1、人造石墨生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)——石墨化 石墨化是指非石墨質(zhì)炭經(jīng)高溫?zé)崽幚恚D(zhuǎn)變成具有石墨三維規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì)炭。開(kāi)始起源于碳素制品行業(yè)，是生產(chǎn)石墨電極的必備工序。石墨化作用是為了提高炭材料的熱、電傳導(dǎo)性，提高炭材料的抗熱震性和化學(xué)穩(wěn)定性，使炭材料具有潤(rùn)滑性和抗磨性，提高炭材料純度。 使用高溫?zé)崽幚韺?duì)原子重排及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量，這一過(guò)程需要消耗大量能量。電力是石墨化生產(chǎn)消耗的主要能源，通常情況下，采用電加熱方式將半成品加熱至2800℃以上，電力耗費(fèi)規(guī)模大、時(shí)間長(zhǎng)。電費(fèi)在石墨化成本中占比高達(dá)60%，石墨化成本在人造石墨負(fù)極制造成本中占55%。
2、3種常用的負(fù)極石墨化爐設(shè)備 目前廣泛應(yīng)用的負(fù)極石墨化爐包括艾奇遜負(fù)極石墨化爐、內(nèi)熱串接石墨化爐、網(wǎng)格箱式石墨化爐等。 ①艾奇遜負(fù)極石墨化爐 艾奇遜石墨化爐使用歷史悠久，是目比較成熟、應(yīng)用廣泛的石墨化爐，其主要優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、容易維修等，但是缺點(diǎn)是熱損失大，能量有效利用率僅30%左右，單位電耗達(dá)4000-4800kWh/t，且需要大量的冶金焦作為電阻料，污染比較嚴(yán)重。
在傳統(tǒng)電極艾奇遜爐石墨化爐基礎(chǔ)上的改進(jìn)爐型，在原爐內(nèi)裝入石墨坩堝作為負(fù)極材料的載體（坩堝內(nèi)裝入碳化后的負(fù)極原料），爐芯內(nèi)填充發(fā)熱電阻料，外層采用保溫料和爐墻保溫。通電后主要依靠電阻料發(fā)熱產(chǎn)生2800～3000℃的高溫，間接加熱坩堝內(nèi)的負(fù)極材料，可以達(dá)到負(fù)極材料的高溫石墨化。 ②內(nèi)熱串接石墨化爐 該爐型借鑒用于石墨電極生產(chǎn)的串接石墨化爐，縱向串聯(lián)數(shù)根電極坩堝(內(nèi)裝負(fù)極材料)，電極坩堝既是載體也是發(fā)熱體，電流通過(guò)電極坩堝產(chǎn)生高溫，直接加熱內(nèi)部負(fù)極材料。石墨化過(guò)程不使用電阻料，簡(jiǎn)化了裝出爐工藝操作，同時(shí)減少了電阻料的蓄熱損失，節(jié)省了電耗。
③網(wǎng)格箱式石墨化爐 該爐型近年來(lái)的應(yīng)用日益增多，主要是吸取了傳統(tǒng)艾奇遜石墨化爐和串接石墨化爐的技術(shù)特點(diǎn)，爐芯采用多塊陽(yáng)極板組成網(wǎng)格式的料箱結(jié)構(gòu)，料箱內(nèi)裝入負(fù)極原料，陽(yáng)極板間通過(guò)四面開(kāi)槽的連接柱固定，每個(gè)料箱的上、下面采用同材質(zhì)的陽(yáng)極板密封。組成料箱結(jié)構(gòu)的立柱和陽(yáng)極板共同構(gòu)成發(fā)熱體，電流經(jīng)爐頭電極送入爐芯發(fā)熱體，產(chǎn)生的高溫直接加熱箱內(nèi)負(fù)極材料，達(dá)到石墨化的目的。
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