（线膨胀系数降低50-80%）；
③使炭材料具有润滑性和抗磨性；
④排出杂质，提高炭材料的纯度（制品的灰分由0.5-0.8%降到0.3%左右）。
●石墨化过程的实现：
炭材料的石墨化是在2300-3000 ℃高温下进行的，故工业上只有通过电加热方式才能实现，即电流直接通过被加热的焙烧品，这时装入炉内的焙烧品既是通过电流产生高温的导体，又是被加热到高温的对象。
目前广泛采用的炉型有艾奇逊（Acheson）石墨化炉和内热串接(LWG)炉。前者产量大、温差大、电耗较高，后者加热时间短、电耗低、电阻率均匀但不好装接头。
石墨化工艺过程的控制是通过测温确定与升温情况相适应的电功率曲线进行控制，通电时间艾奇逊炉50-80小时，LWG炉9-15小时。
石墨化的电耗很大，一般为3200-4800KWh，工序成本约占整个生产成本的20-35%
石墨化品的检查：外观敲击、电阻率测试
机械加工：炭石墨材料机械加工的目的是依靠切削加工来到达所需要的尺寸、形状、精度等，制成符合使用要求电极本体和接头。
石墨电极加工分为电极本体和接头两个独立加工过程。
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。用专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。
石墨电极的质量指标
反映石墨电极质量和使用性能的指标主要有：体积密度d b、电阻率ρ、抗折强度σ、弹性模量E、热膨胀系数α和灰分A%。根据这几项指标的差异以及原料和制造工艺的不同，国家标准(YB/T 4088/89/90-2000)中将石墨电极分为普通功率石墨电极（RP）、高功率石墨电极（HP）、超高功率石墨电极（UHP）三种。后石墨电极生产厂根据用户使用需求增加了高体密石墨电极（HD）和准超高石墨电极（SHP）两种。
在国家标准基础上，各企业有自己的企业标准，客户订货时也会提出自己的质量标准。
下表为方大炭素的RP、HP及UHP电极内控质量标准
●体积密度是石墨电极试样的质量与其体积的比值，单位g/cm3，体积密度
越大说明电极越密实，与强度、抗氧化性能是正相关，一般而言，同品种电极体积密度越大，其电阻率也越低。
提高体积密度的途径是：调整配方、增加小粒级料和粉料用量，用真密度高的焦，使用结焦值高的沥青和增加浸渍次数等。
●电阻率是来衡量电极的导电能力的参数，是指电流通过导体时，导体对电流
阻力的一种性质，数值上等于长度为1m、截面积为1m2的导体在一定温度条件下的电阻值，单位μΩ·m。电阻率越低，电极在使用中导电性越好、消耗就越低。
降低电阻率的途径有：使用优质原料，提高制品体积密度，提高石墨化温度等。
●抗折强度是表征石墨材料的力学性能的参数，也叫抗弯强度，是指当外力与
物体轴线相垂直，物体受外力作用后先呈弯曲到折断瞬间的极限抵抗能力，单位为MPa。石墨材料的强度有个与其他金属非金属显著不同的特点，其强度随温度升高而增大，在2000-2500 ℃达到最高，为常温的1.8-2倍，之后有所下降。强度高的电极、接头，在使用中越不易折断。
提高抗折强度的途径是：减小配方中焦炭的粒度，提高炭质原料强度，提高制品的体积密度，减少制品内部缺陷等。
●弹性模量是力学性能的一个重要方面，是衡量材料弹性形变能力的指标，指
材料在弹性变形范围内，应力和应变的比值，单位为GPa。弹性模量越大，要产生一定弹性变形所需的应力越大，简单讲，弹性模量越大材料越脆，弹性模量越小材料越柔。
弹性模量的高低对电极使用起一个综合性的作用，制品的体积密度越高越密实，弹性模量越大，但制品的抗热振性能越差，越易产生开裂掉块。在生产中，往往通过配方粒级的调整、制品体积密度的高低掌握一个比较适应使用要求的弹性模量值。
● 热膨胀系数是指材料受热后膨胀程度的度量，即当温度升高1℃时，引起
单位的固体材料试样在某一特定方向上的膨胀比例常数，称为沿该方向的线膨胀系数，单位1×10-6/℃。在没有特别注明之处，热膨胀系数均指线膨胀系数，石墨电极轴向和径向线膨胀系数差异很大，径向要比轴向大0.8-1倍，石墨电极质量指标中的热膨胀系数是指轴向热膨胀系数。
石墨电极的热膨胀系数是非常重要的热学参数，数值越低，表明制品的热稳定性越强，抗氧化性越高，表现在使用上反映出折断越少，消耗越低。
降低热膨胀系数的途径：主要由原料固有性能决定使用质量好的原料，配方使用粒度较大配方或增加大颗粒用量（但会使制品密度和强度降低）。
● 灰分是指制品中除碳石墨之外的其他固体元素含量。石墨电极中的灰分主要
受所用原料的灰分大小影响，石油焦针状焦灰分较低，所以石墨电极灰分一般不超过0.5%，灰分含量在1%以内对炼钢无明显影响，但灰分中的杂质元素会降低电极的抗氧化性能。
● 抗热振因子是表征抗热振性能的参数，抗热振性能是材料自身的一种特性，它表述
的是承受急冷急热的一种性能，换句话说，是材料在一定的温度梯度之下抗碎裂的一种性能 ，是影响电极使用的一个很重要的综合性的因素。
K ——抗热震因子，w/m ；σ——抗拉强度，MPa ；E ——弹性模量，MPa ；λ——热导率，w/m ·k ；α——热膨胀系数，1/K K 为一相对值，该值越大，抗热振性能就越强。 石墨电α
λσ?
=E k
极的K值与其在电弧炉中的表现有着较高的相关性，即较高的K值，对应于电极较低的破碎和断裂。
●电炉炼钢简介
近现代炼钢方法主要有转炉炼钢法、平炉炼钢法和电炉炼钢法。平炉炼钢法已基本被淘汰，电炉炼钢法与转炉炼钢法最根本的差别在于，电炉炼钢法是以电能作为热源，而电弧炉炼钢是应用得最为普遍的电炉炼钢方法。我们通常所说的电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，因为其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。
电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。
●石墨电极的消耗机理
石墨电极在电炉炼钢中的消耗量主要与电极本身质量有关，也与炼钢的炉况（如炉子新旧、有无机械故障、是否连续生产等）和炼钢操作（如冶炼钢种、吹氧时间、炉料情况等）关系很大。这里只探讨石墨电极本身的消耗情况，其消耗机理有以下几方面：
?端部消耗包括电弧高温引起的石墨材料升华以及电极端部与钢水及炉渣发生化
学反应的损失。端部高温升华速率主要取决于通过电极的电流密度，其次与电极侧部氧化后的直径大小有关，端部消耗还与是否用电极插入钢水增炭有关。
?侧部氧化电极的化学成分是碳，碳在一定条件下与空气、水蒸气、二氧化碳都会
发生氧化反应，电极侧部氧化量与单位氧化速率和暴露面积有关。一般情况下，电极侧部氧化量要占电极总消耗量的50%左右。近年来为了提高电炉冶炼速度，更增加了吹氧操作的频次，导致电极的氧化损失增加。在炼钢过程中经常观察电极躯干的发红程度和下端的锥度是衡量电极抗氧化能力的直观方法。
?残端损失电极连续使用到上下两根电极连接处时，一小段电极或接头（即残体）
因本体的氧化变细或裂纹的贯通而产生脱离。残端损失的大小与接头形状扣型、电极内部结构、电极柱的振动、撞击有关。
?表面剥落及掉块在冶炼过程中急冷急热，电极自身的抗热振性能差导致的结果。
?电极折断包括电极躯干折断和接头折断。电极折断与石墨电极和接头的自身质量、
加工配合有关，也与炼钢操作有关，产生原因往往是钢厂与电极生产厂争议的焦点。
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%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
石墨矿基本知识要点
石墨本为无名鼠辈，然2010年的诺贝尔物理学奖，使石墨一夜扬名四海，风光无限。 借着石墨矿的传说与光环，中国宝安股上窜下跳，令人心惊肉跳，欲仙欲死。 石墨矿究有何种神奇，请听我说！ 一、石墨特性、分类及用途 （一）石墨基本性质 关于石墨的发现和利用，有案可据的，当首推《水经注》，书中载“洛水侧有石墨山。山石尽黑，可以书疏，故以石墨名山矣。”考古发现，早在3000多年前商代，中国就有用石墨书写的文字，一直延续至东汉末年(公元220年)，石墨作为书墨才被松烟制墨所取代。清朝道光年间(公元1821-1850年)，湖南郴州农民开采石墨做燃料，称之为“油碳”。
石墨英文名Graphite，源于希腊文“graphein”，意为“用来写”。由德国化学家和矿物学家A.G.Werner 于1789命名。 石墨分子式为C，分子量为12.01。天然石墨呈铁黑色、钢灰色，条痕亮黑色，金属光泽，不透明。晶体属复六方双锥晶类，沿{0001}呈六方板状晶体，常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱，但完好晶形少见，一般呈鳞片状或板状。晶胞参数：a0=0.246nm， c0=0.670nm。典型的层状结构，碳原子成层排列，每个碳与相邻的碳之间等距相连，每一层中的碳按六方环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方位和距离不同就导致不同的多型结构。上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大得多（层内C-C间距=0.142nm，层间C-C间距=0.340nm）。具{0001}完全解理，比重2.09-2.23，比表面积5-10m2/g。硬度具异向
性，垂直解理面为3-5，平行解理面为1-2。集合体常为鳞片状，块状和土状。石墨薄片具良好的导电性和导热性。矿物薄片在透射光下一般不透明，极薄片能透光，呈淡绿灰色，一轴晶，折射率1.93～2.07，在反射光下呈浅棕灰色，反射多色性明显，Ro灰色带棕，Re深蓝灰色，反射率Ro23(红)，Re5.5(红)，反射色、双反射均显著，非均质性强，偏光色为稻草黄色。鉴定特征铁黑色，硬度低，一组极完全解理，具挠性，有滑感，易污手。若将硫酸铜溶液润湿的锌粒放在石墨上，则可析出金属铜斑点，而与之相似的辉钼矿则无此反应。 石墨是元素碳的一种同素异形体（其它同素异形体有金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯），每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，
年产5500吨高纯石墨生产工艺流程
年产5500吨高纯石墨窑炉节能技术改造项目可行性研究报告
第三章产品市场预测及改造规模 3.1石墨国内市场预测 3.1.1石墨级石墨制品的性质、用途及其制品 石墨是典型的层状结构物质，碳原子成层排列，每个碳原子与相邻碳原子之间等距相连，每一层中的碳原子按六方形环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方向和距离不同就导致不同的结构。上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大（层内C-C 间=0.142nm，层间C-C间距=0.340nm）。石墨由于其结构而具有以下性质： 1、耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小。其热膨胀系数很小，石墨强度随温度升高而加强，在2000℃时，石墨强度比提高一倍。 2、导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子之间只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能也就越好。
4、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、碱有机溶剂的腐蚀。 5、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。 6、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 石墨因其独特的性能而广泛运用于冶金、机械、石油、化工、电子、建材、地质、轻工等领域，主要有以下用途： 1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭保护剂、冶金炉的内衬。 2、作导电材料：在电气工业上用来制造电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3、作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200-2000 ℃温度和很高的滑动速度下不使用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备广泛采用石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承，它们运转时不需要加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好润滑剂。 4、石墨具有良好的化学稳定性：经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，
一份低调的电炉钢石墨电极产业链深度报告,请您斧正!
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。
石墨矿情况介绍
石墨矿情况介绍 一、石墨简介 （一）石墨概念 石墨（graphite）是有机成因的碳质物变质而成，最常见于大理岩、片岩或片麻岩中。煤层可经热变质作用部分形成石墨，而少量石墨则是火成岩的原生矿物。石墨由于其特殊结构，具有耐高温性、抗热震性、导电性、润滑性、化学稳定性以及可塑性等众多特性，一直是军工与现代工业及高、新、尖技术发展中不可或缺的重要战略资源，石墨应用范围广泛，国际曾有专家预言“20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪”。 石墨鉴定特征：1、铁黑色，硬度低，一组极完全解理，有滑感和染手。2、石墨是在高温下形成。3、石墨最常见于大理岩、片岩或片麻岩中，是有机成因的碳质物变质而成。煤层可经热变质作用部分形成石墨。少量石墨是火成岩的原生矿物。石墨也常见于陨石中，一般为团块状，以一定方位关系组成立方体外形的多晶集合体称方晶石墨。 （二）石墨的分类 1、天然石墨 按石墨结晶形态和工艺特性，将天然石墨分为三类： （1）致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显，晶体肉眼可见。颗粒直径大于0．1毫米，比表面积范围集中在0.1-1m2/g，晶体排列杂乱无章，呈致密块状构造。这类石墨矿品位很高，一般含碳量为60～65%，有时达80～98%，但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。 （2）鳞片石墨 鳞片石墨晶体呈鳞片状；这是在高温高压下变质而成的，有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿品位不高，一般在2～3%，或10～25%之间。它是自然界中可浮性最好的矿石之一，经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越，因此其工业价值最大。 （3）隐晶质石墨 隐晶质石墨又称微晶石墨或土状石墨，这种石墨的晶体直径一般小于1微米，比表面积范围集中在1-5m2/g，是微晶石墨的集合体，只有在电子显微镜下才能见到晶形。此类石墨的特点是表面呈土状，缺乏光泽，润滑性比鳞片石墨稍差。品位较高，一般固定碳含量60～85%。少数高达90%以上。一般应用于铸造行业比较多。主要蕴藏在湖南郴州鲁塘。随着石墨提纯技术的提高，土状石墨的应用将越来越广泛。 2、人造石墨
石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及消耗原理知识讲解
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。
高纯石墨的原材料及生产工艺简介
高纯石墨的原材料及生产工艺简介 1.原材料石油焦、针状焦、煤沥青 （1）、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，黑色多空。主要元素为碳，灰分含量很低。石油焦属于易石墨化碳一类，石油焦在化工、冶金中广泛应用，是生产人造石墨制品及电解铝用碳素制品的主要原材料。 石油焦按热处理温度分为：生焦和煅烧焦2种。前者由延迟焦化所得的石油焦，含有大量灰分,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，煅烧作业在碳素厂进行。 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。人造石墨生产一般使用低硫焦。 （2）、针状焦 针状焦是外观具有明显纤维纹理，热膨胀系数特别低和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。在偏光显微镜下可观察到各项异性的纤维状结构，因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性制的各项异性十分明显，平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能，热膨胀系数小，抗热震性能好。 针状焦分为以石油油渣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，继而融化，密度为克每平方厘米。（g/cm3）按其软化点的高低分为低温、中温和高温三种。中温沥青的产量为煤焦油的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，如沥青的软化点、甲苯不溶物、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在他素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用，其性能对碳素制品生产工艺和产品质量品质影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高的中温或中温改质沥青，浸渍剂使用软化点较低、流变性好的中温沥青。 2.制作工艺 （1）、煅烧 碳质原料在高温下进行热处理，排除所含水分和挥发分，并相应提高原料理化性能的生产工序称为煅烧。一般碳质原料采用燃气及自身挥发分作为热源进行煅烧，最高温度为1250℃-1350℃。 ①、煅烧使碳质原料的组织结构和物理化学性能发生深刻变化，主要体现在提高了焦炭的密度、机械强度和导电性，提高了焦炭的化学稳定性和抗氧化性能，为后续工序奠定了基础。煅烧设备主要有罐式煅烧炉、回转窑和电煅烧炉。煅烧质量控制指标是石油焦真密度不小于cm3，电阻率不大于550μΩ.m，针状焦真密度不小于cm3，电阻率不大于500μΩ.m。 ②、原料的破碎处理和配料 在配料之前，须对大块煅后石油焦和针状焦进行中碎、磨粉、筛分处理 中碎：通常是将50mm左右的物料通过颚式破碎机、锤式破碎机等破碎设备进一步破碎到配料所需的
石墨电极
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.sodocs.net/doc/5d6442406.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
石墨电极知识
石墨电极 1、石墨电极，主要以、为原料，作结合剂，经、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，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。 2、使用说明 （1）受潮湿的石墨电极，使用前要烘干。 （2）去除备用石墨电极孔上的泡沫塑料保护帽，检查电极孔内螺纹 是否完整。 （3）用不含油和水的压缩空气清理备用石墨电极表面和孔内螺纹; 避免用钢丝团或金属刷砂布清理。 （4）将接头小心地旋入备用石墨电极一端(不建议将接头直接装入 炉上撤换下来的电极)的电极孔内，不得碰撞螺纹。 （5）将电极吊具(建议采用石墨材质的吊具)拧入备用电极另一端的 电极孔内。 （6）起吊电极时，垫松软物到备用电极装接头一端的下面，以防止 地面碰损接头;用吊钩伸入吊具的吊环后吊起，吊运电极要平稳，防 止电极由B端松脱或与其它的固定装置碰撞。 （7）将备用电极吊到待接电极上方，对准电极孔后慢慢落下;旋转 备用电极，使螺旋吊钩与电极一起转动下降;在两支电极端面相距 10-20mm时，再次用压缩空气清理电极两个端面和接头的裸露部分; 在最后完全下放电极时，不可过猛，否则因猛烈碰撞，会导致电极 孔和接头的螺纹受损。 （1）用力矩扳手拧备用电极，直到两支电极的端面紧密接触为止 (电极和接头的正确连接夹缝小于0.05mm)。 石墨在大自然中非常普遍，并且石墨烯是人类已知强度最高的物质，但科学家可能仍然需要花费数年甚至几十年时间，才能找到一种将 石墨转变成大片高质量石墨烯"薄膜"的方法，从而可以用它们来为 人类制造各种有用的物质。据科学家称，石墨烯除了异常牢固外，
石墨电极的原料及制造工艺
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
石墨矿资源概述
石墨矿资源概述 石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能，其应用领域十分广泛。石墨在冶金工业中主要用作耐火材料；在铸造业中用作铸模和防锈涂料；在电气工业中用于生产碳素电极、电极碳棒、电池，制成的石墨乳可用作电视机显像管涂料，制成的碳素制品可用于发电机、电动机、通讯器材等诸多方面；在机械工业中用作飞机、轮船、火车等高速运转机械的润滑剂；在化学工业中用于制造各种抗腐蚀器皿和设备；在核工业中用作原子反应堆中的中子减速剂和防护材料等；在航天工业中可做火箭发动机尾喷管喉衬，火箭、导弹的隔热、耐热材料以及人造卫星上的无线电连接信号和导电结构材料。此外，石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂，制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石的原料。随着现代科学技术和工业的发展，石墨的应用领域还在不断拓宽，已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料，在国民经济中具有重要的作用。 一、矿石矿物原料特点 石墨的化学成分为碳(Ｃ)。天然产出的石墨很少是纯净的，常含有10%～20%的杂质，包括SiO2、Al2O3、MgO、CaO、P2O5、CuO、V2O5、H2O、S、FeO以及H、N、CO2、CH4、NH3等。石墨矿物呈铁黑、钢灰色，条痕光亮黑色；金属光泽，隐晶集合体光泽暗淡，不透明；解理｛0001｝完全，硬度具异向性，垂直解理面为3～5，平行解理面为1～2；质软，密度为2.09～2.23g/cm3，有滑腻感，易污染手指。矿物薄片在透射光下一般不透明，极薄片能透光，呈淡绿灰色，一轴晶，折射率1.93～2.07，在反射光下呈浅棕灰色，反射多色性明显，Ro灰色带棕，Re深蓝灰色，反射率Ro23(红)，Re5.5(红)，反射色、双反射均显著，非均质性强，偏光色为稻草黄色。石墨属复六方双锥晶类，沿｛0001｝呈六方板状晶体，常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱，但完好晶形少见，一般呈鳞片状或板状，集合体呈致密块状、土状或球状。 石墨晶体具典型的层状结构，碳原子排列成六方网状层，面网结点上的碳原子相对于上下邻层网格的中心。重复层状为2的是石墨2Ｈ多型，属六方晶系，即通常所指的石墨；若重复层状为3的则为石墨3 Ｒ多型，属三方晶系，但在天然石墨结构中不能单独分离出来。在石墨晶体结构中，层内碳原子的配位数为3，具共价金属键，间距0.142nm，层与层间以分子键相连，间距为0.340nm，此种特殊的晶体结构和化学键性使石墨具有一些特殊的工艺性能。 由于碳原子在石墨结晶格子的原子层中排列紧密，热振动困难，因而石墨能耐高温并具特殊的热性能。石墨的熔点为3850℃，沸点为4250℃，吸热量6.9036×107J/kg，经高温电弧灼烧重量损失极小，在2500℃时其强度比常温时提高1倍，热膨胀系数小(1.2×10-6)，温度骤变时其体积变化不大。由于石墨晶体中存在容易流动的电子，因此其导电、导热性能不亚于金属。但随温度升高，导热系数反而减少，在极高温度下趋于不导热状态。石墨的化学稳定性好，不受酸、碱及有机溶剂的侵蚀。石墨的润滑性能类似于二硫化钼和四氟化烯，摩擦系数在润滑介质中小于0.1，尤以鳞片状石墨的润滑性更好。此外，石墨还具涂敷性和可塑性，将其涂敷在固体物体表面，可形成薄膜牢固粘附而起保护固体作用，并可制成任何复杂形状的制品。 由于石墨的工艺性能及用途主要决定于其结晶程度，据此，中国工业上将石墨矿石主要分为晶质(鳞片状)石墨矿石和隐晶质(土状)石墨矿石两种工业类型。晶质(鳞片状)石墨矿石中，石墨晶体直径大于1μm，呈鳞片状；矿石品位较低，但可选性好；与石墨伴生的矿物常有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴子石和少量黄铁矿、方解石等，有的还伴生有金红石及钒等有用组分；矿石呈鳞片状、花岗鳞片或粒状变晶结构，片状、片麻状或块状构造。隐晶质(土状)石墨矿石中，石墨晶体直径小于１μm，呈微晶的集合体，在电子显微镜下才能见到晶形；矿石品位高，但可选性差；与石墨伴生的矿物常有石英、方解石等；矿石呈微细鳞片-隐晶质结构，块状或土状构造。中国石墨矿石绝大多数为晶质(鳞片状)矿石，约占总保有石墨矿石储量的98%，分布于区域变质型及岩浆热液型石墨矿床中；隐晶质(土状)石墨矿石则主要分布于接触变质型矿床中。实际上石墨矿石中的石墨片径是参差不齐的，所谓晶质石墨矿石中，也可能含隐晶质
电解池知识点归纳
电解池 第1课时 电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极：（与电极材料无关）阳极：与电源的正极相连,发生氧化反应； 阴极：与电源的负极相连，发生还原反应。 3、构成条件：“三电一回路”①直流电源；②阴、阳电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素：①离子得失电子的能力；②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电） 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸溶液)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>H +(水溶液)>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca 2+>K + 阳极：阳极金属或还原性强的离子先失电子 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 ? 6、原电池和电解池的区别 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池一个概念 将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应极—失电子—发生氧化反应极—得电子—发生还原反应极—得电子—发生还原反应流向电子负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极 电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极 离子阳离子→正极，阴离子→负极阳离子→阴极，阴离子→阳极 四个条件 ②电解质溶液③闭合电路④自发进行的氧化还原反应②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源相同点氧化还原反应
球形石墨及高纯石墨生产工艺
球形石墨及高纯石墨生产工艺4.1原材料条件 球形石墨及高纯石墨生产的主要原料是鳞片石墨干精矿，是天然鳞片石墨经选矿后成品，符合石墨牌号LG（-）147-95，粒度为100目筛下物，含碳量95%（高碳范围）。 生产球形石墨及高纯石墨（各为10000t/a）时，年需要LG（-）147-95石墨干精矿44238t。 4.2产品方案 根据要求石墨干精矿经过加工形成球形石墨后需要进行高温及高温化学提纯形成高纯成分。高纯石墨则采用石墨干精矿直接进行高温及高温化学提纯形成高纯石墨。其产品方案如下表： 序号产品名称 年产量 （t/a） 含碳量（%） 需要原料量 （t/a） 备注 1 球形石 墨 初始产 品 11060 95 33178 石墨干精矿最终产 品 10000 99.9，99.99 11060 球形石墨初始 产品 2 高纯石墨10000 99.9，99.99 11060 石墨干精矿 为确保球形石墨初始产品颗粒为球形，应采取如下方式： 限于原料粒度为（－）147mm，确定球形石墨初始产品粒度为d50=30mm，碳含量95%。石墨粉料的平均颗粒大小用体积累积值达50%的值表示，可用激 光衍射法得出，其平均粒径在10μm-40μm之间。 确保石墨颗粒为球形，可采用比表面积法进行测定。单位质量（体积）的样本中所有的颗粒表面积和所有颗粒体积和，得出总面积S，总体积V。则可得出 比表面积值。SSA=S/V，球形颗粒质量（体积）比表面积值SSA=6/9ds。 生产球形石墨需要在相应严格的检验制度下进行。其产品率约在35%左右。 其余经加工、检验不合格的产品，可作为冶金工业的增炭剂，或作为其他行业的 原料。但在生产球形石墨过程中成为废弃物料。 生产的初始产品球形石墨和部分石墨干精矿，经过在纯化炉高温提纯后，可成为高纯球形石墨及高纯石墨成品。 4.3生产工艺流程 生产工艺流程如下框图： （1）球形石墨 石墨干精矿粗碎、分级修整、分级磁选、分级高温纯化分散包装
【石墨产业】全球及中国石墨矿资源分布概况(最新、最全、最详细)
【石墨产业】全球及中国石墨矿资源分布概况（最新、最全、 最详细） 一、全球石墨矿资源概况 1、全球石墨资源储量 全球石墨资源分布既广泛又相对集中，据USGS资料显示，2013年全球石墨总储量约1.3亿吨矿物量。巴西、中国、印度和墨西哥的石墨储量合计占全球总储量的92.77%。中国石墨基础储量约占世界的33%，仅次于巴西（约占世界的38%）。巴西新发现的Almenara石墨矿为罕见的超大型石墨矿，使其石墨总储量由之前的36万吨增加到近5800万吨，位居世界首位。印度石墨矿储量为1100万吨，墨西哥石墨储量为310万吨。 2015年世界主要石墨国家基础储量对比图 2、国外石墨矿床类型 （1）石墨呈浸染鳞片状分布在火山岩、硅质沉积岩中，此类矿床石墨鳞片大，矿石质量高，有著名的马达加斯加大鳞片晶质石墨矿； （2）含石墨矿石呈脉状充填在断裂裂隙和洞穴中，此类矿床石墨品位高，典型的矿床是斯里兰卡的脉状石墨矿；（3）由中酸、酸性花岗岩侵入大理岩中形成热液交代接触变质矿床，此类矿床矿石质量较好，在俄罗斯和朝鲜等国家
有分布； （4）煤或富碳沉积物中的变质石墨矿床矿石中的石墨多为隐晶质，墨西哥、印度及澳大利亚的大部分石墨矿床均属此类型。 3、各国石墨资源概况 巴西 巴西石墨矿分布在MinasGerais、Ceara和Bahia地区，PedraAzul地区拥有巴西最好的鳞片石墨矿，石墨矿石储量已探明2.5亿吨，品位20-25%。新发现的奥门纳拉石墨矿石资源量近5700万吨，碳含量4-10%。 印度印度石墨矿床多为煤或富碳沉积物的变质石墨矿床，主要分布在奥瑞萨邦和拉贾斯坦邦，奥瑞萨邦的石墨矿床赋存于寒武纪地层中，有三个石墨矿带，即：博兰吉尔-桑巴尔普尔矿带、普尔巴尼-长拉汉迪矿带和登卡纳尔矿带，其中最大的矿床延伸达6.4-11.3公里，矿体厚120米。 墨西哥 墨西哥已发现的石墨矿床绝大多数为隐晶质石墨矿床。其石墨矿床主要分布在格雷罗州、索诺拉州和伊达尔戈州。世界上超大型的高质量的隐晶质石墨矿床就位于索诺拉州。该矿床矿体赋存在含煤的深灰红色石英岩之间，矿体厚7.3米，矿体的平均品位非常高，矿石一般品位为80%，最高品位可达95%。
电解池知识点归纳完整版
电解池知识点归纳 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
电解池 第1课时电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极：（与电极材料无关）阳极：与电源的正极相连,发生氧化反应； 阴极：与电源的负极相连，发生还原反应。 3、构成条件：“三电一回路”①直流电源；②阴、阳电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素：①离子得失电子的能力；②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电） 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极：阳极金属或还原性强的离子先失电子
活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->N>S>F - 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路 6、 原电池和电解池的区别 【练习1】如图所示是电 解氯化铜溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极,下列有关判断正确的是( ) A.a 为负极,b 为正极 B.a 为阳极,b 为阴极 C.电解过程中,d 电极质量增加 D.电解过程中,氯离子的浓度不变 随堂检测 1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( ) A.原电池中失去电子的一极为负极 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池 一个概念将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应 极—失电子—发生氧化反应 极 —得电子—发生还原反应极 —得电子—发生还原反应流向 电子 负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极离子 阳离子→正极，阴离子→负极阳离子→阴极，阴离子→阳极 四个条件②电解质溶液③闭合电路 ④自发进行的氧化还原反应 ②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源 相同点 氧化还原反应
石墨电极编程作业
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
电解池知识点归纳
电解池知识点归纳 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
电解池 第1课时电解原理 学习目标 1、理解电解原理,初步掌握一般电解反应两极反应物、产物的判断方法,能写出电极反应式和电解化学方程式。 知识归纳 1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程,叫做电解。其实质是电解质溶液导电的过程。 电解池：把电能转化为化学能的装置,叫做电解池。 2、电极：（与电极材料无关）阳极：与电源的正极相连,发生氧化反应； 阴极：与电源的负极相连，发生还原反应。 3、构成条件：“三电一回路”①直流电源；②阴、阳电极；③电解质溶液或熔融电解质；④形成闭合回路。 4、(1)影响离子放电能力的因素：①离子得失电子的能力；②离子的浓度。 (2)离子的放电顺序：（物质在电解池的阴、阳两极发生反应的过程叫放电） 阴极:氧化性强的离子先得电子 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸溶液)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水溶 液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳极：阳极金属或还原性强的离子先失电子 活性电极>S2->I->Br->Cl->OH->N>S>F- 5、分析总结书写电解池电极反应的一般思路
6 、原电池和电解池的区别 【练习1】如 图所示是电解氯化铜溶液的装置,其中c 、d 为石墨电极,下列有关判断正确的是( ) 为负极,b 为正极 为阳极,b 为阴极 C.电解过程中,d 电极质量增加 D.电解过程中,氯离子的浓度不变 随堂检测 1.关于原电池、电解池的电极名称,下列说法错误的是( ) A.原电池中失去电子的一极为负极 B.电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 C.原电池中相对活泼的一极为正极 D.电解池中发生氧化反应的一极为阳极 2.若某装置发生反应:Cu+2H + Cu 2++H 2↑,关于该装置的有关说法正确的是( ) A.该装置一定为原电池 B.该装置为电解池 C.若为原电池,Cu 为正极 D.电解质溶液可能是稀硝酸 3.有关以下甲、乙、丙、丁四个图示的叙述正确的是( ) 负较活泼金属阳与电源正极相连正不活泼金属或非金属导体阴与电源负极相连三个①活动性不同的两个电极①两个电极原电池 电解池 一个概念将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学能的装置两个电极 极—失电子—发生氧化反应 极—失电子—发生氧化反应 极 —得电子—发生还原反应极 —得电子—发生还原反应流向 电子 负极→外电路→正极阳极→外电路→阴极电流正极→外电路→负极阴极→外电路→阳极离子 阳离子→正极，阴离子→负极阳离子→阴极，阴离子→阳极 四个条件②电解质溶液③闭合电路 ④自发进行的氧化还原反应 ②电解质溶液③闭合电路④外加直流电源 相同点 氧化还原反应
等静压石墨的应用发展及生产工艺简介
等静压石墨的应用、发展及生产工艺简介 摘要：本文概括了等静压石墨的特性及主要用途，并对其国内外发展状况作了简单描述。结合部分等静压石墨科研文献及生产专利，对其生产工艺进行了介绍。 关键词：等静压石墨特性用途生产工艺 等静压石墨是上世纪40年代发展起来的一种新型石墨材料，具有一系列优异的性能。等静压石墨的耐热性好，在惰性气氛下，随着温度的升高，其机械强度反而升高，在2500℃左右时达到最高值；与普通石墨相比，结构精细致密，而且均匀性好；热膨胀系数很低，具有优异的抗热震性能；各向同性、耐化学腐蚀性强、导热性能和导电性能良好；具有优异的机械加工性能。正是由于具有这一系列的优异性能，等静压石墨在化工、半导体、电气、冶金、机械、核能及宇航等领域得到广泛应用，而且，随着科学技术的发展，应用领域还在不断扩大。 1.等静压石墨的主要用途 1.1 太阳能电池及半导体晶片用石墨 在太阳能、半导体行业中，大量使用等静压石墨，制作单晶直拉炉热场石墨部件，多晶硅熔铸炉用加热器，化合物半导体制造用加热器、坩埚等部件。近年来，太阳能光伏发电发展迅猛，光伏产业中的单晶硅和多晶硅生产对石墨需求量巨大。目前，单晶、多晶硅产品均朝大型化、高端化发展，对等静压石墨也有了更高的要求，即：更大规格、更高强度、更高纯度。 1.2 核石墨 等静压石墨具有中等的力学性能，特别出色的高温力学性能，导热系数大，线膨胀系数低。在高温气冷堆中，主要用作反射剂、慢化剂及活性区结构材料，同核燃料一道构成核燃料组件。在400~1200℃的温度下，受高能γ射线和快中子的放射线，时间长达数年之久，容易造成辐照损伤，从而改变石墨的结构和性质，所以要求材料的石墨化度高、各向同性度好、组成均一、弹性模量低。目前，我国只能生产少量的高温气冷反应堆用核石墨，主要还是依赖进口。