石墨電極用途

1、.石墨的用途 石墨的用途由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。1 .作耐火材料石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，柑禍，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材料。近20年來(lái)，耐火材料工業(yè)中兩個(gè)重要的變化是鎂碳磚在煉鋼爐內(nèi)襯中被廣泛應(yīng)用，以及鋁碳磚在連續(xù)鑄造中的應(yīng)用。使石墨耐火材料與煉鋼業(yè)緊密相連，全世界煉鋼業(yè)約消耗70 %的耐火材料。(I )鎂碳磚鎂碳耐火材料是 60年代中期，由美國(guó)研制成功，70年代，日本煉鋼業(yè)開(kāi)始把鎂碳磚用于水冷卻電弧爐煉鋼中。目前在世界范圍內(nèi)鎂碳磚已大量用于煉鋼，并已成為石墨的一種傳統(tǒng)用途。80年代初,鎂碳

2、磚開(kāi)始用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的爐襯。目前英國(guó)用作氧氣頂吹煉鋼爐襯的材料大部分是鎂碳磚，爐襯壽命 為1000次一 1500次，而日本，爐襯的壽命為 2000次一 2500次。(2 )鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連續(xù)鑄造、扁鋼坯自位輸管道的保護(hù)罩，水下噴管以及油井爆破筒等。在日本用連續(xù)鑄造生產(chǎn)的鋼占總生產(chǎn)量的90 %以上，英國(guó)為60 %。(3 )坩鍋及有關(guān)制品用石墨制造的成型和耐火的坩鍋及其有關(guān)制品，例如坩鍋、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過(guò)程中，受到金屬浸潤(rùn)和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨增禍及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。傳統(tǒng)的石

3、墨粘土坩鍋用含碳量大于85 %的鱗片石墨制造，通常石墨鱗片應(yīng)大于100 目( BSS篩)，而目前國(guó)外在柑禍生產(chǎn)技術(shù)中的重要改進(jìn)是，所用石墨的類(lèi)型、鱗片大小和質(zhì)量有了更大的靈活性；其次是用 碳化硅石墨柑禍替代了傳統(tǒng)的粘土石墨坩鍋，這是隨著煉鋼工業(yè)中恒壓技術(shù)的引進(jìn)而產(chǎn)生的。采用恒壓技 術(shù)還可以使小鱗片石墨得到應(yīng)用，在粘土石墨增禍中，含碳量達(dá)90 %的大鱗片石墨約占 45 %，而在碳化硅石墨坩鍋中，大鱗片成分的含量?jī)H占30 %，石墨的含碳量降為 80 %。2 .煉鋼石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)材料的范圍，很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內(nèi)煉鋼

4、增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。3 作導(dǎo)電材料石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話(huà)零件、電視機(jī)顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用最廣，在冶煉各種合金鋼、鐵合金時(shí)，使用石墨電極，這時(shí)強(qiáng)大的電流通過(guò)電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)，產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到2000 C左右，從而達(dá)到熔煉或反應(yīng)的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時(shí)，電解槽的陽(yáng)極也用石墨電極。生產(chǎn)金剛砂的電阻 爐也用石墨電極作爐頭導(dǎo)電材料。電氣工業(yè)中所使用的石墨，對(duì)粒度和品位要求很高。如堿性蓄電池和一些特殊的電碳制品，要求石墨粒度控制在150目325目(o . Imm 一 o .

5、 o42mm )范圍內(nèi)，品位 90 % - 99%以上，有害雜質(zhì)(主要是金屬鐵)要求在10 %以下。電視機(jī)顯像管所用的石墨，粒度要求在0.5 拜m以下。4 .作耐磨和潤(rùn)滑材料石墨在機(jī)械工業(yè)中常作潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在一 200 C 一 2000 C溫度并在很高的滑動(dòng)速度下(loom / S )不用潤(rùn)滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承，它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勿需加入潤(rùn)滑油，石墨乳也是許多金 屬加工(拔絲、拉管)時(shí)的良好的潤(rùn)滑劑。5 作耐腐蝕材料石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透

6、率低等特點(diǎn)，而廣泛用 于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備。這些設(shè)備用 于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。6 作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料由于石墨的膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器皿的鑄模，使用石墨后，黑色金屬得到 的鑄件尺寸精確，表面光潔，成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì) 合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的舟皿。單晶硅的晶體生長(zhǎng)柑禍、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等，都是用高純石墨加工而成的。此外，石墨還可以作真空冶煉的石墨隔

7、熱板和 底座，高溫電阻爐爐管、棒、板、格棚等元件。7 用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè)石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是目前應(yīng)用較多的一 種原子反應(yīng)堆。作為動(dòng)力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn)、穩(wěn)定、耐腐蝕的性能，石墨完 全可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)幾十個(gè)PPm （ PPm為百萬(wàn)分之一），特別是其中硼的含量應(yīng)小于0 . SPPm。在國(guó)防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。8 作防垢防銹材料石墨能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗(yàn)表明，在水中加入一定量的石墨粉（

8、每噸水大約用49 一 59 ），能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪屋頂橋梁管道上可以防腐和防銹。9 .石墨新用途隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又稱(chēng)膨脹石墨，是70年代開(kāi)發(fā)的一種新的石墨制品。1971年美國(guó)研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨 所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。因此，是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能 等工業(yè)領(lǐng)域。國(guó)際市場(chǎng)需求量逐年增長(zhǎng)。二，它有很多用途，可以用于鋰離子電池負(fù)極，球型改性石墨可以作潤(rùn)滑劑，還可以制成石墨改性聚丙烯 塑料，用來(lái)制作

9、殼體、管板、封頭、法蘭及接管等零部件（耐腐蝕性能好；體積小，重量輕；耐溫較高； 無(wú)毒性、不結(jié)垢、不污染介質(zhì)，也可用于食品工業(yè)），石墨粉經(jīng)3400C以上的真空高溫石墨化熱處理而制成，石墨層間質(zhì)密，晶體結(jié)構(gòu)多，與其它石墨相比， 導(dǎo)電性更好。將其添加于油墨、黏合劑、塑料、橡膠中，可制成導(dǎo)電、電磁屏蔽、防靜電等制品如計(jì)算機(jī)、 手機(jī)、電子醫(yī)療設(shè)備、電子儀器儀表等電子、電工、通訊產(chǎn)品的電磁屏蔽、防靜電。并廣泛應(yīng)用于電子、 機(jī)電、通訊、印刷、航空航天、軍事等各個(gè)產(chǎn)業(yè)。三增碳劑可以用作鑄鐵增碳劑的材料很多，常用的有人造石墨、煅燒石油焦、天然石墨、焦炭、無(wú)煙煤以及用這類(lèi) 材料配成的混合料。1 .人造石墨上述各種

10、增碳劑中，品質(zhì)最好的是人造石墨。制造人造石墨的主要原料是粉狀的優(yōu)質(zhì)煅燒石油焦，在其中加瀝青作為粘結(jié)劑，再加入少量其他輔料。各 種原材料配合好以后，將其壓制成形，然后在25003000 C、非氧化性氣氛中處理，使之石墨化。經(jīng)高溫處理后，灰分、硫、氣體含量都大幅度減少。由于人造石墨制品的價(jià)格昂貴，鑄造廠常用的人造石墨增碳劑大都是制造石墨電極時(shí)的切屑、廢舊電極和 石墨塊等循環(huán)利用的材料，以降低生產(chǎn)成本。熔煉球墨鑄鐵時(shí)，為使鑄鐵的冶金質(zhì)量上乘，增碳劑宜首選人造石墨，為此，最好向附近用電弧爐煉鋼的 企業(yè)或電解鋁生產(chǎn)企業(yè)購(gòu)買(mǎi)廢電極，自行破碎到要求的粒度。2 石油焦石油焦是目前廣泛應(yīng)用的增碳劑。石油焦是精煉

11、原油得到的副產(chǎn)品，原油經(jīng)常壓蒸餾或減壓蒸餾得到的渣油及石油瀝青，都可以作為制造石油焦的原料，再經(jīng)焦化后就得到生石油焦。生石油焦的產(chǎn)量大約不到所用原油量的5%。美國(guó)生石油焦的年產(chǎn)量約3000萬(wàn)t。生石油焦中的雜質(zhì)含量高，不能直接用作增碳劑，必須先經(jīng)過(guò)煅燒處理。生石油焦有海綿狀、針狀、粒狀和流態(tài)等品種。海綿狀石油焦是用延遲焦化法制得的，由于其中硫和金屬含量較高，通常用作鍛燒時(shí)的燃料，也可作為煅 燒石油焦的的原料。經(jīng)鍛燒的海綿焦，主要用于制鋁業(yè)和用作增碳劑。針狀石油焦，是用芳香烴的含量高、雜質(zhì)含量低的原料，由延遲焦化法制得的。這種焦炭具有易于破裂的 針狀結(jié)構(gòu)，有時(shí)稱(chēng)之為石墨焦，煅燒后主要用于制造石墨

12、電極。粒狀石油焦呈硬質(zhì)顆粒狀，是用硫和瀝青烯含量高的原料，用延遲焦化法制得的，主要用作燃料。流態(tài)石油焦，是在流態(tài)床內(nèi)用連續(xù)焦化法制得的，呈細(xì)小顆粒狀，結(jié)構(gòu)無(wú)方向性，硫含量高、揮發(fā)分低。石油焦的煅燒，是為了除去硫、水分、和揮發(fā)分。將生石油焦于12001350 C煅燒，可以使其成為基本煅燒石油焦的最大用戶(hù)是制鋁業(yè)，增碳劑的約占6%。各種石油焦制品的大致成分列于表 表1各種石油焦制品的大致成分（上純凈的碳。70%用以制造使鋁磯土還原的陽(yáng)極。美國(guó)生產(chǎn)的煅燒石油焦，用于鑄鐵1，供參考。%）品種固定碳硫灰分揮發(fā)分水分 生石油焦 8589 16 0 . 20. 5 1014 810煅燒石油焦 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 天然石墨可分為鱗片石墨和微晶石墨兩類(lèi)。微晶石墨灰分含量高，一般不用作鑄鐵的增碳劑。鱗片石墨有很多品種：高碳鱗片石墨需用化學(xué)方法萃取，或加熱到高溫使其中的氧化物分解、揮發(fā)，這種 鱗片石墨產(chǎn)量不多、價(jià)格高，一般也不作增碳劑；低碳鱗片石墨中的灰分含量高，不宜用作增碳劑；用作 增碳劑的主要是中碳石墨，但用量也不多。天然石墨的大致成分見(jiàn)表 2。表2天然石墨的

14、大致成分（%）品種固定碳硫灰分揮發(fā)分水分鱗片石墨 8595 0 . 10 . 7 515 12 微晶石墨 6085 0 . 10 . 2 2040 12 0 . 54.焦炭和無(wú)煙煤電弧爐煉鋼過(guò)程中，可以在裝料時(shí)配加焦炭或無(wú)煙煤作為增碳劑。由于其灰分和揮發(fā)分含量較高，感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵很少用作增碳劑。關(guān)于鑄鐵行業(yè)常用的幾種增碳劑的成分和堆密度，表3列岀了一些典型的測(cè)定數(shù)據(jù)，供參考。表3常用增碳劑的成分和堆密度（典型的測(cè)定數(shù)據(jù)，供參考）增碳劑碳含量（%）灰分（%）水分（%）揮發(fā)分（%）硫（%）氮（%）氫（%）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鱗片石墨 85.3 13.2 0.06 0.44 0.35 0.060煅燒石油焦（中硫）96.5 0.4 0.40 0.30 1.50 0.600 0.15 0.77煅燒石油焦（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優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤 90.0 2.5 2.00 3.5 0.25 0.600 1.10 0.64瀝青焦 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許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡

16、織、國(guó)防等工業(yè)部 門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。作耐火材料石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，坩堝，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模 洗滌劑和耐高溫材料。近年來(lái)，耐火材料工業(yè)中兩個(gè)重要的變化是鎂碳磚在煉鋼爐 內(nèi)襯中被廣泛應(yīng)用，以及鋁碳磚在連續(xù)鑄造中的應(yīng)用。使石墨耐火材料與煉鋼業(yè)緊密相 連，全世界煉鋼業(yè)約消耗的耐火材料。鎂碳磚鎂碳耐火材料是年代中期，由美國(guó)研制成功，年代，日本煉鋼業(yè)開(kāi)始把鎂碳磚用于水冷卻電弧爐煉鋼中。目前在世界范圍內(nèi)鎂碳磚已大量用于煉鋼，并已 成為石墨的一種傳統(tǒng)用途。年代初，鎂碳磚開(kāi)始用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的爐襯。目前英國(guó) 用作氧氣頂吹煉鋼爐襯的材料大部分是鎂碳磚，爐襯壽命為次次，而日本， 爐襯的

17、壽命為次次。鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連續(xù)鑄造、扁鋼坯自位輸管道的堡罩，水下噴 管以及油井爆破筒等。在日本用連續(xù)鑄造生產(chǎn)的鋼占總生產(chǎn)量的以上，英國(guó)為。坩堝及有關(guān)制品用石墨制造的成型和耐火的坩堝及其有關(guān)制品，例如坩堝、曲 頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過(guò)程中，受到金屬浸潤(rùn)和沖 刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨坩堝及其有關(guān)制品 被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。傳統(tǒng)的石墨粘土坩堝用含碳量大于的鱗片石墨制造，通常石墨鱗片應(yīng)大于目（-篩），而目前國(guó)外在坩堝生產(chǎn)技術(shù)中的重要改進(jìn)是，所用石墨的類(lèi)型、鱗片大小和 質(zhì)量有了更大的靈活性其次是用碳化硅石墨坩堝替

18、代了傳統(tǒng)的粘土石墨坩堝，這是隨 著煉鋼工業(yè)中恒壓技術(shù)的引進(jìn)而產(chǎn)生的。采用恒壓技術(shù)還可以使小鱗片石墨得到應(yīng)用， 在粘土石墨坩堝中，含碳量達(dá)的大鱗片石墨約占/,而在碳化硅石墨坩堝中，大鱗片成分的含量?jī)H占，石墨的含碳量降為。煉鋼石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)材料的范圍 5第一篇石墨生產(chǎn)新工藝新技術(shù)很廣，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍 是土狀石墨的主要用途之一。作導(dǎo)電材料石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊 圈、電話(huà)零件、電視機(jī)顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用最廣，在冶煉各種合金 鋼、鐵合

19、金時(shí)，使用石墨電極，這時(shí)強(qiáng)大的電流通過(guò)電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)，產(chǎn)生電弧，使 電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到左右，從而達(dá)到熔煉或反應(yīng)的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時(shí)，電解槽的陽(yáng)極也用石墨電極。生產(chǎn)金剛砂的電阻爐也用石墨電極作爐頭 導(dǎo)電材料。電氣工業(yè)中所使用的石墨，對(duì)粒度和品位要求很高。如堿性蓄電池和一些特殊的電碳制品，要求石墨粒度控制在目目范圍內(nèi)，品位以上，有害雜質(zhì)（主要是金屬鐵）要求在以下。電視機(jī)顯像管所用的石墨，粒度要求在以下。作耐磨和潤(rùn)滑材料石墨在機(jī)械工業(yè)中常作潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在-溫度并在很高的滑動(dòng)速度下（/）不用潤(rùn)滑油工作。許多輸送腐

20、蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、密封圈和軸承，它們 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勿需加入潤(rùn)滑油，石墨乳也是許多金屬加工（拔絲、拉管）時(shí)的良好的潤(rùn)滑劑。 作耐腐蝕材料石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率 低等特點(diǎn)，而廣泛用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、 過(guò)濾器、泵等設(shè)備。這些設(shè)備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè) 部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。0作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料由于石墨的膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器皿的鑄模，使用石 墨后，黑色金屬得到的鑄件尺寸精確，表面光潔，成品率高，不經(jīng)加工或稍

21、作加工就可使 用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓耐 燒結(jié)用的舟皿。單晶硅的晶體生長(zhǎng)坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等，都是 用高純石墨加工而成的。此外，石墨還可以作真空冶煉的石墨隔熱板和底座，高溫電阻 爐爐管、棒、板、格棚等元件。1用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè)06第一章石墨生產(chǎn)新工藝新技術(shù)概述石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是目前應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動(dòng)力用的原子能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng) 具有高熔點(diǎn)、穩(wěn)定、耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石 墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)幾

22、十個(gè)（為百萬(wàn)分之一），特別是其中硼的 含量應(yīng)小于。在國(guó)防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇 宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。作防垢防銹材料石墨能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗(yàn)表明，在水中加入一定量的石墨粉（每噸水大約 用），能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐 和防銹。石墨新用途隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又稱(chēng)膨脹石墨，是年代開(kāi)發(fā)的一種新的石墨制品。年美國(guó)研究成功柔性石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也 開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨所具有的特性外，還具有特殊的柔性和

23、彈性。因此，是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能等工業(yè)領(lǐng)域。國(guó)際市場(chǎng)需求 量逐年增長(zhǎng)。五增碳劑分煉鋼用增碳劑（中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，YB/T 192-2001煉鋼用增碳劑）和鑄鐵用增碳劑，以及其他一些添加材料也有用到增碳劑，譬如剎車(chē)片用添加劑，作摩擦材料。增碳劑屬于外加 煉鋼、煉鐵增碳原料。優(yōu)質(zhì)增碳劑是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材必不可少的輔助添加劑。增碳劑的原料有很多種，生產(chǎn)工藝也各異。并非市面上說(shuō)采用石墨粉劑經(jīng)壓制成型，這種生產(chǎn)方式需要 添加過(guò)多的粘結(jié)劑成型，含碳量一般達(dá)不到優(yōu)質(zhì)增碳劑的要求。壓制后的石墨粉，因?yàn)槭枪腆w塊狀，沒(méi)有 多孔隙結(jié)構(gòu)，所以吸收速度和吸收率不如煅燒、焙燒成型的增碳

24、劑。優(yōu)質(zhì)增碳劑一般指經(jīng)過(guò)石墨化的增碳 劑，在高溫條件下，碳原子的排列呈石墨的微觀形態(tài)，所以稱(chēng)之為石墨化。石墨化可以降低增碳劑中雜志 的含量，提高增碳劑的碳含量，降低硫含量。增碳劑在鑄造時(shí)使用，可大幅度增加廢鋼用量，減少生鐵用量或不用生鐵。目前絕大多數(shù)增碳劑都適用 于電爐熔煉，也有少部分吸收速度特別快的增碳劑用于沖天爐。電爐熔煉的投料方式，應(yīng)將增碳劑隨廢鋼 等爐料一起往里投放，小劑量的添加可以選擇加在鐵水表面。但是要避免大批量往鐵水里投料，以防止氧 化過(guò)多而岀現(xiàn)增碳效果不明顯和鑄件碳含量不夠的情況。增碳劑的加入量，根據(jù)其他原材料的配比和含碳 量來(lái)定。不同種類(lèi)的鑄鐵，根據(jù)需要選擇不同型號(hào)的增碳劑。

25、增碳劑特點(diǎn)本身選擇純凈的含碳石墨化物質(zhì)， 降低生鐵里過(guò)多的雜質(zhì)，增碳劑選擇合適可降低鑄件生產(chǎn)成本。六.石墨增碳劑與煤質(zhì)增碳劑有著本質(zhì)上的區(qū)別，一是原材料不同，石墨增碳劑是采用天然石墨經(jīng)過(guò)篩選加工制成,煤質(zhì)增碳劑是采用無(wú)煙煤鍛燒制成 ；二是特性不同，石墨增碳劑具有低硫低氮低磷、耐高溫、導(dǎo)電性好 等，這些是優(yōu)點(diǎn)是煤質(zhì)增碳劑不具備的；三是吸收率不同，石墨增碳劑的吸收率在90%以上，這也是為什么固定碳含量較低（75%）的石墨增碳劑也能滿(mǎn)足使用要求的原因；四是石墨增碳劑的價(jià)格相對(duì)較高，但 綜合使用成本卻要低得多。七石墨電極的性質(zhì)，用途,分類(lèi)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之1一、石墨的性質(zhì)石墨是碳的結(jié)晶礦物之一。1565年作

26、為一種礦物被發(fā)現(xiàn)，1779年確定它的成分是碳，1789年定名為 石墨 （希臘文為 寫(xiě)”之意）。石墨的顏色為黑 色，晶體為六方板狀，但少見(jiàn)，一般呈薄片狀或鱗片狀，集合體呈 土狀，為隱晶質(zhì)體。質(zhì)軟、硬度小，摩氏硬度為1-2,能污染紙張。比重2.1-2.3。具有一組極完全解理。常溫下石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑的腐蝕，但高溫時(shí)易氧化。二、石墨的用途由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng)用。1做耐火材料石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，坩堝，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高溫材 料.坩堝及有關(guān)制品用石墨制造的成型和

27、耐火的坩堝及其有關(guān)制品，例如坩堝、曲頸瓶、塞頭和噴嘴等，具有 高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過(guò)程中，受到金屬浸潤(rùn)和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨坩堝及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中2煉鋼（最重要的來(lái)了石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)材料的范圍很廣，包括人造石墨、石 油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。3作導(dǎo)電材料石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話(huà)零件、電視 機(jī)顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用最廣，在冶煉各種合金鋼、鐵合金時(shí)，使

28、用石墨電極，這時(shí)強(qiáng)大的電流通過(guò)電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)，產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到2000度左右，從而達(dá)到熔煉或反應(yīng)的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時(shí)，電解槽的陽(yáng)極也用石墨電極。生產(chǎn)金剛砂的電阻爐 也用石墨電極作爐頭導(dǎo)電材料。4作耐磨和潤(rùn)滑材料石墨在機(jī)械工業(yè)中常作潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑油往往不能在高速、高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以 在-200-2000溫度并在很高的滑動(dòng)速度下不用潤(rùn)滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，廣泛采用石墨材料 制成活塞環(huán)、密封圈和軸承，它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勿需加入潤(rùn)滑油，石墨乳也是許多金屬加工（拔絲、拉管）時(shí) 的良好的潤(rùn)滑劑。5作耐腐蝕材料石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

29、經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點(diǎn)，而廣泛用 于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備。這些設(shè)備用 于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。6作鑄造、翻砂、壓模及高溫冶金材料由于石墨的膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器皿的鑄模，使用石墨后，黑色金屬得到 的鑄件尺寸精確，表面光潔，成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。7用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè)8作防垢防銹材料石墨能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗(yàn)表明，在水中加入一定量的石墨粉（每噸水大約用4-5g），能防止鍋爐表面結(jié)

30、垢。此外石墨涂在金屬煙囪、屋頂、橋梁、管道上可以防腐和防銹八碳和石墨制品的主要用途一、作為導(dǎo)電材料使用用電弧爐或礦熱電爐冶煉各種合金鋼、鐵合金或生產(chǎn)電石（碳化鈣）、黃磷時(shí)，強(qiáng)大的電流通過(guò)炭素電極（或連續(xù)自焙電極即電極糊）或石墨化電極 導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化成熱能，溫度升高到2000攝氏度左右，從而達(dá)到冶煉或反應(yīng)的要求。金屬鎂、鋁、鈉一般用熔鹽電解制取，這時(shí)電解槽的陽(yáng)極導(dǎo)電材料都是采用 石墨化電極或連續(xù)自焙電極（陽(yáng)極糊、有時(shí)用預(yù)焙陽(yáng)極）。熔鹽電解的溫度-般在1000攝氏度以下。生產(chǎn)燒堿（氫氧化鈉）和氯氣的食鹽溶液電解槽的陽(yáng)極導(dǎo)電材料，一般都用石墨化 陽(yáng)極。生產(chǎn)金剛砂（碳化硅）使用的

31、電阻爐的爐頭導(dǎo)電材料，也是使用 石墨化電極。除上述用途外，炭和石墨制品 作為導(dǎo)電材料廣泛用于電機(jī)制造工業(yè)作為滑環(huán)和電刷，此外還用作干電池中的炭棒，探照燈或產(chǎn)生弧光用的弧光炭棒，水銀整流器中的陽(yáng)極等。二、作為耐火材料使用由于炭和石墨制品能耐高溫和有較好的高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性，所以很多冶金爐內(nèi)襯可用炭塊砌筑，如煉鐵 爐的爐底、爐缸和爐腹，鐵合金爐和電石爐的內(nèi)襯，鋁電解槽的底部及側(cè)部。許多貴重金屬和稀有金屬冶煉用的坩堝、熔化石英玻璃等所用的 石墨化坩堝，也都是 用石墨化坯料加工制成的。作為耐火材料使用的 炭和石墨制品，一般不應(yīng)在氧化性氣氛中使用。因?yàn)?，無(wú)淪是炭或石墨在 氧化性氣氛的高溫下很快燒蝕。三、

32、作為耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料使用經(jīng)過(guò)用有機(jī)樹(shù)脂或無(wú)機(jī)樹(shù)脂浸漬過(guò)的 石墨化電極，具有耐腐蝕性好、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特 點(diǎn)，這種浸 漬石墨又稱(chēng)為不透性石墨。它大量應(yīng)用于制作各種熱交換器、 反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸 收塔、冷卻器、 加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油煉制、石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的不銹鋼等金屬材料。不透性石墨生產(chǎn)已成為炭素工業(yè)的一個(gè)重要分支。四、作為耐磨和潤(rùn)滑材料使用炭和石墨材料除具有化學(xué)穩(wěn)定性高的特性外，還有較好的潤(rùn)滑性能。在高速、高溫、高壓的條件下，用潤(rùn)滑油來(lái)改善滑動(dòng)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攝氏度

33、溫度下的腐蝕性介質(zhì)中并在很高的滑 動(dòng)速度下（可達(dá)100米/秒）不用潤(rùn)滑油而工作。因此，許多輸送腐蝕性介質(zhì)的壓縮機(jī)和泵廣泛采用石墨材料制成的活塞環(huán)、密封圈和軸承。它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)需加入潤(rùn)滑劑。這種耐磨材料是用普通的炭或石墨材料經(jīng)過(guò)有機(jī)樹(shù)脂或液態(tài)金屬材料浸漬而成。石墨乳劑也是許多金屬加工（拔絲、拉管等）的良好潤(rùn)滑劑。五、作為高溫冶金及超純材料生產(chǎn)用的結(jié)構(gòu)材料如生產(chǎn)單晶硅用的晶體生長(zhǎng)坩堝、區(qū)域精煉容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等，都是用高純度石墨材料加工而成的。用于真空冶煉中的石墨隔熱板和底座，高溫電阻爐爐管、棒、板、格柵等元件，也是用石墨材 料加工制成的。六、作為鑄模、壓模使用炭和石墨材料的熱膨脹系數(shù)小

34、，而且耐急冷急熱性好，所以可以用作玻璃器皿的鑄模和黑色金屬及有色金屬或稀有金屬的鑄模。用石墨鑄模得到的鑄件，尺寸精確，表面光潔，不加工即可直接使用或只要稍加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn)硬質(zhì)合金（如碳化鎢）等粉末冶金工藝，通常用石墨材料加工壓模、 燒結(jié)用的舟皿。七、在原子能工業(yè)及軍事工業(yè)中的使用石墨因?yàn)榫哂辛己玫闹凶訙p速性能，最早用于原子反應(yīng)堆中作為減速材料。石墨反應(yīng)堆是目前較多的一種原子反應(yīng)堆。原子反應(yīng)堆用的石墨材料必須具有極高的純度。一些經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨（如在石墨表面滲入耐高溫的材料）及再結(jié)晶石墨、熱解石墨，具有在極高溫度下較好的穩(wěn)定性及較高的強(qiáng)度重量比。所以， 它們可以用于制造固

35、體燃料火箭的噴嘴、導(dǎo)彈的鼻錐、宇宙航行設(shè)備的零部件。九石墨電極相關(guān)信息：（1）用于電弧煉鋼爐石墨電極主要用于電爐煉鋼。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內(nèi)導(dǎo)入電流，強(qiáng)大的電流在電極下端通過(guò)氣體產(chǎn)生電弧放電，利用電弧產(chǎn)生的熱量來(lái)進(jìn)行冶煉。根據(jù)電爐容量的大小，配用不同直徑的石墨電極，為使電極連續(xù)使用，電極之間靠電極螺紋接頭進(jìn)行連接。煉鋼用石墨電極約占石墨電極總用量的7080%。用于礦熱電爐石墨電極礦熱電爐主要用于生產(chǎn)鐵合金，純硅、黃磷、冰銅和電石等，其特點(diǎn)是導(dǎo)電電極的下部埋在爐料中，因此除電板和爐料之間的電弧產(chǎn)生熱量外，電流通過(guò)爐料時(shí)由爐料的電阻也產(chǎn)生熱量。每噸硅需 消耗石墨電極150kg左右，每噸黃磷需

36、消耗石墨電極約40kg。（3）用于電阻爐生產(chǎn)石墨制品用的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產(chǎn)碳化硅用的電爐等都是電阻爐，爐內(nèi)所裝物料既是發(fā)熱電阻，又是被加熱的對(duì)象。通常，導(dǎo)電用的石墨電極插入爐床端部的爐頭墻中，故導(dǎo)電電極并不連 續(xù)消耗。此外，大量的石避電極毛坯還用于加工成各種坩堝、石墨舟皿、熱壓鑄模和真空電爐發(fā)熱體等異型產(chǎn)品。如在石英玻璃行業(yè)，每生產(chǎn)It電熔管需用石墨電極坯料 10t，每生產(chǎn)It石英磚消耗電極坯料100kg。十石油焦以及鍛后石油焦知識(shí)一月 10th, 2010 11:02 上午 admin- 沒(méi)有評(píng)論1石油焦石油焦是黑色或暗灰色堅(jiān)硬固體的石油產(chǎn)品，帶有金屬光澤，呈多孔性，是由微小石墨

37、結(jié)晶形成粒狀、 柱狀或針狀構(gòu)成的炭體物。石油焦組分是碳?xì)浠衔?，含?0 - 97%含氫1.5 - 8%還含有氮、氯、硫及重金屬化合物。石油焦是延遲焦化裝置的原料油在高溫下裂解生產(chǎn)輕質(zhì)油品時(shí)的副產(chǎn)物。石油焦的產(chǎn)量約為原料油的25-30%。其低位發(fā)熱量約為煤的1.5-2倍，灰分含量 不大于0.5%，揮發(fā)分約為11佐右，品質(zhì)接近于無(wú)煙煤。2石油焦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)延遲石油焦是指延遲焦化裝置生產(chǎn)的生焦，也稱(chēng)普通焦，目前還沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)主 要依據(jù)原中國(guó)石化總公司制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH0527- 92生產(chǎn)。該標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)石油焦硫含量分類(lèi)，其中一級(jí)品、1號(hào)焦適用于煉鋼工業(yè)中制作普通功率石墨電極，也

38、適用于煉鋁業(yè)作鋁用碳素；2號(hào)焦用作煉鋁工業(yè)中電解槽（爐）所用的電極糊和生產(chǎn)石墨電極，3號(hào)焦用作生產(chǎn)碳化硅（研磨材料）及碳化鈣（電石）， 以及其它碳素制品，亦用于制造煉鋁電解槽的陽(yáng)極底塊及用于高爐碳素襯磚或爐底構(gòu)筑。3石油焦的主要用途石油焦的主要用途是電解鋁所用的預(yù)焙陽(yáng)極和陽(yáng)極糊、碳素行業(yè)生產(chǎn)增炭劑、石墨電極、冶煉工業(yè)硅以及燃料等。根據(jù)石油焦結(jié)構(gòu)和外觀，石油焦產(chǎn)品可分為針狀焦、海綿焦、彈丸焦和粉焦4種：（1） 針狀焦，具有明顯的針狀結(jié)構(gòu)和纖維紋理，主要用作煉鋼中的高功率石墨電極 和 超高功率石墨電極。 由于針狀焦在硫含量、灰分、揮發(fā)分和真密度等方面有嚴(yán)格質(zhì)量指標(biāo)要求，所以對(duì)針狀焦的生產(chǎn)工藝和原料

39、都有特殊的要求。（2）海綿焦，化學(xué)反應(yīng)性高，雜質(zhì)含量低，主要用于煉鋁工業(yè)及炭素行業(yè)。（3） 彈丸焦或球狀焦：形狀呈圓球形，直徑0.6-30mm，般是由高硫、高瀝青質(zhì)渣油生產(chǎn)，只能用作發(fā)電、水泥等工業(yè)燃料。（4 ）粉焦：經(jīng)流態(tài)化焦化工藝生產(chǎn)，其顆粒細(xì)（直徑 0.1-0.4mm ），揮發(fā)分高，熱脹系數(shù)高，不能直接用 于電極制備和炭素行業(yè)。4煅后石油焦在煉鋼用的石墨電極或 制鋁、制鎂用的陽(yáng)極糊（融熔電極）時(shí)，為使石油焦（生焦）適應(yīng)要求，必須對(duì)生 焦進(jìn)行煅燒。煅燒溫度一般在1300C左右，目的是將石油焦揮發(fā)分盡量除掉。這樣可減少石油焦再制品的氫含量，使使油焦的石墨化程度提高，從而提高石墨電極的高溫強(qiáng)度

40、和耐熱性能，并改善了石墨電極的電導(dǎo)率。煅 燒焦主要用于生產(chǎn)石墨電極、炭糊制品、金剛沙、食品級(jí)磷工業(yè)、冶金工業(yè)及電石等，其中應(yīng)用最廣泛的是石墨電極。生焦不經(jīng)鍛燒可直接用于碳化鈣作電石主料，生產(chǎn)碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作為冶金工業(yè)鼓風(fēng)爐用焦炭或高爐墻襯炭磚，也可作鑄造工藝用致密焦等。十一。石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物，它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。具有導(dǎo)電性，與金剛石、碳60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體.石墨在工業(yè)上運(yùn)用極廣，用于制作冶煉上的高溫坩堝、機(jī)械工業(yè)的潤(rùn)滑劑、制作電極和鉛筆芯；廣泛用于 冶金工業(yè)的高級(jí)耐火材料與涂料、軍事工業(yè)火工材料安定劑、輕工業(yè)的鉛筆芯、電氣工業(yè)

41、的碳刷、電池工 業(yè)的電極、化肥工業(yè)催化劑等。鱗片石墨經(jīng)過(guò)深加工，又可生產(chǎn)岀石墨乳、石墨密封材料與復(fù)合材料、石 墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術(shù)產(chǎn)品，成為各個(gè)工業(yè)部門(mén)的重要非金屬礦物原料十三。 石墨 (Graphite) 的化學(xué)成分主要是單一的碳 (C) 元素 (和金剛石的成分相同 ),是一種自然元素礦物 .因 為碳元素是非金屬元素 ,所以說(shuō)它非金屬礦物 ; 但是卻有金屬材料的導(dǎo)電 , 導(dǎo)熱性能 ,還具有象有機(jī)塑料一樣 的可塑性 ,并且還有特殊的熱性能 ,化學(xué)穩(wěn)定性 ,潤(rùn)滑和能涂敷在固體表面的等等一些良好的工藝性能,因此 ,石墨在冶金 ,機(jī)械 ,電氣,化工 ,紡織 ,輕工,建筑及國(guó)防等許多工業(yè)部

42、門(mén)都得到了廣泛的應(yīng)用.人類(lèi)發(fā)現(xiàn)石墨這種礦物的歷史極其遠(yuǎn)久 .但在歷史上對(duì)石墨的本質(zhì)卻存在過(guò)一些比較模糊的認(rèn)識(shí).在中國(guó)明朝的文獻(xiàn)上可見(jiàn)到把煤和石墨相混淆的描述 .美國(guó)在十六世紀(jì)發(fā)現(xiàn)石墨時(shí) ,因石墨可以把手抹成鉛黑色 , 所以誤以為它含有鉛，稱(chēng)它為”黑鉛(black lead).也正因?yàn)槭菀渍次凼值奶匦?，它在發(fā)現(xiàn)不久就被人們用作書(shū)寫(xiě)材料 .它的正式命名 Graphite 也是由希臘語(yǔ)的 書(shū)寫(xiě)轉(zhuǎn)化而來(lái) .石墨是碳質(zhì)元素結(jié)晶礦物，它的結(jié)晶格架為六邊形層狀結(jié)構(gòu)。每一網(wǎng)層間的距離為3.40 人，同一網(wǎng)層中碳原子的間距為1. 42A。屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對(duì)分子吸引力較弱，

43、故其天然可浮性很好。石墨與金剛石、碳 60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì) ，它們互為同素異形體 . 山東省萊西市為我國(guó)石墨重要產(chǎn)地之一，石墨探明儲(chǔ)量 687.11 萬(wàn)噸，現(xiàn)保有儲(chǔ)量 639.93 萬(wàn)噸.石墨質(zhì)軟，黑灰色；有油膩感，可污染紙張。硬度為12,沿垂直方向隨雜質(zhì)的增加其硬度可增至35。比重為1. 92. 3。在隔絕氧氣條件下，其熔點(diǎn)在3000C以上，是最耐溫的礦物之一。自然界中純凈的石墨是沒(méi)有的，其中往往含有 Si02、A1203、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質(zhì)。這些雜 質(zhì)常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現(xiàn)。此外，還有瀝青、CO2、 H2、 CH4、 N2 等氣體部分。因此對(duì)

44、石墨的分析，除測(cè)定固定碳含量外，還必須同時(shí)測(cè)定揮發(fā)分和灰分的含量。石墨的工藝特性主要決定于它的結(jié)晶形態(tài)。結(jié)晶形態(tài)不同的石墨礦物，具有不同的工業(yè)價(jià)值和用途。 工業(yè)上，根據(jù)結(jié)晶形態(tài)不同，將天然石墨分為三類(lèi)。石墨由于其特殊結(jié)構(gòu)，而具有如下特殊性質(zhì)：1) 耐高溫型：石墨的熔點(diǎn)為 3850+50C，沸點(diǎn)為4250C，即使經(jīng)超高溫電弧灼燒，重量的損失很小， 熱膨脹系數(shù)也很小。石墨強(qiáng)度隨溫度提高而加強(qiáng)，在2000 C時(shí)，石墨強(qiáng)度提高一倍。2) 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性：石墨的導(dǎo)電性比一般非金屬礦高一百倍。導(dǎo)熱性超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料。導(dǎo) 熱系數(shù)隨溫度升高而降低， 甚至在極高的溫度下， 石墨成絕熱體。 石墨能夠?qū)щ娛且?/p>

45、為石墨中每個(gè)碳原子 與其他碳原子只形成 3 個(gè)共價(jià)鍵 ，每個(gè)碳原子仍然保留 1 個(gè)自由電子來(lái)傳輸電荷 .3) 潤(rùn)滑性：石墨的潤(rùn)滑性能取決于石墨鱗片的大小，鱗片越大，摩擦系數(shù)越小，潤(rùn)滑性能越好。4) 化學(xué)穩(wěn)定性：石墨在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕。5) 可塑性：石墨的韌性好，可年成很薄的薄片。6) 抗熱震性：石墨在常溫下使用能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，石墨體積變化 不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。名字來(lái)源：源于希臘文“graphein,意為 用來(lái)寫(xiě)”由德國(guó)化學(xué)家和礦物學(xué)家 A. G. Werner于1789命名；化學(xué)組成：成分純凈者極少，往往含各種雜質(zhì)；類(lèi)別：自

46、然元素 - 非金屬元素 - 碳族晶系和空間群：六方晶系， P63/mmm；晶胞參數(shù) :a0=0.246nm， c0=0.670nm；形態(tài)：?jiǎn)尉w常呈片狀或板狀，但完整的很少見(jiàn)。集合體通常為鱗片狀，塊狀和土狀；顏色：鐵黑色；條痕：光亮黑色透明度：不透明光澤：呈半金屬光澤硬度： 1-2解理和斷口：平行解理極完全；比重： 2.21-2.26g/cm3其他性質(zhì)：薄片具撓性，有滑感，易污手，具有良好的導(dǎo)電性； 鑒定特征鐵黑色，硬度低，一組極完全解理，有滑感和染手； 成因和產(chǎn)狀：石墨是在高溫下形成。分布最廣是石墨的變質(zhì)礦床，系由富含有機(jī)質(zhì)或碳質(zhì)的沉積巖經(jīng) 區(qū)域變質(zhì)作用而成；主要用途： 石墨在工業(yè)上用途很廣

47、，用于制作冶煉上的高溫坩堝、機(jī)械工業(yè)的潤(rùn)滑劑、制作電極和鉛筆芯；廣泛 用于冶金工業(yè)的高級(jí)耐火材料與涂料、軍事工業(yè)火工材料安定劑、輕工業(yè)的鉛筆芯、電氣工業(yè)的碳刷、電 池工業(yè)的電極、化肥工業(yè)催化劑等。鱗片石墨經(jīng)過(guò)深加工，又可生產(chǎn)出石墨乳、石墨密封材料與復(fù)合材料、 石墨制品、石墨減磨添加劑等高新技術(shù)產(chǎn)品，成為各個(gè)工業(yè)部門(mén)的重要非金屬礦物原料由于石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部門(mén)獲得廣泛應(yīng) 用。1 作耐火材料 石墨的一個(gè)主要用途是生產(chǎn)耐火材料，包括耐火磚，柑禍，連續(xù)鑄造粉，鑄模芯，鑄模洗滌劑和耐高 溫材料。近 20 年來(lái)，耐火材料工業(yè)中兩個(gè)重要的變化是鎂碳磚在煉

48、鋼爐內(nèi)襯中被廣泛應(yīng)用，以及鋁碳磚 在連續(xù)鑄造中的應(yīng)用。使石墨耐火材料與煉鋼業(yè)緊密相連，全世界煉鋼業(yè)約消耗 70 的耐火材料。( l )鎂碳磚鎂碳耐火材料是 60 年代中期，由美國(guó)研制成功， 70 年代，日本煉鋼業(yè)開(kāi)始把鎂碳磚用于 水冷卻電弧爐煉鋼中。 目前在世界范圍內(nèi)鎂碳磚已大量用于煉鋼， 已成為石墨的一種傳統(tǒng)用途。 80 年代初， 鎂碳磚開(kāi)始用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的爐襯。目前英國(guó)用作氧氣頂吹煉鋼爐襯的材料大部分是鎂碳磚，爐襯壽命 為 1000 次一 1500 次，而日本，爐襯的壽命為 2000 次一 2500 次。( 2 )鋁碳磚鋁碳耐火材料主要用于連續(xù)鑄造、 扁鋼坯自位輸管道的保護(hù)罩， 水下噴管

49、以及油井爆破筒 等。在日本用連續(xù)鑄造生產(chǎn)的鋼占總生產(chǎn)量的 90 以上，英國(guó)為 60 。( 3 )坩鍋及有關(guān)制品用石墨制造的成型和耐火的坩鍋及其有關(guān)制品，例如坩鍋、曲頸瓶、塞頭和噴嘴 等，具有高耐火性，低的熱膨脹性，熔煉金屬過(guò)程中，受到金屬浸潤(rùn)和沖刷時(shí)亦穩(wěn)定，高溫下良好的熱震 穩(wěn)定性和優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性，所以石墨增禍及其有關(guān)制品被廣泛用于直接熔融金屬的工藝中。傳統(tǒng)的石墨粘土坩鍋用含碳量大于 85 的鱗片石墨制造，通常石墨鱗片應(yīng)大于 100 目( BSS 篩)， 而目前國(guó)外在柑禍生產(chǎn)技術(shù)中的重要改進(jìn)是，所用石墨的類(lèi)型、鱗片大小和質(zhì)量有了更大的靈活性；其次 是用碳化硅石墨柑禍替代了傳統(tǒng)的粘土石墨坩鍋，這

50、是隨著煉鋼工業(yè)中恒壓技術(shù)的引進(jìn)而產(chǎn)生的。采用恒 壓技術(shù)還可以使小鱗片石墨得到應(yīng)用， 在粘土石墨增禍中， 含碳量達(dá) 90 的大鱗片石墨約占 45 % ，而在 碳化硅石墨坩鍋中，大鱗片成分的含量?jī)H占 30 % ，石墨的含碳量降為 80 。2 煉鋼石墨和其他雜質(zhì)材料用于煉鋼工業(yè)時(shí)可作為增碳劑。滲碳使用的碳質(zhì)材料的范圍 , 很廣，包括人造石 墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范圍內(nèi)煉鋼增碳劑用石墨仍是土狀石墨的主要用途之一。3 作導(dǎo)電材料 石墨在電氣工業(yè)中廣泛用來(lái)作電極、電刷、碳棒、碳管、水銀整流器的正極、石墨墊圈、電話(huà)零件、 電視機(jī)顯像管的涂層等等。其中以石墨電極應(yīng)用最廣，在冶煉各種合金鋼、鐵合

51、金時(shí)使用石墨電極，這時(shí) 強(qiáng)大的電流通過(guò)電極導(dǎo)入電爐的熔煉區(qū)，產(chǎn)生電弧，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，溫度升高到2000 C左右，從而達(dá)到熔煉或反應(yīng)的目的。此外，在電解金屬鎂、鋁、鈉時(shí)，電解槽的陽(yáng)極也用石墨電極。生產(chǎn)金剛砂的電 阻爐也用石墨電極作爐頭導(dǎo)電材料。 電氣工業(yè)中所使用的石墨，對(duì)粒度和品位要求很高。如堿性蓄電池和一些特殊的電碳制品，要求石墨粒度 控制在150目325目（o . lmm 一 o . o42mm ）范圍內(nèi)，品位 90 % - 99 %以上，有害雜質(zhì)（主要是金屬 鐵）要求在10 %以下。電視機(jī)顯像管所用的石墨，粒度要求在0.5拜m以下。4 作耐磨和潤(rùn)滑材料 石墨在機(jī)械工業(yè)中常作潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑

52、油往往不能在高速高溫、高壓的條件下使用，而石墨耐磨材料可以在-200 C -2000C溫度并在很高的滑動(dòng)速度下（loom / S ）不用潤(rùn)滑油工作。許多輸送腐蝕介質(zhì)設(shè)備，廣 泛采用石墨材料制成活塞環(huán)、 密封圈和軸承， 它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 勿需加入潤(rùn)滑油， 石墨乳也是許多金屬加工 （拔 絲、拉管）時(shí)的良好的潤(rùn)滑劑。5 作耐腐蝕材料 石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、導(dǎo)熱性好、滲透率低等特點(diǎn)，而廣泛用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸收塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器、泵等設(shè)備。這些設(shè) 備用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。6 作鑄

53、造、翻砂、壓模及高溫冶金材料 由于石墨的膨脹系數(shù)小，而且能耐急冷急熱的變化，可作為玻璃器皿的鑄模，使用石墨后，黑色金屬得到的鑄件尺寸精確，表面光潔，成品率高，不經(jīng)加工或稍作加工就可使用，因而節(jié)省了大量金屬。生產(chǎn) 硬質(zhì)合金等粉末冶金工藝，通常用石墨材料制成壓模和燒結(jié)用的舟皿。單晶硅的晶體生長(zhǎng)柑禍、區(qū)域精煉 容器、支架、夾具、感應(yīng)加熱器等，都是用高純石墨加工而成的。此外，石墨還可以作真空冶煉的石墨隔 熱板和底座，高溫電阻爐爐管、棒、板、格棚等元件。7 用于原子能工業(yè)和國(guó)防工業(yè) 石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用于原子反應(yīng)堆中，鈾一石墨反應(yīng)堆是目前應(yīng)用較多的一種原子反應(yīng)堆。作為動(dòng)力用的原子

54、能反應(yīng)堆中的減速材料應(yīng)當(dāng)具有高熔點(diǎn)、穩(wěn)定、耐腐蝕的性能，石 墨完全可以滿(mǎn)足上述要求。作為原子反應(yīng)堆用的石墨純度要求很高，雜質(zhì)含量不應(yīng)超過(guò)幾十個(gè)PPm （ PPm為百萬(wàn)分之一），特別是其中硼的含量應(yīng)小于 O . SPPm 。在國(guó)防工業(yè)中還用石墨制造固體燃料火箭的噴 嘴，導(dǎo)彈的鼻錐，宇宙航行設(shè)備的零件，隔熱材料和防射線材料。8 作防垢防銹材料石墨能防止鍋爐結(jié)垢，有關(guān)單位試驗(yàn)表明，在水中加入一定量的石墨粉（每噸水大約用49 一 59 ） ，能防止鍋爐表面結(jié)垢。此外石墨涂在金屬煙囪屋頂橋梁管道上可以防腐和防銹。9 石墨新用途 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)石墨也開(kāi)發(fā)了許多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨

55、又稱(chēng)膨脹石墨，是 70 年代開(kāi)發(fā)的一種新的石墨制品。 1971 年美國(guó)研究成功柔性 石墨密封材料，解決了原子能閥門(mén)泄漏問(wèn)題，隨后德、日、法也開(kāi)始研制生產(chǎn)。這種產(chǎn)品除具有天然石墨 所具有的特性外，還具有特殊的柔性和彈性。因此，是一種理想的密封材料。廣泛用于石油化工、原子能 等工業(yè)領(lǐng)域。國(guó)際市場(chǎng)需求量逐年增長(zhǎng)。制作半金屬摩擦材料。自70年代以來(lái)，離合器和自動(dòng)襯廣泛使用半金屬摩擦材料。半金屬摩擦材料是將 石墨和金屬粉、鋼纖維、陶土粉用合成樹(shù)脂粘結(jié)而成。這些自動(dòng)襯主要可用于高速設(shè)備，如飛機(jī)、卡車(chē)以 及越野車(chē)的制動(dòng)裝置和離合器片。近幾年來(lái)，石棉逐漸被石墨所取代，在一些半金屬襯面中，石墨的含量 已從12

56、%增加到巧。該領(lǐng)域石墨消耗量取決于汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。石墨何以能取代銅？20世紀(jì)60年代，銅作為電極材料被廣泛應(yīng)用，使用率約占90%，石墨僅有10%左右；21世紀(jì)，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始選擇石墨作為電極材料，在歐洲，超過(guò)90%以上的電極材料是石墨。銅，這種曾經(jīng)占統(tǒng)治地位的電極材料，和石墨電極相比它的優(yōu)勢(shì)幾乎消失殆盡。是什么導(dǎo)致了這個(gè)戲劇性的變化？當(dāng)然是石墨 電極的諸多優(yōu)勢(shì)。(1) 加工速度更快：通常情況下，石墨的機(jī)械加工速度能比銅快25倍；而放電加工速度比銅快 23 倍；材料更不容易變形：在薄筋電極的加工上優(yōu)勢(shì)明顯；銅的軟化點(diǎn)在1000度左右，容易因受熱而產(chǎn)生變形；石墨的升華溫度為3650度；熱膨脹系數(shù)僅有銅的 1/30。(2) 重量更輕：石墨的密度只有銅的1/5，大型電極進(jìn)行放電加工時(shí)，能有效降低機(jī)床( EDM )的負(fù) 擔(dān)；更適合于在大型模具上的應(yīng)用。(3) 放電消耗更??；由于火花油中也含有C原子，在放電加工時(shí)，高溫導(dǎo)致火花油中的C原子被分解岀來(lái)，轉(zhuǎn)而在石墨電極的表面形成保護(hù)膜，補(bǔ)償了石墨電極的損耗。(4) 沒(méi)有毛刺；銅電極在加工完成后，還需手工進(jìn)行修整以去除毛刺，而石墨加工后沒(méi)有毛刺，節(jié)約 了大量成本，同時(shí)更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；(5) 石墨更容易研磨和拋光；由于石墨的切削阻力只有銅的1/5，更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光；(6) 材料成本更低，價(jià)格更穩(wěn)定；由于近幾