石墨電極在電爐中電弧的穩(wěn)定性受骨料顆粒大小的影響

石墨電極在電爐中電弧的穩(wěn)定性受骨料顆粒大小的影響膠料論

中國學(xué)者黃啟震提出混捏后的石墨電極是由骨料和膠料所組成的，而膠料是由瀝青和粉料在合理配比下形成的、具有一定結(jié)構(gòu)及強力膠結(jié)作用的物質(zhì)。由于粉料的比表面積比骨料大得多，因此混捏時的瀝青大部分為粉料所吸附，由粉料和瀝青組成的膠料可占生坯(生電極)總重的60%左右，成為生坯的主要部分，生坯是骨料和膠料組成的復(fù)合體，前者分散在后者之中，生坯的物理化學(xué)性質(zhì)主要由膠料的特性所決定。從復(fù)合材料的觀點看，膠料是連續(xù)相，是生坯的基質(zhì)，而骨料是分散在基質(zhì)中的不連續(xù)的分散相，膠料的最小單元可稱之為“膠胞”，在正常情況下，瀝青吸附層的厚度為6~9um，膠胞的直徑視粉子粒度的大小，一般在30~100um之間，膠料為無數(shù)聚集在一起的膠胞所組成。擠壓成型過程中，在擠壓速度梯度的作用下，膠胞的長軸逐漸趨向與擠壓軸平行，即膠胞在擠壓時，得到一定程度的取向排列。膠胞之間互相連接的瀝青橋為煤瀝青中較重的組分所組成，而處于膠胞互相結(jié)合的孔隙處的

石墨電極游離瀝青含輕質(zhì)成分較多。糊料作為整體，在擠壓成型過程中所表現(xiàn)出的塑性的大小，主要為膠胞間游離瀝青的相對數(shù)量和擠壓溫度所決定。石墨電極成品的電阻率，在一定程度上也取決于膠胞的取向排列程度。在焙燒初期，膠胞中瀝青層與骨料表面發(fā)生十分強烈的相互作用，當(dāng)瀝青由熱分解轉(zhuǎn)向聚合時，牢固的與焦粉結(jié)合在一起，這不但有利于提高瀝青的殘?zhí)柯?，也有利于減少瀝青在整個焙燒過程中的遷移量，如果配料、混捏、擠壓成型等工藝條件配合得恰到好處，可以大大減弱生電極在焙燒過程中表面沾結(jié)填充料的現(xiàn)象。

按膠料論的觀點，生坯是骨料和膠料所組成的復(fù)合體，前者分散在后者之中，骨料可以阻斷膠料中的裂紋擴(kuò)展，降低整個復(fù)合體的線膨脹系數(shù)，起著增強復(fù)合體抗熱震性能的作用，石墨電極的抗氧化性、石墨電極在電爐中電弧的穩(wěn)定性也受骨料顆粒的大小的影響。