碳石墨材料工艺原理

1、第 一 节 天 然 石 墨天然石墨主要用于电碳行业生产电刷， 耐磨材料密封材料，(柔性石墨)石墨电气元件，石墨坩埚，耐火材料行业生产各种含碳耐火材料 ，电池炭棒、石墨润滑剂，钢铁行业等第 二章 碳 石墨 材 料 工艺原理碳石墨材料工艺原理第1页一 、天然石墨分类及特点 按结晶状态分 晶质石墨（石墨晶粒1m） ： 鳞片石墨(我国属于鳞片石墨) 致密块状石墨，形状呈颗粒状，矿床稀少 土状石墨(隐晶质石墨)碳石墨材料工艺原理第2页气成作用深度变质作用含碳化合物天然石墨碳石墨材料工艺原理第3页1、鳞片石墨 鳞片石墨外观呈黑色或银灰色，有金属光泽，呈鱼鳞状或叶片状，含有良好导电性和润滑性. 粒度普通在3

2、mm以下，通常为(1-2)(0.5-1.0)mm ,厚度0.02-0.05mm；最大长为4-5mm 最小为(0.5-)(0.25-0.5)mm鳞片石墨是碳氢化合物气成作用结果碳石墨材料工艺原理第4页碳石墨材料工艺原理第5页2、土状石墨 土状石墨呈黑色，无金属光泽，润滑性和导电性较鳞片石墨差。结晶很小，平均尺寸在0.010.1mm 在普通显微镜下难于辩认其结晶形状，而称为隐晶质石墨。土状石墨是煤或沥青在地壳高温高压作用下发生热解而得到 一个深度变质作用产物能够将土状石墨看作是一个无定碳转化为结晶碳过渡产物， 即煤和石墨中间产物。碳石墨材料工艺原理第6页1、鳞片石墨 鳞片石墨常与石英，透辉石等矿物

3、共生，鳞石墨在矿物中其含量都不太高，通常品位在3-10%，个别富矿可达20%，须经过选矿才能得到碳含量较高鳞片石墨 。二、天然石墨选矿捕收剂: 普通为轻柴油，杂酚油，每吨加入0.1-0.5Kg起泡剂: 2#浮选剂油(松香油加工而成)碳石墨材料工艺原理第7页碳石墨材料工艺原理第8页2、土状石墨土状石墨矿床： 分散性土状石墨，品位只有2-3%不具工业开采价值 致密性土状石墨矿床，品位达60%-80%高者达95%左右土状石墨可选性差(含有机物对浮选剂起抑制作用)土状石墨矿：手选 ，也有为了提升产品品位进行浮选 碳石墨材料工艺原理第9页三、天然石墨性能天然石墨组成对性能影响:灰份，固定碳： 决定石墨纯

4、度，固定碳含量越高，石墨越纯。 灰份中主要含SiO2(60%)，Al2O3，Fe2O3，MgO，CaO鳞片大小： 决定着石墨抗氧化能力，鳞片越大，结晶程度 越高，抗氧化能力越高。碳石墨材料工艺原理第10页分析石墨抗氧化性惯用差热分析进行判断，开始温度越高，石墨抗氧化性越高；峰值温度越高，石墨抗氧化性能力越高。当粒度0.125mm 抗氧化性能力增强；灰份越多，氧化速度减慢(灰份在石墨表面形成保护膜)。抗氧化性土状石墨氧化速度大于鳞片石墨碳石墨材料工艺原理第11页四、天然石墨分布 天然石墨主要分布在黑龙江，山东，内蒙古，河南等。以黑龙江柳毛，内蒙古兴和，山东南墅，平度鳞片石墨为优，我国是石墨主要产

5、地，储量占世界62.5%，是主要出口国。 碳石墨材料工艺原理第12页 生产炭石墨材料所用原料都是各种炭质或碳氢化合物(含碳高分子化合物)原料品种较为单一。 骨料：石油焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤粘结剂：煤焦油沥青、煤焦油、蒽油、合成树脂第二节 人造石墨材料一、人造石墨所用原料碳石墨材料工艺原理第13页 1 石 油 焦 石油焦是石油渣油经高温焦化处理而得到固体产物，它是生产炭石墨制品主要原料之一。 1）特点及用途特点A、碳含量高；B、灰份含量很低；C、易于石墨化；D、用石油焦为原料制品含有良好导电、导热性和化学稳定性，并含有一定强度。用途 石油焦主要用于生产石墨电极，石墨阳极，石墨块，阳极糊，高纯

6、石墨等少灰制品生产。 碳石墨材料工艺原理第14页碳石墨材料工艺原理第15页原料 ：渣油；渣油由烷烃，环烷烃，芳香烃，沥青质和树脂质组成。沥青质和树脂质得到焦炭无序且高度交联。 石油焦是由渣油经过高温缩聚而得产物。焦化工艺有：釜式焦化；平炉焦化；延迟焦化；接触焦化和流化焦化等 。当前普遍采取是延迟焦化法(500左右) 2）石油焦生产碳石墨材料工艺原理第16页石油焦分类： 从外形和特点可将石油焦分为三类：海绵状焦；蜂窝状焦和针状焦。 从结构分：玫瑰花形；镶嵌形；定向纤维状。 衡量石油焦质量指标主要有： 灰分含量；硫含量；挥发份含量；1300煅后真密度。3）石油焦分类和质量碳石墨材料工艺原理第17页

7、 针状焦是生产超高功率电极主要原料 针状焦性质主要取决于选取原料 ，必须选择富含芳烃尤其是富含高分子芳烃渣油为原料。 国产针状焦提出指标： 灰分 2.12g/cm3 W1% V3PPm S0.2% 导热系数 1.010-6/4）针状焦性质碳石墨材料工艺原理第18页 2 沥 青 焦 沥青焦是煤沥青焦化后所得固体产物1） 沥青特征 灰分和硫含量较低，结构致密(气孔率低)，耐磨性和机械强度高，挥发份低，普通为3%左右，较易石墨化。与石油焦相比，灰分、含硼量较高，石墨化较难，所得制品真密度略低，比电阻略高碳石墨材料工艺原理第19页 碳石墨材料工艺原理第20页2） 沥青焦用途 沥青焦主要用于生产石墨电极

8、，石墨阳极等少灰制品，普通加入2025%；阳极糊或预焙阳极，也用于生产高炉炭块(部分加入)。 沥青焦因为成焦温度高(1300左右)普通不需煅烧，只需烘干，若与石油焦共同使用时，与石油焦一起煅烧，以预防延迟结焦，并有利于提升制品强度。碳石墨材料工艺原理第21页3）沥青焦生产原料：中温沥青；高温沥青煤沥青焦化过程：450前主要发生蒸馏作用及热分解；450-500主要发生热分解及热缩聚；500以后形成半焦，以热缩聚为主；800以后焦化基本完成。碳石墨材料工艺原理第22页指标名称 电极冶炼、电炭制品用灰分（Ag） 0.5全硫量（SgQ) 0.5挥发分（V r) 1.2碳石墨材料工艺原理第23页3 无烟

9、煤及冶金焦1）无烟煤 在自然界中金刚石和天然石墨是存在两种结晶形态碳，另外大量存在就是无定形碳即煤。 无烟煤强度高，含有良好导电性和热稳定性，价格低，资源丰富，主要用于生产炭块、炭电极及各种糊类(阳极糊除外)碳石墨材料工艺原理第24页 碳石墨材料工艺原理第25页碳素材料制品用无烟煤必须具备：A、灰份低10%；B、机械强度高；C、热稳定性高；D、硫含量低。当前在碳素工业中惯用无烟煤为山西阳泉、晋城，河南焦作，宁夏汝箕沟；湖南金竹山等产地。碳石墨材料工艺原理第26页 冶金焦是由含不一样挥发份和不一样结焦性能几个烟煤按一定百分比配合起来在焦炉内进行高温干馏而得到一个固体残留物。2） 冶金焦 冶金焦灰

10、分高，普通在10%以上，不易石墨化，导电性差。冶金焦用于生产炭电极，电极糊，焙烧填充料，石墨化保温料，电阻料。碳石墨材料工艺原理第27页碳石墨材料工艺原理第28页碳石墨材料工艺原理第29页 碳石墨材料工艺原理第30页 碳石墨材料工艺原理第31页冶金焦质量指标灰 份：10.5%以下挥发份：1.5%以下硫含量：0.6%以下磷含量：0.02%以下发烧量：大于7100大卡抗碎强度85%以上 耐磨强度：8%以下反应性： 23%以下反应后强度： 65% 以上水 分：5%以下碳石墨材料工艺原理第32页碳石墨材料工艺原理第33页 炭黑主要用于生产机械用炭，电刷，保温料，橡胶制品填充料，油墨原料，油漆着色剂等。

11、1）炭黑分类 炭黑由烃类经热解而得，按生产方法分： 槽法（燃烧-氧化） 炉法（部分燃烧） 热法（无氧热裂） 灯黑法（部分燃烧-氧化） 乙炔法（局部放热裂化-无氧）4 炭 黑碳石墨材料工艺原理第34页碳石墨材料工艺原理第35页2）炭黑特征A、高纯度(灰份含量 0.3%)；B、粒度极细(0.1m)；C、碳原子排列极为不规则；D、所得制品各向同性，电阻系数大，硬度大；E、 表面主动大；F、难石墨化。碳石墨材料工艺原理第36页5、煤焦油沥青 煤焦油沥青是焦油在360以下全部馏分馏出后而得一个质地较硬又含有弹性可熔性残渣，它是高度缩合碳-杂环化合物及其缩合后产物复杂多相系统，即是各种高分子化合物混合体。

12、 煤沥青广泛用作炭石墨材料结合剂及含碳耐火材料结合剂。碳石墨材料工艺原理第37页 碳石墨材料工艺原理第38页1）煤沥青组成 煤焦油沥青是由各种碳氢化合物组成，据研究组成： 沥青化合物在5000种以上； 它不完全溶解于当前所知任何一个溶剂； 极难从煤沥青中分离出单一化合物； 沥青中化合物对热极其不稳定，分离出物质也不是原来化合物.碳石墨材料工艺原理第39页据凝胶渗透色谱分析沥青分子量在-3000.对沥青组分析方法主要有：A）石油醚，苯，吡啶分组法；将沥青分为C1，C2四个组分；B）正已烷，丙酮，苯，喹啉 分为1 、2 3、QI，C） 苯，喹啉分为QI，-树脂，BS。 当前普遍采取苯喹啉分组法这个

13、系统碳石墨材料工艺原理第40页喹啉不溶物称为树脂或喹啉不溶物(QI);不溶于甲苯而溶于喹啉组分称树脂或甲苯不溶物喹啉可溶物（TI-QS）;可溶于甲苯组分称为树脂或甲苯可溶物(TS)。 Coal tar pitchquinolinQuinolin solubleQuinolin insolubletolueneToluene solubleToluene insoluble碳石墨材料工艺原理第41页树脂是煤沥青中重组分，分子量为18002600, 树脂粒径、结构、含量等对煤沥青粘度、残炭率以及最终炭材料性能等都有不一样程度影响。 树脂是煤沥青中中组分，分子量为10001800。树脂是煤沥青中起粘

14、结作用主要成份，常温时呈固态，加热时熔融，焙烧后大部分形成焦炭。对炭糊塑性起主要作用，而且对焙烧品物理、化学性能如电阻率、热导率、机械强度、耐腐蚀、抗氧化性等有显著影响。 树脂是煤沥青中轻组分，分子量为2001000，呈带粘性深黄色半流体 ,在煤沥青中功效是降低煤沥青粘度，增加糊料塑性，有利于成型，另外，树脂存在有利于煤沥青体系保持良好高温流动性 碳石墨材料工艺原理第42页2） 煤沥青性质 A) 软化点 沥青是非晶状态固体，没有固定溶化温度，只存在着从固态到液态逐步转化过程。软化点是沥青失去原有脆性转化为液态过程中某个温度点。软化点是划分沥青标准， 软化点测定方法有各种：环球法、立方空气法、水

15、银法。当前采取方法多为环球法 碳石墨材料工艺原理第43页 依据软化点，沥青可分为：软沥青 140。 煤沥青软化点也是工业生产控制生产过程一个主要参数，煤沥青软化点也与其组分有直接关系，软化点增加BI含量增加，BS含量减小。碳石墨材料工艺原理第44页B）沥青残炭 沥青残炭影响到制品性能，残炭越多，制品就越能形成牢靠碳网络，希望残炭越多越好，沥青残炭取决于沥青组成、炭化过程中升温速度和环境压力影响，BI越多，残炭增加；升温速度越快；残炭下降，压力增加，残炭增加。碳石墨材料工艺原理第45页 质量指标 指标名称： 一级 二级软化点（环球法） 100115 100120甲苯不溶物（抽提法）% 2834

16、26喹啉不溶物含量% 814 615B树脂含量 % 18 16结焦值% 54 50灰 份 % 0.3 0.3水 份 % 5.0 5.0碳石墨材料工艺原理第46页3） 煤沥青改性处理A、在适当压力下对煤沥青加压热处理并蒸馏(热聚法)，B、用压缩空气吹炼加热熔化沥青(氧化法) ，C、添加化学品(催化法)，主要有AlCl3、炭黑、S及其化合物、硼酸及其盐、过二硫酸铵、硝基化合物等，增加残炭和控制结构。D、添加表面活性剂 主要有油酸、硬酯酸、苯烯等。碳石墨材料工艺原理第47页4）煤沥青炭化及炭化产物结构煤沥青炭化历程：(在无氧条件下)室温-200 沥青软化，处于流动状态，200-300 排出水份、氧化

17、碳、轻油，而且部分进行缩聚，300-500 沥青发生热分解和脱氢缩聚等一系列反应， 最终固化成半焦。500-800 芳香烃系周围大部分氢和碳氢化合物断键放 出气体，小微晶长大而完成沥青炭化。碳石墨材料工艺原理第48页炭化产物结构煤沥青炭化产物结构受到原料沥青种类、组成、热处理条件及外加物影响。炭化产物结构有流动状、粗镶状和细镶状。从组成来看QI越多，中间相小球体难于融并而直接固化形成细镶结构碳石墨材料工艺原理第49页6 酚醛树脂 酚醛树脂是第一个人工合成高分子化合物，19得到实际应用，它广泛用于各个领域，对于不一样领域有不一样要求，酚醛树脂残炭与沥青相近，但能在常温下混合成型，无公害污染。 酚

18、醛树脂：酚类(主要是苯酚或甲酚)和醛类(主要是甲醛或糠醛)在催化剂(碱类或酸)存在条件下进行缩聚反应生成物。碳石墨材料工艺原理第50页酚醛树脂矿棉半硬板碳石墨材料工艺原理第51页1 ）酚醛树脂类别A)热固性酚醛树脂(甲阶酚醛树脂) 醛/酚=1-3(摩尔比)，醛过量 用碱催化，惯用催化剂有： 无机碱:NaOH,Ba(OH)2,Ca(OH)2,Zn(OH)2,NH4OH等， 有机碱:乙胺。 分子量为150-400，较低 直链型和支链型混合物 溶于酒精、丙酮等有机溶剂中碳石墨材料工艺原理第52页 碳石墨材料工艺原理第53页在常温下，甲阶酚醛树硬化较慢，普通六个月到一年，在加热时很轻易硬化，加酸在常温

19、下很轻易硬化(PH2时较快)，生产耐火材料用酚醛树脂醛/酚=1.2左右，惯用氨水作为催化剂碳石墨材料工艺原理第54页B)热塑性酚醛树脂(线性酚醛树脂，酚醛清漆) 醛/酚=0.6-0.9，酚过量酸性催化剂，惯用盐酸，硫酸，草酸，氯代醋酸和苯磺酸，溶于甲醇、乙醇、乙二醇等醇类及丙酮等溶剂，需加硬化剂(六次甲基四胺)或甲阶酚醛树脂，在加热状态 下才能固化。碳石墨材料工艺原理第55页 碳石墨材料工艺原理第56页2 ）酚醛树脂生产工艺苯酚+甲醛 真空泵吸入 反应釜 搅拌 催化剂 通入蒸气加热 5060 自动升温沸腾反应一小时,降温（静置）分离浮水脱水釜（加热搅拌）,真空脱水,冷却（加入溶剂成为液体热固或

20、热塑性树脂，不加入溶剂则成为固体热固性树脂）碳石墨材料工艺原理第57页碳石墨材料工艺原理第58页1)热塑性酚醛树脂需加入六胺（六次甲基四胺，商品名乌洛托品，（CH2）6N4）才能硬化，2)热固性酚醛树脂受热深入发生缩合或在PH2时深入缩合形成体型大分子，同时放出缩合水而硬化。3 ）酚醛树脂硬化碳石墨材料工艺原理第59页A)酚醛树脂炭化率 按理论计算，热固性64.28%，热塑为68%，实际上含有游离酚，甲醛，水等实际为50%左右；若加入溶剂还要低些，酚醛树脂炭化率与醛/酚比，催化剂种类，反应时间，温度相关，热塑树脂还与加入六胺量相关(普通加入树脂量68%)。4 ） 酚醛树脂炭化碳石墨材料工艺原理

21、第60页B)酚醛树脂炭化过程 酚醛树脂炭化过程是一个热分解和热缩聚过程，室温300放出H2O、酚、甲醛；300600缩聚、热解，放出热解水，CO，CO2，CH4，酚，甲酚二甲酚；600以上产生H2，CO2，CH4，苯甲酚等，炭化物发生收缩而致密。C)炭化产物结构 酚醛树脂先硬化后炭化，属于固相炭化炭化后产物为各向同性玻璃炭，难于石墨化，气孔多，活性点多，易于氧化。 碳石墨材料工艺原理第61页 热塑性粉状酚醛树脂项目 指标外观 淡黄色粉状软化点 95-110游离酚 3.5%聚速（150.S） 100120碳石墨材料工艺原理第62页 热塑性液态树脂 项目 指标外观 浅黄色透明液体粘度 （25） 3

22、040Pa.s游离酚 6%固含量 （180） 76%残碳量 （900,7min) 45%碳石墨材料工艺原理第63页 热固性液体酚醛树脂 项目 指标外观 棕红色透明液体粘度 3050Pa.s（25）游离酚 5%固含量 79%（180）残碳量 46%（900,7min)碳石墨材料工艺原理第64页二 碳素材料生产工艺过程碳石墨材料工艺原理第65页 人造石墨生产过程流程图碳石墨材料工艺原理第66页1 炭质原料煅烧煅烧是炭质原料在隔绝空气条件或空气极少条件下经过1300左右热处理过程。无烟煤，石油焦在生产炭石墨材料时需经过煅烧。（1） 煅烧目标1)排除原料中水份；2)排中挥发份；3)提升原料机械强度和密

23、度；4)提升原料导电性；5)提升原料抗氧化性。碳石墨材料工艺原理第67页回转煅烧窑碳石墨材料工艺原理第68页罐式煅烧炉碳石墨材料工艺原理第69页（2） 煅烧工艺与设备 碳质原料煅烧采取煅烧炉来进行。国内外通常采取煅烧炉有： 回转式煅烧炉；罐式煅烧炉；电热煅烧炉。原料加热到13001500左右而过到煅烧目标碳石墨材料工艺原理第70页2 混料及混合配料：把各种不一样材料或各种不一样粒度按一定百分比混合起来过程。配料包含配料方编制，计算及配料。配料方编制包含：1 选择炭素原料种类2 确定不一样种类原料百分比3 确定固体原料粒度组成 4确定结合剂百分比。 碳石墨材料工艺原理第71页1）炭素原料选择及各

24、种原料百分比选择原料标准：A原料本身性能；B产品技术要求及使用条件。碳石墨材料工艺原理第72页2）骨料最大粒度及各种粒度百分比确实定对于一个制品，终究粒度选择多大应考虑以下原因(在不妨碍制品性能前提下，普通应力争尽可能大颗粒)1)原料性质 2)产品截面大小普通说来，制品尺寸越大，配料成份中颗粒尺寸应对应增大3）详细使用条件碳石墨材料工艺原理第73页 电机用电刷 A对于高压(500V以上)高速(变速)负荷不均电刷； 普通采取炭黑或炭黑加上沥青焦，B对于中等电压(200500V)电刷 普通选取石油焦主要原料，为了调整电阻系数，摩擦系数，提升机械强度和冲击韧性，加入一部分土状石墨。C 对于低电压(2

25、00V以下)速度较慢电刷 选取鳞片石墨为主要原料，为了调整电阻系数和接触最压降，可适当加入一些石油焦、炭黑等。碳石墨材料工艺原理第74页炼钢用石墨电极A、石油焦+沥青焦(2030%)；B 、无烟煤：冶金焦=45：55，结合剂量为20%；C 、天然石墨 不经石墨化处理D、 石墨化碎电解食盐用阳极板石油焦+沥青焦(20%)+石墨化碎(10%)；结合剂27%；碳石墨材料工艺原理第75页碳质耐火材料 无烟煤：冶金焦=55：45 可加1015%石墨化碎，冶金焦中加入30%石墨化冶金焦，结合剂20%；电极糊无烟煤：冶金焦=60：40 结合剂20% ；加入少许石油焦，石墨化碎以提升烧结速度。碳石墨材料工艺原

26、理第76页3） 混捏当前所用混捏设备有：双轴搅拌混捏锅，单轴搅拌混捏锅，双轴搅拌连续混捏锅。混捏温度：加热方式惯用是电热和蒸汽，混捏温度应高于沥青软化点5080。 碳石墨材料工艺原理第77页成型 碳石墨材料工艺原理第78页焙烧是碳素制品生产主要热处理过程之一；焙烧是将压制后生坯在隔绝空气条件下加热处理，使结合剂转化为焦炭过程。隔绝空气通常采取焦粉或石英砂覆盖生制品，温度在10001250左右，升温速度很慢，焙烧周期长达1530天。3 焙 烧碳石墨材料工艺原理第79页1 排出挥发份而使制品理化性能得到大大地改进2 降低比电阻：生制品比电阻约1000010-6.m，焙烧后降到5010-6.m3 固

27、定几何形状： 焦炭网络形成和硬化将颗粒紧密地结合在一起。4 结合剂焦化：普通焙烧后，焦化率为50%5 体积得到充分收缩：直径收缩1%左右，长度方向收缩2%左右真密度提升，抗氧化性，耐腐蚀，导热性能等大大提升了，也可降低石墨化炉阻和石墨化工序废品。 焙烧目碳石墨材料工艺原理第80页焙烧炉：例焰式焙烧炉隧道窑电气焙烧炉环式焙烧炉碳石墨材料工艺原理第81页 环式焙烧炉碳石墨材料工艺原理第82页 碳石墨材料工艺原理第83页石墨化：使六角碳原子平面网络，从二维空间无序重合转化为三维空间有序重合，含有石墨晶体结构高温热处理过程。石墨化任务是在高温下完成焙烧品向石墨化品转化。4 石墨化碳石墨材料工艺原理第8

28、4页石墨化目标：A）提升产品热电传导性；B）提升产品耐热冲击性和化学稳定性；C）提升产品润滑性和抗磨性；D）排出杂质，提升纯度；E）降低硬度，便于作精密加工。碳石墨材料工艺原理第85页石墨化转化机理 石墨是含碳物质在常压下热处理最终产物，是一个结晶状态碳，是由非晶体状态碳素集合体在高温下结晶而成。关于结晶机理，主要有微晶成长理论、碳化物转化理论再结晶理论等等。 当前，大多数接收是微晶成长理论。 碳石墨材料工艺原理第86页A、原料影响B、温度影响石墨化温度为23002500。C、在高温下保温时间影响生产中必须对制品保温。D、压力对石墨化影响 提升压力能促进石墨化进行E、催化剂对石墨化影响 采取催

29、化剂降低活化能。以加入TiO2为最好，实际中主要是加入Fe另外还有硼及其化合物，加入0.11%影响石墨化过程原因碳石墨材料工艺原理第87页 利用内热源加热，即利用本身电阻发烧而加热制品。石墨化炉有：艾契生炉， 斯特纳炉，间热式石墨化炉。 对石墨化炉供电有交流和直流两种，以直流为好，供电特点为高电流低电压，电流可高达10万A以上，石墨化过程耗电相当高普通为45005000度/吨，高达60008000度/吨。石墨化工艺碳石墨材料工艺原理第88页碳石墨材料工艺原理第89页碳石墨材料工艺原理第90页电极加工碳石墨材料工艺原理第91页 第三节 普通碳石墨材料介绍 在碳素制品生产中，主要生产是常规制品，常

30、规制品是指用各种原料经过粉碎，塑化，成形，焙烧等工艺而生产具有一定形状和机械、电气物理性能工程材料，有些要经过高温石墨化处理。碳石墨材料工艺原理第92页按其用途碳素制品可分为六大类：1电工用碳素制品：主要利用炭石墨材料导电性，自润滑性兼备高熔点等功效，如电机用电刷 ，滑块，电触点，电真空器件，碳电阻等。碳石墨材料工艺原理第93页2 冶金用碳素制品：利用碳素材料熔点高，高温强度好，良好导电性和导热性能。如电极，冶金炉用耐火材料内衬，石墨坩埚等。3机械用碳素制品：利用碳素材料自润滑性，高温密封性，耐腐蚀和热膨胀系数低等功效，如高压泵轴封，气体压缩机活塞环，汽轮机轴封等。碳石墨材料工艺原理第94页4

31、化工用碳素制品：利用碳素材料耐腐蚀，导热，高温密封性或多孔性等功效，如化工用耐酸，盐腐蚀容 器，热交换器，管道，阀门，过滤器等。 5各种碳棒：利用碳素材料 耐高温耐腐蚀和导电等性能，如弧光碳棒电解碳棒，干电池炭棒，光谱碳棒。6原子能及其它特殊技术用碳素材料 ：利用碳素材料耐热、导热，导电、强度高，中子吸收截面小等特点，如原子能反应堆用石墨，火箭发动机耐热部件等。 碳石墨材料工艺原理第95页1、电机用电刷电刷是电机换向器或集电环上传导电流滑动接触体。按材质分有：天然石墨质，人造石墨(也称电化石墨质)和金属-石墨质。从电刷质量方面，制造工艺要确保各项性能指标均一性，如电阻系数硬度等。一 电工用碳素

32、制品碳石墨材料工艺原理第96页汽车、摩托车专用碳刷交直流电动机、发电机用碳石墨材料工艺原理第97页2、滑动电触点 用途：电力机车，无轨电车，天车从架空电线取用电流以及电力开关，自动仪表中电触点。 电车用滑块由焦炭和适量石墨为原料，用挤压成型，焙烧后由石蜡煤油溶液浸渍。开关用电触点，由适当电刷加工而成，在一些主要场所，采取银石墨触点。碳石墨材料工艺原理第98页3、电真空器件用高纯石墨 用途：高温电炉、大功率电子管、单晶炉发烧体，高纯金属熔炼坩埚等耐热，导电零件。要求杂质小于0.002%，抗压大于23MPa，原料用少灰石油焦，沥青焦，冷压成型 ，屡次沥青浸渍碳石墨材料工艺原理第99页单晶炉用加热器

33、、隔热屏、坩埚、舟皿碳石墨材料工艺原理第100页4、碳电阻片柱 用途：自动电压调整器，直流电动机转速调整器，各种变阻器。由许多碳片或碳圈叠合而成，电阻随施加压力而大幅度地改变。要求很好平整度，由超细粒沥青焦，天然石墨，炭黑制成，后两种调整电阻，焙烧时要夹紧，以确保平整度。碳石墨材料工艺原理第101页二 冶金用碳素制品 冶金用碳素制品主要有两种功效：A）作为电冶金用导电电极；B）作为耐火材料。 冶金用碳素制品尺寸较大，生产多采取较粗焦炭颗粒，用热挤压成型。碳石墨材料工艺原理第102页1、石墨化电极 以石油焦为主要原料少灰产品，主要用于电炉炼钢，其直径：75mm起：每25mm为一级到300mm，5

34、0mm为一级到500mm，100mm一级直到1100mm。国内外生产高功率电极和超高功率电极，由针状石油焦为原料，为了降低电极氧化损失，对电极表面进行涂层。 碳石墨材料工艺原理第103页碳石墨材料工艺原理第104页2、炭块和石墨化块 有少灰和多灰两种，少灰用于电解炉耐火内衬以及化工用防腐内衬，多灰用于高炉耐火内衬和其它耐热材料。少灰产品以石油焦为原料；多灰产品以无烟煤，冶金焦为原料用热挤压或振动成型。碳石墨材料工艺原理第105页石墨块炭块碳石墨材料工艺原理第106页3、糊类制品电极糊因为铁合金炉及电石炉；它是以无烟煤为主要原料，适量加入石墨化碎及石油焦，煤沥青为结合剂(软化点7590)，加入煤焦油降低沥青软化点以提升烧结速度。阳极糊用于铝电解槽作为导电材料，由石油焦等少灰原料生产。底部糊用于捣结炼铝用电解槽炉底；粗缝糊用于炭砖间较粗缝，由无烟煤，冶金焦生产；细缝糊由冶金焦，沥青及焦油混合物生产。碳石墨材料工艺原理第107页电极糊阳极糊碳石墨材料工艺原理第108页碳石墨材料工艺原理第109页三 碳素机械零件碳素机械零件包含各种轴承，轴密封环，活塞环及压机叶片，滑杆，刹车摩擦片，电火花加工用电极等。国内外炭素机械零件大致有六类：A焙烧后直接加工；B经石墨化；C经有机树脂浸渍；D用合成树脂为结合剂；E经一些低熔 点金属浸渍