石墨电极用途

1、.石墨的用途 石墨的用途由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。1 .作耐火材料石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，柑祸，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材料。近20年来，耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉内衬中被广泛应用，以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相连，全世界炼钢业约消耗70 %的耐火材料。(I )镁碳砖镁碳耐火材料是 60年代中期，由美国研制成功，70年代，日本炼钢业开始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已成为石墨的一种传统用途。80年代初,镁碳

2、砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命 为1000次一 1500次，而日本，炉衬的寿命为 2000次一 2500次。(2 )铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的保护罩，水下喷管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的90 %以上，英国为60 %。(3 )坩锅及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品，例如坩锅、曲颈瓶、塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。传统的石

3、墨粘土坩锅用含碳量大于85 %的鳞片石墨制造，通常石墨鳞片应大于100 目( BSS筛)，而目前国外在柑祸生产技术中的重要改进是，所用石墨的类型、鳞片大小和质量有了更大的灵活性；其次是用 碳化硅石墨柑祸替代了传统的粘土石墨坩锅，这是随着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒压技 术还可以使小鳞片石墨得到应用，在粘土石墨增祸中，含碳量达90 %的大鳞片石墨约占 45 %，而在碳化硅石墨坩锅中，大鳞片成分的含量仅占30 %，石墨的含碳量降为 80 %。2 .炼钢石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围，很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢

4、增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。3 作导电材料石墨在电气工业中广泛用来作电极、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等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，温度升高到2000 C左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻 炉也用石墨电极作炉头导电材料。电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电碳制品，要求石墨粒度控制在150目325目(o . Imm 一 o .

5、 o42mm )范围内，品位 90 % - 99%以上，有害杂质(主要是金属铁)要求在10 %以下。电视机显像管所用的石墨，粒度要求在0.5 拜m以下。4 .作耐磨和润滑材料石墨在机械工业中常作润滑剂。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一 200 C 一 2000 C温度并在很高的滑动速度下(loom / S )不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金 属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。5 作耐腐蚀材料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

6、率低等特点，而广泛用 于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。这些设备用 于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。6 作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石墨后，黑色金属得到 的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质 合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长柑祸、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等，都是用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还可以作真空冶炼的石墨隔

7、热板和 底座，高温电阻炉炉管、棒、板、格棚等元件。7 用于原子能工业和国防工业石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一 种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石墨完 全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPm （ PPm为百万分之一），特别是其中硼的含量应小于0 . SPPm。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。8 作防垢防锈材料石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（

8、每吨水大约用49 一 59 ），能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱屋顶桥梁管道上可以防腐和防锈。9 .石墨新用途随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是70年代开发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨 所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能 等工业领域。国际市场需求量逐年增长。二，它有很多用途，可以用于锂离子电池负极，球型改性石墨可以作润滑剂，还可以制成石墨改性聚丙烯 塑料，用来制作

9、壳体、管板、封头、法兰及接管等零部件（耐腐蚀性能好；体积小，重量轻；耐温较高； 无毒性、不结垢、不污染介质，也可用于食品工业），石墨粉经3400C以上的真空高温石墨化热处理而制成，石墨层间质密，晶体结构多，与其它石墨相比， 导电性更好。将其添加于油墨、黏合剂、塑料、橡胶中，可制成导电、电磁屏蔽、防静电等制品如计算机、 手机、电子医疗设备、电子仪器仪表等电子、电工、通讯产品的电磁屏蔽、防静电。并广泛应用于电子、 机电、通讯、印刷、航空航天、军事等各个产业。三增碳剂可以用作铸铁增碳剂的材料很多，常用的有人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤以及用这类 材料配成的混合料。1 .人造石墨上述各种

10、增碳剂中，品质最好的是人造石墨。制造人造石墨的主要原料是粉状的优质煅烧石油焦，在其中加沥青作为粘结剂，再加入少量其他辅料。各 种原材料配合好以后，将其压制成形，然后在25003000 C、非氧化性气氛中处理，使之石墨化。经高温处理后，灰分、硫、气体含量都大幅度减少。由于人造石墨制品的价格昂贵，铸造厂常用的人造石墨增碳剂大都是制造石墨电极时的切屑、废旧电极和 石墨块等循环利用的材料，以降低生产成本。熔炼球墨铸铁时，为使铸铁的冶金质量上乘，增碳剂宜首选人造石墨，为此，最好向附近用电弧炉炼钢的 企业或电解铝生产企业购买废电极，自行破碎到要求的粒度。2 石油焦石油焦是目前广泛应用的增碳剂。石油焦是精炼

11、原油得到的副产品，原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的渣油及石油沥青，都可以作为制造石油焦的原料，再经焦化后就得到生石油焦。生石油焦的产量大约不到所用原油量的5%。美国生石油焦的年产量约3000万t。生石油焦中的杂质含量高，不能直接用作增碳剂，必须先经过煅烧处理。生石油焦有海绵状、针状、粒状和流态等品种。海绵状石油焦是用延迟焦化法制得的，由于其中硫和金属含量较高，通常用作锻烧时的燃料，也可作为煅 烧石油焦的的原料。经锻烧的海绵焦，主要用于制铝业和用作增碳剂。针状石油焦，是用芳香烃的含量高、杂质含量低的原料，由延迟焦化法制得的。这种焦炭具有易于破裂的 针状结构，有时称之为石墨焦，煅烧后主要用于制造石墨

12、电极。粒状石油焦呈硬质颗粒状，是用硫和沥青烯含量高的原料，用延迟焦化法制得的，主要用作燃料。流态石油焦，是在流态床内用连续焦化法制得的，呈细小颗粒状，结构无方向性，硫含量高、挥发分低。石油焦的煅烧，是为了除去硫、水分、和挥发分。将生石油焦于12001350 C煅烧，可以使其成为基本煅烧石油焦的最大用户是制铝业，增碳剂的约占6%。各种石油焦制品的大致成分列于表 表1各种石油焦制品的大致成分（上纯净的碳。70%用以制造使铝矶土还原的阳极。美国生产的煅烧石油焦，用于铸铁1，供参考。%）品种固定碳硫灰分挥发分水分 生石油焦 8589 16 0 . 20. 5 1014 810煅烧石油焦 98 . 5

13、0 . 02 3 . 5 0 . 2 0. 5 0 . 30 . 5 0 5合成炭制品 99 0 . 010 . 03 0 . 10 . 5 0 5低硫合成碳制品 99 . 9 0 . 010 . 03 0 . 010 . 03 0 23.天然石墨 天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。微晶石墨灰分含量高，一般不用作铸铁的增碳剂。鳞片石墨有很多品种：高碳鳞片石墨需用化学方法萃取，或加热到高温使其中的氧化物分解、挥发，这种 鳞片石墨产量不多、价格高，一般也不作增碳剂；低碳鳞片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳剂；用作 增碳剂的主要是中碳石墨，但用量也不多。天然石墨的大致成分见表 2。表2天然石墨的

14、大致成分（%）品种固定碳硫灰分挥发分水分鳞片石墨 8595 0 . 10 . 7 515 12 微晶石墨 6085 0 . 10 . 2 2040 12 0 . 54.焦炭和无烟煤电弧炉炼钢过程中，可以在装料时配加焦炭或无烟煤作为增碳剂。由于其灰分和挥发分含量较高，感应电炉熔炼铸铁很少用作增碳剂。关于铸铁行业常用的几种增碳剂的成分和堆密度，表3列岀了一些典型的测定数据，供参考。表3常用增碳剂的成分和堆密度（典型的测定数据，供参考）增碳剂碳含量（%）灰分（%）水分（%）挥发分（%）硫（%）氮（%）氢（%）堆密度的概略值（g/cm3 ）人造石墨 99.2 0.4 0.20 0.10 0.05 0.

15、005 0.84鳞片石墨 85.3 13.2 0.06 0.44 0.35 0.060煅烧石油焦（中硫）96.5 0.4 0.40 0.30 1.50 0.600 0.15 0.77煅烧石油焦（低硫）98.3 0.4 0.10 0.20 0.30 0.080 0.04 0.800干燥焦炭 87.7 9.0 0.30 1.00 1.00 1.000 0.64优质无烟煤 90.0 2.5 2.00 3.5 0.25 0.600 1.10 0.64沥青焦 97.0 0.5 0.50 0.5 0.4 0.700 0.20 0.55四石墨的用途由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺

16、织、国防等工业部 门获得广泛应用。作耐火材料石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，坩埚，连续铸造粉，铸模芯，铸模 洗涤剂和耐高温材料。近年来，耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉 内衬中被广泛应用，以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相 连，全世界炼钢业约消耗的耐火材料。镁碳砖镁碳耐火材料是年代中期，由美国研制成功，年代，日本炼钢业开始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已 成为石墨的一种传统用途。年代初，镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国 用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命为次次，而日本， 炉衬的

17、寿命为次次。铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的堡罩，水下喷 管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的以上，英国为。坩埚及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩埚及其有关制品，例如坩埚、曲 颈瓶、塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲 刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨坩埚及其有关制品 被广泛用于直接熔融金属的工艺中。传统的石墨粘土坩埚用含碳量大于的鳞片石墨制造，通常石墨鳞片应大于目（-筛），而目前国外在坩埚生产技术中的重要改进是，所用石墨的类型、鳞片大小和 质量有了更大的灵活性其次是用碳化硅石墨坩埚替

18、代了传统的粘土石墨坩埚，这是随 着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒压技术还可以使小鳞片石墨得到应用， 在粘土石墨坩埚中，含碳量达的大鳞片石墨约占/,而在碳化硅石墨坩埚中，大鳞片成分的含量仅占，石墨的含碳量降为。炼钢石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围 5第一篇石墨生产新工艺新技术很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍 是土状石墨的主要用途之一。作导电材料石墨在电气工业中广泛用来作电极、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等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金 钢、铁合

19、金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使 电能转化为热能，温度升高到左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头 导电材料。电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电碳制品，要求石墨粒度控制在目目范围内，品位以上，有害杂质（主要是金属铁）要求在以下。电视机显像管所用的石墨，粒度要求在以下。作耐磨和润滑材料石墨在机械工业中常作润滑剂。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-温度并在很高的滑动速度下（/）不用润滑油工作。许多输送腐

20、蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们 运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的良好的润滑剂。 作耐腐蚀材料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，而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、 过滤器、泵等设备。这些设备用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业 部门，可节省大量的金属材料。0作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石 墨后，黑色金属得到的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍

21、作加工就可使 用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压耐 烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等，都是 用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还可以作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻 炉炉管、棒、板、格棚等元件。1用于原子能工业和国防工业06第一章石墨生产新工艺新技术概述石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当 具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石 墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几

22、十个（为百万分之一），特别是其中硼的 含量应小于。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇 宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。作防垢防锈材料石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约 用），能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐 和防锈。石墨新用途随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是年代开发的一种新的石墨制品。年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也 开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和

23、弹性。因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求 量逐年增长。五增碳剂分炼钢用增碳剂（中华人民共和国黑色冶金行业标准，YB/T 192-2001炼钢用增碳剂）和铸铁用增碳剂，以及其他一些添加材料也有用到增碳剂，譬如刹车片用添加剂，作摩擦材料。增碳剂属于外加 炼钢、炼铁增碳原料。优质增碳剂是生产优质钢材必不可少的辅助添加剂。增碳剂的原料有很多种，生产工艺也各异。并非市面上说采用石墨粉剂经压制成型，这种生产方式需要 添加过多的粘结剂成型，含碳量一般达不到优质增碳剂的要求。压制后的石墨粉，因为是固体块状，没有 多孔隙结构，所以吸收速度和吸收率不如煅烧、焙烧成型的增碳

24、剂。优质增碳剂一般指经过石墨化的增碳 剂，在高温条件下，碳原子的排列呈石墨的微观形态，所以称之为石墨化。石墨化可以降低增碳剂中杂志 的含量，提高增碳剂的碳含量，降低硫含量。增碳剂在铸造时使用，可大幅度增加废钢用量，减少生铁用量或不用生铁。目前绝大多数增碳剂都适用 于电炉熔炼，也有少部分吸收速度特别快的增碳剂用于冲天炉。电炉熔炼的投料方式，应将增碳剂随废钢 等炉料一起往里投放，小剂量的添加可以选择加在铁水表面。但是要避免大批量往铁水里投料，以防止氧 化过多而岀现增碳效果不明显和铸件碳含量不够的情况。增碳剂的加入量，根据其他原材料的配比和含碳 量来定。不同种类的铸铁，根据需要选择不同型号的增碳剂。

25、增碳剂特点本身选择纯净的含碳石墨化物质， 降低生铁里过多的杂质，增碳剂选择合适可降低铸件生产成本。六.石墨增碳剂与煤质增碳剂有着本质上的区别，一是原材料不同，石墨增碳剂是采用天然石墨经过筛选加工制成,煤质增碳剂是采用无烟煤锻烧制成 ；二是特性不同，石墨增碳剂具有低硫低氮低磷、耐高温、导电性好 等，这些是优点是煤质增碳剂不具备的；三是吸收率不同，石墨增碳剂的吸收率在90%以上，这也是为什么固定碳含量较低（75%）的石墨增碳剂也能满足使用要求的原因；四是石墨增碳剂的价格相对较高，但 综合使用成本却要低得多。七石墨电极的性质，用途,分类和技术标准之1一、石墨的性质石墨是碳的结晶矿物之一。1565年作

26、为一种矿物被发现，1779年确定它的成分是碳，1789年定名为 石墨 （希腊文为 写”之意）。石墨的颜色为黑 色，晶体为六方板状，但少见，一般呈薄片状或鳞片状，集合体呈 土状，为隐晶质体。质软、硬度小，摩氏硬度为1-2,能污染纸张。比重2.1-2.3。具有一组极完全解理。常温下石墨具有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀，但高温时易氧化。二、石墨的用途由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。1做耐火材料石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，坩埚，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高温材 料.坩埚及有关制品用石墨制造的成型和

27、耐火的坩埚及其有关制品，例如坩埚、曲颈瓶、塞头和喷嘴等，具有 高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨坩埚及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中2炼钢（最重要的来了石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围很广，包括人造石墨、石 油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。3作导电材料石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视 机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合金时，使

28、用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，温度升高到2000度左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉 也用石墨电极作炉头导电材料。4作耐磨和润滑材料石墨在机械工业中常作润滑剂。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温度并在很高的滑动速度下不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料 制成活塞环、密封圈和轴承，它们运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时 的良好的润滑剂。5作耐腐蚀材料石墨具有良好的化学稳定性。

29、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，而广泛用 于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。这些设备用 于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。6作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石墨后，黑色金属得到 的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。7用于原子能工业和国防工业8作防垢防锈材料石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约用4-5g），能防止锅炉表面结

30、垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈八碳和石墨制品的主要用途一、作为导电材料使用用电弧炉或矿热电炉冶炼各种合金钢、铁合金或生产电石（碳化钙）、黄磷时，强大的电流通过炭素电极（或连续自焙电极即电极糊）或石墨化电极 导入电炉的熔炼区产生电弧，使电能转化成热能，温度升高到2000摄氏度左右，从而达到冶炼或反应的要求。金属镁、铝、钠一般用熔盐电解制取，这时电解槽的阳极导电材料都是采用 石墨化电极或连续自焙电极（阳极糊、有时用预焙阳极）。熔盐电解的温度-般在1000摄氏度以下。生产烧碱（氢氧化钠）和氯气的食盐溶液电解槽的阳极导电材料，一般都用石墨化 阳极。生产金刚砂（碳化硅）使用的

31、电阻炉的炉头导电材料，也是使用 石墨化电极。除上述用途外，炭和石墨制品 作为导电材料广泛用于电机制造工业作为滑环和电刷，此外还用作干电池中的炭棒，探照灯或产生弧光用的弧光炭棒，水银整流器中的阳极等。二、作为耐火材料使用由于炭和石墨制品能耐高温和有较好的高温强度及耐腐蚀性，所以很多冶金炉内衬可用炭块砌筑，如炼铁 炉的炉底、炉缸和炉腹，铁合金炉和电石炉的内衬，铝电解槽的底部及侧部。许多贵重金属和稀有金属冶炼用的坩埚、熔化石英玻璃等所用的 石墨化坩埚，也都是 用石墨化坯料加工制成的。作为耐火材料使用的 炭和石墨制品，一般不应在氧化性气氛中使用。因为，无沦是炭或石墨在 氧化性气氛的高温下很快烧蚀。三、

32、作为耐腐蚀的结构材料使用经过用有机树脂或无机树脂浸渍过的 石墨化电极，具有耐腐蚀性好、导热性好、渗透率低等特 点，这种浸 渍石墨又称为不透性石墨。它大量应用于制作各种热交换器、 反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸 收塔、冷却器、 加热器、过滤器、泵等设备，广泛应用于石油炼制、石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的不锈钢等金属材料。不透性石墨生产已成为炭素工业的一个重要分支。四、作为耐磨和润滑材料使用炭和石墨材料除具有化学稳定性高的特性外，还有较好的润滑性能。在高速、高温、高压的条件下，用润滑油来改善滑动部件的耐磨性往往是不可能的。石墨耐磨材料可以在-200到2000摄氏度

33、温度下的腐蚀性介质中并在很高的滑 动速度下（可达100米/秒）不用润滑油而工作。因此，许多输送腐蚀性介质的压缩机和泵广泛采用石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承。它们运转时无需加入润滑剂。这种耐磨材料是用普通的炭或石墨材料经过有机树脂或液态金属材料浸渍而成。石墨乳剂也是许多金属加工（拔丝、拉管等）的良好润滑剂。五、作为高温冶金及超纯材料生产用的结构材料如生产单晶硅用的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等，都是用高纯度石墨材料加工而成的。用于真空冶炼中的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管、棒、板、格栅等元件，也是用石墨材 料加工制成的。六、作为铸模、压模使用炭和石墨材料的热膨胀系数小

34、，而且耐急冷急热性好，所以可以用作玻璃器皿的铸模和黑色金属及有色金属或稀有金属的铸模。用石墨铸模得到的铸件，尺寸精确，表面光洁，不加工即可直接使用或只要稍加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金（如碳化钨）等粉末冶金工艺，通常用石墨材料加工压模、 烧结用的舟皿。七、在原子能工业及军事工业中的使用石墨因为具有良好的中子减速性能，最早用于原子反应堆中作为减速材料。石墨反应堆是目前较多的一种原子反应堆。原子反应堆用的石墨材料必须具有极高的纯度。一些经过特殊处理的石墨（如在石墨表面渗入耐高温的材料）及再结晶石墨、热解石墨，具有在极高温度下较好的稳定性及较高的强度重量比。所以， 它们可以用于制造固

35、体燃料火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇宙航行设备的零部件。九石墨电极相关信息：（1）用于电弧炼钢炉石墨电极主要用于电炉炼钢。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流，强大的电流在电极下端通过气体产生电弧放电，利用电弧产生的热量来进行冶炼。根据电炉容量的大小，配用不同直径的石墨电极，为使电极连续使用，电极之间靠电极螺纹接头进行连接。炼钢用石墨电极约占石墨电极总用量的7080%。用于矿热电炉石墨电极矿热电炉主要用于生产铁合金，纯硅、黄磷、冰铜和电石等，其特点是导电电极的下部埋在炉料中，因此除电板和炉料之间的电弧产生热量外，电流通过炉料时由炉料的电阻也产生热量。每吨硅需 消耗石墨电极150kg左右，每吨黄磷需

36、消耗石墨电极约40kg。（3）用于电阻炉生产石墨制品用的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都是电阻炉，炉内所装物料既是发热电阻，又是被加热的对象。通常，导电用的石墨电极插入炉床端部的炉头墙中，故导电电极并不连 续消耗。此外，大量的石避电极毛坯还用于加工成各种坩埚、石墨舟皿、热压铸模和真空电炉发热体等异型产品。如在石英玻璃行业，每生产It电熔管需用石墨电极坯料 10t，每生产It石英砖消耗电极坯料100kg。十石油焦以及锻后石油焦知识一月 10th, 2010 11:02 上午 admin- 没有评论1石油焦石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体的石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小石墨

37、结晶形成粒状、 柱状或针状构成的炭体物。石油焦组分是碳氢化合物，含碳90 - 97%含氢1.5 - 8%还含有氮、氯、硫及重金属化合物。石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生产轻质油品时的副产物。石油焦的产量约为原料油的25-30%。其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量 不大于0.5%，挥发分约为11佐右，品质接近于无烟煤。2石油焦的质量标准延迟石油焦是指延迟焦化装置生产的生焦，也称普通焦，目前还没有相应的国家标准。现国内生产企业主 要依据原中国石化总公司制定的行业标准SH0527- 92生产。该标准主要根据石油焦硫含量分类，其中一级品、1号焦适用于炼钢工业中制作普通功率石墨电极，也

38、适用于炼铝业作铝用碳素；2号焦用作炼铝工业中电解槽（炉）所用的电极糊和生产石墨电极，3号焦用作生产碳化硅（研磨材料）及碳化钙（电石）， 以及其它碳素制品，亦用于制造炼铝电解槽的阳极底块及用于高炉碳素衬砖或炉底构筑。3石油焦的主要用途石油焦的主要用途是电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。根据石油焦结构和外观，石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦4种：（1） 针状焦，具有明显的针状结构和纤维纹理，主要用作炼钢中的高功率石墨电极 和 超高功率石墨电极。 由于针状焦在硫含量、灰分、挥发分和真密度等方面有严格质量指标要求，所以对针状焦的生产工艺和原料

39、都有特殊的要求。（2）海绵焦，化学反应性高，杂质含量低，主要用于炼铝工业及炭素行业。（3） 弹丸焦或球状焦：形状呈圆球形，直径0.6-30mm，般是由高硫、高沥青质渣油生产，只能用作发电、水泥等工业燃料。（4 ）粉焦：经流态化焦化工艺生产，其颗粒细（直径 0.1-0.4mm ），挥发分高，热胀系数高，不能直接用 于电极制备和炭素行业。4煅后石油焦在炼钢用的石墨电极或 制铝、制镁用的阳极糊（融熔电极）时，为使石油焦（生焦）适应要求，必须对生 焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300C左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量，使使油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度

40、和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。煅 烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料，生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖，也可作铸造工艺用致密焦等。十一。石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。具有导电性，与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体.石墨在工业上运用极广，用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯；广泛用于 冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业

41、的碳刷、电池工 业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工，又可生产岀石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石 墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料十三。 石墨 (Graphite) 的化学成分主要是单一的碳 (C) 元素 (和金刚石的成分相同 ),是一种自然元素矿物 .因 为碳元素是非金属元素 ,所以说它非金属矿物 ; 但是却有金属材料的导电 , 导热性能 ,还具有象有机塑料一样 的可塑性 ,并且还有特殊的热性能 ,化学稳定性 ,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能,因此 ,石墨在冶金 ,机械 ,电气,化工 ,纺织 ,轻工,建筑及国防等许多工业部

42、门都得到了广泛的应用.人类发现石墨这种矿物的历史极其远久 .但在历史上对石墨的本质却存在过一些比较模糊的认识.在中国明朝的文献上可见到把煤和石墨相混淆的描述 .美国在十六世纪发现石墨时 ,因石墨可以把手抹成铅黑色 , 所以误以为它含有铅，称它为”黑铅(black lead).也正因为石墨容易沾污手的特性，它在发现不久就被人们用作书写材料 .它的正式命名 Graphite 也是由希腊语的 书写转化而来 .石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40 人，同一网层中碳原子的间距为1. 42A。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，

43、故其天然可浮性很好。石墨与金刚石、碳 60、碳纳米管等都是碳元素的单质 ，它们互为同素异形体 . 山东省莱西市为我国石墨重要产地之一，石墨探明储量 687.11 万吨，现保有储量 639.93 万吨.石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为12,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至35。比重为1. 92. 3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000C以上，是最耐温的矿物之一。自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有 Si02、A1203、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂 质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有沥青、CO2、 H2、 CH4、 N2 等气体部分。因此对

44、石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 工业上，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类。石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：1) 耐高温型：石墨的熔点为 3850+50C，沸点为4250C，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小， 热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000 C时，石墨强度提高一倍。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

45、为石墨中每个碳原子 与其他碳原子只形成 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、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。5) 可塑性：石墨的韧性好，可年成很薄的薄片。6) 抗热震性：石墨在常温下使用能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨体积变化 不大，不会产生裂纹。名字来源：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；化学组成：成分纯净者极少，往往含各种杂质；类别：自

46、然元素 - 非金属元素 - 碳族晶系和空间群：六方晶系， P63/mmm；晶胞参数 :a0=0.246nm， c0=0.670nm；形态：单晶体常呈片状或板状，但完整的很少见。集合体通常为鳞片状，块状和土状；颜色：铁黑色；条痕：光亮黑色透明度：不透明光泽：呈半金属光泽硬度： 1-2解理和断口：平行解理极完全；比重： 2.21-2.26g/cm3其他性质：薄片具挠性，有滑感，易污手，具有良好的导电性； 鉴定特征铁黑色，硬度低，一组极完全解理，有滑感和染手； 成因和产状：石墨是在高温下形成。分布最广是石墨的变质矿床，系由富含有机质或碳质的沉积岩经 区域变质作用而成；主要用途： 石墨在工业上用途很广

47、，用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯；广泛 用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电 池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工，又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、 石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应 用。1 作耐火材料 石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，柑祸，连续铸造粉，铸模芯，铸模洗涤剂和耐高 温材料。近 20 年来，耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼

48、钢炉内衬中被广泛应用，以及铝碳砖 在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相连，全世界炼钢业约消耗 70 的耐火材料。( l )镁碳砖镁碳耐火材料是 60 年代中期，由美国研制成功， 70 年代，日本炼钢业开始把镁碳砖用于 水冷却电弧炉炼钢中。 目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢， 已成为石墨的一种传统用途。 80 年代初， 镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命 为 1000 次一 1500 次，而日本，炉衬的寿命为 2000 次一 2500 次。( 2 )铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造、 扁钢坯自位输管道的保护罩， 水下喷管

49、以及油井爆破筒 等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的 90 以上，英国为 60 。( 3 )坩锅及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品，例如坩锅、曲颈瓶、塞头和喷嘴 等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高温下良好的热震 稳定性和优良的热传导性，所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。传统的石墨粘土坩锅用含碳量大于 85 的鳞片石墨制造，通常石墨鳞片应大于 100 目( BSS 筛)， 而目前国外在柑祸生产技术中的重要改进是，所用石墨的类型、鳞片大小和质量有了更大的灵活性；其次 是用碳化硅石墨柑祸替代了传统的粘土石墨坩锅，这

50、是随着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒 压技术还可以使小鳞片石墨得到应用， 在粘土石墨增祸中， 含碳量达 90 的大鳞片石墨约占 45 % ，而在 碳化硅石墨坩锅中，大鳞片成分的含量仅占 30 % ，石墨的含碳量降为 80 。2 炼钢石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围 , 很广，包括人造石 墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。3 作导电材料 石墨在电气工业中广泛用来作电极、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等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合

51、金时使用石墨电极，这时 强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，温度升高到2000 C左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电 阻炉也用石墨电极作炉头导电材料。 电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电碳制品，要求石墨粒度 控制在150目325目（o . lmm 一 o . o42mm ）范围内，品位 90 % - 99 %以上，有害杂质（主要是金属 铁）要求在10 %以下。电视机显像管所用的石墨，粒度要求在0.5拜m以下。4 作耐磨和润滑材料 石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑

52、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 C -2000C温度并在很高的滑动速度下（loom / S ）不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质设备，广 泛采用石墨材料制成活塞环、 密封圈和轴承， 它们运转时， 勿需加入润滑油， 石墨乳也是许多金属加工 （拔 丝、拉管）时的良好的润滑剂。5 作耐腐蚀材料 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，而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。这些设 备用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。6 作铸

53、造、翻砂、压模及高温冶金材料 由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石墨后，黑色金属得到的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产 硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长柑祸、区域精炼 容器、支架、夹具、感应加热器等，都是用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还可以作真空冶炼的石墨隔 热板和底座，高温电阻炉炉管、棒、板、格棚等元件。7 用于原子能工业和国防工业 石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子

54、能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石 墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPm （ PPm为百万分之一），特别是其中硼的含量应小于 O . SPPm 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷 嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。8 作防垢防锈材料石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约用49 一 59 ） ，能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱屋顶桥梁管道上可以防腐和防锈。9 石墨新用途 随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨

55、又称膨胀石墨，是 70 年代开发的一种新的石墨制品。 1971 年美国研究成功柔性 石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨 所具有的特性外，还具有特殊的柔性和弹性。因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能 等工业领域。国际市场需求量逐年增长。制作半金属摩擦材料。自70年代以来，离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将 石墨和金属粉、钢纤维、陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备，如飞机、卡车以 及越野车的制动装置和离合器片。近几年来，石棉逐渐被石墨所取代，在一些半金属衬面中，石墨的含量 已从12

56、%增加到巧。该领域石墨消耗量取决于汽车工业的发展状况。石墨何以能取代铜？20世纪60年代，铜作为电极材料被广泛应用，使用率约占90%，石墨仅有10%左右；21世纪，越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料，在欧洲，超过90%以上的电极材料是石墨。铜，这种曾经占统治地位的电极材料，和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化？当然是石墨 电极的诸多优势。(1) 加工速度更快：通常情况下，石墨的机械加工速度能比铜快25倍；而放电加工速度比铜快 23 倍；材料更不容易变形：在薄筋电极的加工上优势明显；铜的软化点在1000度左右，容易因受热而产生变形；石墨的升华温度为3650度；热膨胀系数仅有铜的 1/30。(2) 重量更轻：石墨的密度只有铜的1/5，大型电极进行放电加工时，能有效降低机床( EDM )的负 担；更适合于在大型模具上的应用。(3) 放电消耗更小；由于火花油中也含有C原子，在放电加工时，高温导致火花油中的C原子被分解岀来，转而在石墨电极的表面形成保护膜，补偿了石墨电极的损耗。(4) 没有毛刺；铜电极在加工完成后，还需手工进行修整以去除毛刺，而石墨加工后没有毛刺，节约 了大量成本，同时更容易实现自动化生产；(5) 石墨更容易研磨和抛光；由于石墨的切削阻力只有铜的1/5，更容易进行手工的研磨和抛光；(6) 材料成本更低，价格更稳定；由于近几