石墨電極抑制氣脹的幾種措施

石墨電極抑制氣脹的幾種措施抑制氣脹的幾種措施

（1）降低原料焦炭的硫、氮等元素的含量，如氫氣接觸法脫硫，采用高溫煅燒等，經(jīng)測定，含硫量為1.5％的石油焦在不同溫度煅燒后的殘余硫含量如下。

煅燒溫度/℃11001200130014001600

硫含量/％1.51.491.32、1.130.36

國外曾在600~800℃對半焦（尚未煅燒的生焦）用氫氣接觸法脫硫進(jìn)行過研究，脫硫后，含硫量減少，細(xì)孔增多，在焦炭還沒有收縮的溫度下進(jìn)行脫硫效果最佳。

（2）控制石墨化過程某一溫度區(qū)間的升溫速度，也即降低在1700~2100℃區(qū)間雜質(zhì)氣體釋放的速度，有利于減少氣脹。串接石墨化的溫升速度較大，所以如用含氮量較高的煤系針狀焦生產(chǎn)的大規(guī)格超高功率石墨電極不宜用串接石墨化爐石墨化，否則劇烈的氣脹會導(dǎo)致裂紋廢品的增加。

（3）配料時加入少量氣脹抑制劑，可延緩雜質(zhì)氣體的釋放，氣脹抑制劑通常使用氧化鐵粉，抑制劑與硫反應(yīng)生成硫化物，隨后在較高的溫度下以較低的速度分解出單質(zhì)硫，金屬氧化物防止氣脹的效果是由于其硫化物的穩(wěn)定性作用，當(dāng)用氧化鐵為氣脹抑制劑時，硫的逸出推遲到2100~2500℃間。對煤系針狀焦而言，氧化鐵與氧化鉻一起使用時抑制氣脹效果更好，氧化鎳和氧化鈷對抑制煤系針狀焦的氣脹也有較好效果。將氣脹看作是有害影響的原因之一是因為氣脹的結(jié)果降低了石墨電極的密度，鐵、鎳、鈷的氧化物還有一定的石墨化催化作用，并有利于提高瀝青的殘?zhí)柯?，使由氣脹引起的密度下降得到一定補(bǔ)償。使用同一種氣脹抑制劑，顆粒度越小效果越佳。據(jù)研究報道，氣脹主要是在0.1~1um的微孔中產(chǎn)生，因此抑制劑應(yīng)當(dāng)和粘結(jié)劑一起進(jìn)入焦炭顆粒的微孔中。兩種顆粒度的氧化鐵粉對煤系針狀焦石墨制品焙燒過程中瀝青殘?zhí)柯屎鸵种茪饷浶Ч膶嶒灁?shù)據(jù)舉例。

（4）調(diào)整焦炭的微觀結(jié)構(gòu)，焦炭如擁有大量的微裂紋，不僅可降低焦炭的熱膨脹系數(shù)，而且可抑制氣脹。焦炭的微觀結(jié)構(gòu)受焦化和煅燒兩個過程的影響，一般由延遲焦化得到的焦炭是半焦，而半焦的結(jié)構(gòu)主要與焦化原料、焦化工藝條件（溫度、壓力等）有關(guān)，半焦在1400℃左右溫度下煅燒，體積收縮，微裂紋和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步變化。采用兩步煅燒法（中間一次冷卻）可使焦炭微裂紋增加。