原料:在炭素生產(chǎn)中,常用的原料可分為固體炭原料、粘結(jié)劑和浸漬劑兩大類。固體碳質(zhì)材料包括石油焦、瀝青焦、冶金焦、無煙煤、天然石墨和石墨破碎。粘結(jié)劑和浸漬劑包括煤瀝青、煤焦油、蒽油和合成樹脂。此外,生產(chǎn)中還使用了石英砂、冶金焦粉、焦粉等輔助材料。其他特殊原料用于生產(chǎn)一些特殊的碳和石墨制品(如碳纖維、活性炭、熱解炭和熱解石墨、玻璃碳)。
煅燒:在隔離空氣中高溫(1200≤1500℃)對(duì)炭原料進(jìn)行熱處理的過程稱為煅燒。煅燒是炭素生產(chǎn)中的道熱處理工藝。由于煅燒,各種含碳材料的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了一系列變化。
無煙煤和石油焦都含有一定量的揮發(fā)分,需要煅燒。瀝青質(zhì)焦和冶金焦的結(jié)焦溫度較高(1000℃以上),相當(dāng)于炭化廠煅燒爐的溫度。不能再燒了,把水弄干就行了。但是,如果瀝青焦和石油焦在煅燒前混合,則應(yīng)與石油焦一起送入煅燒爐。天然炭黑和石墨不需要煅燒。
篩選:
揉捏:揉捏的目的是獲得均勻的、可塑性好的糊料。但由于某些因素的變化,揉捏質(zhì)量會(huì)發(fā)生較大變化,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。試驗(yàn)證明,當(dāng)使用軟化點(diǎn)為80~90℃的硬瀝青時(shí),糊料溫度應(yīng)提高到168~174℃。在該溫度范圍內(nèi),瀝青對(duì)干燥材料的潤濕性和粘結(jié)性能的改善的是所得到的膏體具有良好的塑性和擠出性能。干拌30分鐘,濕拌40分鐘。如果攪拌時(shí)間過長,大顆粒將被破壞,原有的顆粒組成將被破壞,從而使產(chǎn)品的體積密度降低,塑性變差,孔隙率增加,機(jī)械強(qiáng)度降低
成型:有擠出成型、振動(dòng)成型和成型。我廠采用3500t擠出機(jī)成型。成型前,將得到的糊料在冷卻器中從168-174℃降到116℃。冷卻時(shí)間不得少于8分鐘。保溫平臺(tái)保溫20分鐘后,將保溫膏裝入擠出機(jī)筒體內(nèi),壓力一般不低于25MPa。產(chǎn)品通過安裝在擠出機(jī)前的口擠出,擠出機(jī)一般是間歇生產(chǎn),生產(chǎn)分為三個(gè)階段:階段,當(dāng)柱塞頭開始加壓時(shí),糊狀顆粒迅速移動(dòng),大糊狀顆粒之間的空隙被小糊狀顆粒填充,粒子間的接觸趨于緊密。在第二階段,當(dāng)壓頭繼續(xù)施加壓力時(shí),電極密度逐漸增大。當(dāng)密度達(dá)到一定值時(shí),壓力繼續(xù)增加,密度緩慢增加。第三階段,壓力達(dá)到極限值,密度趨于均勻。然后將電極從噴嘴中擠出
焙燒:焙燒是將壓制好的產(chǎn)品在加熱爐內(nèi)的保護(hù)介質(zhì)中,在隔絕空氣的條件下,以一定的升溫速率加熱的熱處理過程。
焙燒的目的是:
主要研究結(jié)果如下:(1)以煤瀝青為粘結(jié)劑的產(chǎn)物經(jīng)煅燒后揮發(fā)分釋放量約為10%。因此,焙燒產(chǎn)率一般小于90%。
焦化原料按一定的工藝條件進(jìn)行焙燒,結(jié)合劑結(jié)焦,在集料顆粒之間形成焦炭網(wǎng)絡(luò),使不同粒徑的集料牢固連接在一起,產(chǎn)品具有一定的理化性能。在相同條件下,焦燒率越高,產(chǎn)品質(zhì)量越好。中溫瀝青殘余碳含量約為50%
(3) 在焙燒過程中,固定幾何形狀的產(chǎn)物軟化,粘結(jié)劑遷移。隨著溫度的升高,結(jié)焦網(wǎng)絡(luò)形成,使產(chǎn)品變硬。因此,形狀不隨溫度的升高而改變