高功率石墨電極建廠計(jì)劃書

1、沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 引言1.1 項(xiàng)目名稱、性質(zhì)及各階段設(shè)計(jì)人員項(xiàng)目名稱：年產(chǎn)量20000噸高功率石墨電極生產(chǎn)項(xiàng)目的可行性方案研究項(xiàng)目性質(zhì)：新建方案研究階段設(shè)計(jì)人員：電子配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)-曹春鵬 中碎車間除塵設(shè)計(jì)-劉家宇 粉體粒度的動(dòng)態(tài)分析-王林浩 機(jī)加工工藝流程設(shè)計(jì)-陳誠 石墨化工藝流程設(shè)計(jì)-楊博 石墨化設(shè)備設(shè)計(jì)-高暢 焙燒工藝流程設(shè)計(jì)-馬祥 煅燒余熱在浸漬中的應(yīng)用設(shè)計(jì)-張帥兵 浸漬工藝設(shè)計(jì)-蔣柏林1.2 設(shè)計(jì)情況總體簡介1.2.1 項(xiàng)目提出背景 炭素材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能、很高的化學(xué)穩(wěn)定性和很強(qiáng)的力學(xué)性能，并且在電工電子、冶金、機(jī)械等方面廣泛應(yīng)用，甚至?xí)?yīng)用于某些高尖端科學(xué)技術(shù)

2、領(lǐng)域中占有很重要的地位，越來越受到人們的重視。 炭材料又可以稱為炭素材料，包括以炭材料和石墨為原材料進(jìn)行生產(chǎn)和加工的產(chǎn)品。炭材料又可以分為傳統(tǒng)炭材料和新型炭材料。今年來，我國新能源、新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到高度的重視，國家鼓勵(lì)發(fā)展石墨電極的生產(chǎn)，予以很多優(yōu)惠政策來支持，目前新型炭材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被列為國家重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。 對(duì)于炭石墨材料的性能，一般來說，它有質(zhì)量輕、多孔、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕、高熔點(diǎn)、潤滑、耐熱、耐沖擊、低熱膨脹、低彈性、高純度和可加工等特性。炭石墨材料雖然是非金屬類材料，但是因?yàn)樗泻芎玫膶?dǎo)電性能，因而被認(rèn)為是一種共價(jià)半導(dǎo)體和金屬的中間物半金屬。石墨具有比某些金屬還要好的熱傳導(dǎo)

3、性和電傳導(dǎo)性，有很高的熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性，這使得它在工程上具有雙重價(jià)值，可以再一些條件下被當(dāng)做金屬使用，而在另一些條件下當(dāng)做陶瓷使用。炭石墨材料廣泛應(yīng)用于電工、冶金等方面作為導(dǎo)電電極和電氣零件，例如半導(dǎo)體元件。炭素材料還具有良好的導(dǎo)熱性，它的導(dǎo)熱性與其優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性相結(jié)合，可以制造與酸堿介質(zhì)接觸的熱交換器，以及其他的化工設(shè)備等。炭石墨材料在非氧化性介質(zhì)中有很高的熱穩(wěn)定性，這在高溫條件的工程中有很高的價(jià)值。在冶煉金屬中可以作為煉鐵高爐和電冶金爐的內(nèi)襯、電極、坩堝等。而且炭石墨材料可以提煉至極高的純度，其氧化物為氣體，適合作為高純度、高熔點(diǎn)物質(zhì)的冶煉和鑄型構(gòu)件。 近幾年來，新型炭材料發(fā)展的種類很

4、多，其中主要有炭纖維、等靜壓石墨、核石墨、鋰電池負(fù)極材料、柔性石墨、炭纖維復(fù)合材料、熱解石墨、石墨稀、高導(dǎo)熱石墨、熱解石墨、超高功率石墨電極等，而炭石墨新型材料這些顯著的優(yōu)良特性，引起了各行業(yè)的極大關(guān)注，研發(fā)的許多產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，因此新型炭材料對(duì)于我國科技發(fā)展的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的提高有重要意義。我國新型炭材料工業(yè)起步較晚，在技術(shù)水平和產(chǎn)量與發(fā)達(dá)國家相比都有較大差距，所以應(yīng)給予大力度的發(fā)展該產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和進(jìn)步。1.2.2 項(xiàng)目提出的目的 主要對(duì)于高功率石墨電極項(xiàng)目的可行性方案進(jìn)行可行性研究和總結(jié)，在目前現(xiàn)階段所了解的各工藝流程的基礎(chǔ)之上，對(duì)于石墨電極生成產(chǎn)方案進(jìn)行創(chuàng)新。在

5、節(jié)能、選址、自動(dòng)化等方面進(jìn)行介紹。本項(xiàng)目建設(shè)的20000噸/年新型炭材料項(xiàng)目會(huì)在很大程度上推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步，在新型材料的未來發(fā)展上積極帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，同時(shí)也會(huì)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 在確定年產(chǎn)量為20000噸/年的前提下，各工藝如選料、煅燒、中碎、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化等流程當(dāng)中，進(jìn)行創(chuàng)新加工，盡量的減少能耗，保護(hù)環(huán)境，節(jié)省費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；在車間布置、生產(chǎn)設(shè)備、場地安排、人力資源分配、勞動(dòng)力安排、地理位置分析、運(yùn)輸條件分析、環(huán)保建設(shè)等各方面進(jìn)行研究。在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)之上創(chuàng)新，體現(xiàn)出技術(shù)優(yōu)勢，以最低的成本來獲得最大的收益。1.2.3 項(xiàng)目提出的意義和必要性 根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指

6、導(dǎo)目錄（2011年本）鼓勵(lì)類的第八條第七款： 直徑600毫米及以上超高功率電極、高爐用微孔和超微孔碳磚、特種石墨（高強(qiáng)、高密、高純、高模量）、石墨（質(zhì)）化陰極、內(nèi)串石墨化爐開發(fā)與生產(chǎn)。 因此，國家鼓勵(lì)發(fā)展石墨電極的生產(chǎn)，政府予以相應(yīng)的政策支持和優(yōu)惠，當(dāng)前超高功率電極的市場發(fā)展前景很好，國家又予以鼓勵(lì)，可知該石墨電極的項(xiàng)目研究方案很可行。此方案可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，并且可以盡量縮短我國在技術(shù)水平和產(chǎn)量上和發(fā)達(dá)國家的差距，不用過多的依賴進(jìn)口石墨電極，對(duì)于國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也十分重要。 在一定程度上來講我國石墨電極企業(yè)自20世紀(jì)50年代投產(chǎn)后，經(jīng)過50多年的發(fā)展和壯大，已經(jīng)具備了一定的實(shí)力，可以

7、進(jìn)行新型炭材料產(chǎn)業(yè)的建立，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：研發(fā)優(yōu)勢中國第一家石墨企業(yè)始建于1952年，1955年竣工投產(chǎn)，之后至1981年國內(nèi)基本生產(chǎn)普通功率石墨電極。中國石墨電極企業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展很快，以中鋼吉炭、方大炭素等為代表的一大批先進(jìn)企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到或接近國際同類產(chǎn)品水平，生產(chǎn)技術(shù)和研究開發(fā)水平得到了很大提高。1981年成功研制出高功率石墨電極并開始批量的進(jìn)行生產(chǎn)。1983年原冶金部鋼鐵司根據(jù)國家科委批準(zhǔn)的合金鋼科技公關(guān)課題，組織蘭州炭素廠和吉林炭素廠開始UHP 石墨電極的研制任務(wù)，1984年9月試制品在長城鋼廠電爐上進(jìn)行初次試驗(yàn)，取得了初步的成功， 時(shí)任冶金部周傳典副部長于19

8、84年11月20日作出批示，稱該試驗(yàn)是一件重要事情，要求寫出簡報(bào)逐級(jí)上報(bào)并通報(bào)全國。20世紀(jì)90年代初開始掌握了代表國際先進(jìn)水平大規(guī)格大直徑UHP 石墨電極的生產(chǎn)技術(shù)，1996年我國第一根t，1997年突破20萬t，2005年突破40萬t，2010年突破60萬t，2011年全行業(yè)石墨電極國內(nèi)年總產(chǎn)量為68.24萬t，生產(chǎn)能力得到很大提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在1981到2011 年共生產(chǎn)石墨電極804.25萬t。我國1955到1981 年生產(chǎn)的全部是RP 石墨電極，1981和1984年分別掌握HP 和UHP 石墨電極生產(chǎn)技術(shù)，20世紀(jì)90年代末期開始掌握代表著高技術(shù)含量的大規(guī)格的UHP 石墨電極制造技

9、術(shù)。UHP石墨電極在我國從無到有，取得了迅速的發(fā)展，內(nèi)部的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次也得以大幅度的提高。裝備優(yōu)勢主要得益于裝備的引進(jìn)和軟件技術(shù)的消化吸收，中國石墨電極企業(yè)在近50年來的生產(chǎn)裝備得到了明顯提升，裝備實(shí)力基本接近國際先進(jìn)水平。方大炭素引進(jìn)日本MN電極擠壓機(jī)，開封炭素大部分關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)都是進(jìn)口，中鋼吉炭在上世紀(jì)90年代集中進(jìn)口了德國艾立許混捏系統(tǒng)、德國塞斯隧道窯、日本不二越數(shù)控本體和接頭加工機(jī)組、高壓浸漬系統(tǒng)、美國英格索數(shù)控本體加工機(jī)組等。生產(chǎn)成本優(yōu)勢 生產(chǎn)原料進(jìn)廠后，一般需要進(jìn)行煅燒、中碎、磨粉等前期工序以及成型、焙燒、浸漬以及石墨化等多道工序，生產(chǎn)周期達(dá)到2到6個(gè)月，

10、期間需要耗費(fèi)大量的人工，與地處歐洲、美國、日本的同行業(yè)相比，仍然具有非常明顯的人力成本優(yōu)勢。經(jīng)過50多年的發(fā)展，主要石墨電極生產(chǎn)廠家的石墨電極的原料單耗、綜合能耗和綜合電耗不斷刷新，屢創(chuàng)新低，生產(chǎn)成本也得以大幅度降低。1.3 可行性方案編制依據(jù)及原則1.3.1 編制依據(jù)此可行性方案的研究屬畢業(yè)設(shè)計(jì)研究范圍，并不一定實(shí)際應(yīng)用于項(xiàng)目實(shí)施，既不需要進(jìn)行可行性研究報(bào)告的委托；現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定及規(guī)范化工投資項(xiàng)目可行性方案研究報(bào)告編制辦法1.3.2 編制的原則嚴(yán)格執(zhí)行國家基本建設(shè)的相關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范，畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案研究應(yīng)該符合實(shí)際，并且符合國家政策；符合環(huán)保的要求，節(jié)約能源；實(shí)現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新應(yīng)

11、用，采用現(xiàn)代化的技術(shù)，應(yīng)用現(xiàn)代化的管理水平，采用符合要求的工藝技術(shù)，要求平穩(wěn)運(yùn)作，以最少的成本做到最大的收益；充分的利用現(xiàn)階段可利用的資源和條件，控制項(xiàng)目成本；保護(hù)環(huán)境，減少三廢的排放，建設(shè)符合現(xiàn)代化的工廠；嚴(yán)格執(zhí)行國家關(guān)于安全生產(chǎn)、勞動(dòng)保護(hù)和消防的有關(guān)法律、法規(guī)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)放心安全的正規(guī)的生產(chǎn)；提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平和工廠的技術(shù)水平。所生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)符合國家要求標(biāo)準(zhǔn)，以供國內(nèi)所需；采用先進(jìn)技術(shù)使產(chǎn)品達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，以拓寬國際市場，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出口。按照“一體化、露天化”的原則進(jìn)行生產(chǎn)車間的布置；并且按照“輕型化”的原則進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；按照“社會(huì)化”的原則，進(jìn)行員工生活福利設(shè)施的健全。工廠的運(yùn)

12、輸盡量采用社會(huì)協(xié)作條件，減少不必要的成本投入；實(shí)事求是的進(jìn)行編寫，提出畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，增強(qiáng)項(xiàng)目的競爭力。1.4 項(xiàng)目研究范圍 本項(xiàng)目的研究內(nèi)容主要為在確定年產(chǎn)量為20000t/年的前提下高功率石墨電極生產(chǎn)的各工藝流程，例如：粉碎、煅燒、焙燒、浸漬、石墨化等過程，車間布置、人員安排、庫房設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)等。在現(xiàn)階段成熟的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新加工，盡量的減少能耗，保護(hù)環(huán)境，節(jié)省費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；在車間布置、生產(chǎn)設(shè)備、場地安排、人力資源分配、勞動(dòng)力安排、地理位置分析、環(huán)保建設(shè)等方面進(jìn)行研究和總結(jié)。具體研究范圍：項(xiàng)目投資方向研究基礎(chǔ)配套設(shè)備研究工藝技術(shù)方案研究市場前景分析經(jīng)濟(jì)效益分析環(huán)境效益和社會(huì)效益分析

13、15 研究結(jié)論1.5.1 投資方向簡要結(jié)論本項(xiàng)目的投資方向正確 綜合分析可知，此項(xiàng)目生產(chǎn)20000噸/年的高功率石墨電極，此項(xiàng)目符合國家對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持，石墨電極的銷售前景好，可以拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的不斷拓寬，可以占有強(qiáng)有力的市場，因此本項(xiàng)目的投資方向很正確。應(yīng)具有很好的政府政策支持和完善的配套設(shè)施 市政府應(yīng)積極推進(jìn)該項(xiàng)目的投資建設(shè)，給予石墨電極生產(chǎn)項(xiàng)目更多的優(yōu)惠政策和相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)投資，選擇建廠地點(diǎn)時(shí)應(yīng)該具有完善的交通運(yùn)輸條件，在水、電等相應(yīng)配套設(shè)施完善，為此能為項(xiàng)目提供相應(yīng)的外部條件。工藝技術(shù)水平先進(jìn) 本項(xiàng)目采用先進(jìn)的工藝技術(shù)水平，在現(xiàn)階段已有的技術(shù)上實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，降低能耗、降

14、低生產(chǎn)成本，在產(chǎn)品質(zhì)量上處于領(lǐng)先狀態(tài)，采用自動(dòng)化控制，減少人力的投入，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。具有良好的市場前景 隨著我國新能源，新型材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國家對(duì)新型炭材料產(chǎn)業(yè)的支持，該產(chǎn)業(yè)將有很好的發(fā)展前景，并能帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，帶動(dòng)市場對(duì)新型炭材料需求量的增加，為新型炭材料提供了廣闊的市場銷售空間。近幾年，隨著原材料價(jià)格的降低，使得收益成本更高，市場需求量增加。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益 該項(xiàng)目的工藝技術(shù)先進(jìn)，采用的工藝符合環(huán)保要求，綜合分析，經(jīng)濟(jì)效益可觀，拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步具有很好的社會(huì)效益，符合國家對(duì)該產(chǎn)業(yè)的鼓勵(lì)政策。 綜上所述，該項(xiàng)目的建設(shè)符合要求，應(yīng)組織人力迅速的進(jìn)行實(shí)

15、施，更快的投入到產(chǎn)業(yè)的建設(shè)，生產(chǎn)滿足市場需求的產(chǎn)品，創(chuàng)造更大的效益。2 市場分析與預(yù)測2.1 發(fā)展現(xiàn)狀分析2.1.1 世界新型炭材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 世界石墨電極的產(chǎn)能的一般在中國，而石墨電極的需求大部分都在國外，因而中國的碳素企業(yè)有很多被迫走上了國際化的發(fā)展道路。世界石墨電極市場上，國際貿(mào)易量在25到30萬噸，國際貿(mào)易主要在發(fā)展中的資源國與發(fā)達(dá)的工業(yè)國之間進(jìn)行，主要出口國有：中國、韓國、墨西哥、奧地利、巴西、斯里蘭卡、美國、德國等。主要進(jìn)口有日本、美國、德國、意大利、法國、香港、西班牙、波蘭等，目前，中國已與日本、美國、德國并稱全球四大炭素生產(chǎn)國，中國產(chǎn)量和出口居世界首位，且質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，價(jià)格低廉

16、，品種齊全，在國際上具有較強(qiáng)的競爭力并且享有很高的聲譽(yù)。日、美等一些十分發(fā)達(dá)國家對(duì)于炭材料的研究十分重視。由于新型炭材料一些十分突出的特性，美國將該材料定為戰(zhàn)略新興材料之一，充分利用其巨大的費(fèi)用，積極地進(jìn)行研究與開發(fā)。日本最近幾十年以來在國際上率先在低溫氣相生長金剛石和納米炭管等方面取得了突破性的進(jìn)展。 2.1.2 國內(nèi)新型炭材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 中國炭素企業(yè)的外銷約30%，但根據(jù)中國海關(guān)資料顯示， 目前中國石墨電極已出口至超過80個(gè)國家和地區(qū)，由于價(jià)格低廉、質(zhì)量可靠，已經(jīng)匯聚了一大批忠實(shí)用戶，國際化經(jīng)營已初具規(guī)模。中國石墨電極出口日本約占40%，出口西歐約占36%，出口美國約占12%，可見我國

17、出口石墨電極約90%銷往工業(yè)發(fā)達(dá)國家，特別是鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國家。 目前中國炭素與企業(yè)已經(jīng)有超過400家，年生產(chǎn)石墨電極的能力約為70萬噸，是世界上最大的石墨電極生產(chǎn)國之一，但是工序配套、批量生產(chǎn)的規(guī)模企業(yè)只有50多加，較國外技術(shù)水平仍存在一定的差距。伴隨著我國近些年新材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)新型炭材料的需求量增加，使得新型炭材料的發(fā)展空間廣泛，在國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力支持下，一定會(huì)迅速成長。炭素行業(yè)是國家重點(diǎn)支持的基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè),其主導(dǎo)的產(chǎn)品石墨電極是鋼鐵工業(yè)煉鋼過程中不可替代的耐高溫、耐氧化的導(dǎo)電材料。近些年來，隨著中國冶金產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和升級(jí)，落后的生產(chǎn)裝備日漸被淘汰，高功率和超高功率電驢迅速的

18、發(fā)展，使得普通功率中小規(guī)格的石墨電極需求量日漸減少，高功率和超高功率石墨電極的需求量逐年增加。 到目前為止，我國炭素行業(yè)已有了很大的進(jìn)步，主要以吉炭、蘭炭等為骨干企業(yè)，電炭制品也基本滿足了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。但是我國的炭素行業(yè)和先進(jìn)國家相比，無論在質(zhì)量、技術(shù)、裝備、管理等方面都有很大的差距。對(duì)于炭纖維產(chǎn)業(yè)，目前國內(nèi)一部分企業(yè)引進(jìn)國外淘汰技術(shù)，只能生產(chǎn)一些比較低端的產(chǎn)品。對(duì)于高性能的產(chǎn)品只能依賴進(jìn)口，因此，新型炭材料已經(jīng)被列為國家十二五期間重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。2.2 市場預(yù)測及分析2.2.1 目標(biāo)市場 本項(xiàng)目生產(chǎn)的產(chǎn)品，主要是以中高端的新型炭材料為主，逐步發(fā)展，提高產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)進(jìn)口產(chǎn)品

19、的替代。目標(biāo)市場主要針對(duì)國內(nèi)和國外。在國內(nèi)，主要為鋼鐵、冶金等工業(yè)提供新型炭材料；在國外，主要實(shí)現(xiàn)在臺(tái)灣、香港、東南亞等國家和地區(qū)的出口。隨著技術(shù)的引進(jìn)和不斷的創(chuàng)新，國產(chǎn)的新型炭材料的成本會(huì)逐漸的降低，該材料必定會(huì)很快的推進(jìn)，形成很大的消費(fèi)市場。2.2.2 價(jià)格分析 該項(xiàng)目根據(jù)市場要求來擬定產(chǎn)品的價(jià)格，在企業(yè)起步的初期，擬定較低的價(jià)格，這樣可以確保公司的收益，也可以利用較低的價(jià)格在市場競爭中處于有利的地位，為產(chǎn)品以后的銷售拓寬市場。根據(jù)現(xiàn)階段的行業(yè)分析，近幾年隨著國內(nèi)技術(shù)的逐漸成熟，價(jià)格有下降的趨勢。但隨著國內(nèi)市場對(duì)于新型炭材料應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，進(jìn)而需求量不斷的增多，因此

20、銷售前景十分可觀；又因我國地大物博，資源豐富，主要原材料石油焦價(jià)格較低，這樣使得生產(chǎn)成本降低，人力資源價(jià)格較低，使得人員投資成本降低，利潤空間較大。同時(shí)，該研究項(xiàng)目采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，成本較低，前期市場調(diào)研分析全面，打開了產(chǎn)品的銷售渠道，質(zhì)量優(yōu)良，該項(xiàng)目定位的價(jià)格會(huì)在市場有很大的競爭優(yōu)勢。2.2.3 相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈分析 石墨電極主要用于冶金工業(yè)當(dāng)中，電爐煉鋼消耗的電極占石墨電極消耗的大部分，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)約為70%左右，因此，石墨電極的生產(chǎn)和發(fā)展主要取決于電爐煉鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)世界經(jīng)濟(jì)組織預(yù)測，目前全球煉鋼產(chǎn)能進(jìn)入新一輪的增長期，自2001年以來，全球鋼產(chǎn)量增加了2億多噸。2005年全球鋼材的消耗量

21、約為10億噸左右，全球的產(chǎn)鋼量約為11億噸左右，這將帶動(dòng)高功率、超高功率石墨電極市場需求的上升。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國近幾年石墨電極出口量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，中國炭素行業(yè)出口量預(yù)計(jì)上升，新型炭材料應(yīng)用領(lǐng)域也十分廣泛，例如，應(yīng)用于航空航天、電池材料、化工、建材、軍工以及核工業(yè)等，這將拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)步和發(fā)展，帶動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)的增長，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2.2.4 營銷計(jì)劃 新型炭材料在銷售時(shí)，主要有國內(nèi)銷售和國外銷售。生產(chǎn)出的產(chǎn)品在國內(nèi)進(jìn)行主要銷售，并且開發(fā)創(chuàng)新模式，采用網(wǎng)絡(luò)宣傳，逐步拓寬網(wǎng)絡(luò)市場，可以試運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)銷售。另外，對(duì)本產(chǎn)品的原材料供應(yīng)商進(jìn)行原料的追蹤，確保生產(chǎn)線順利生產(chǎn)，產(chǎn)品營銷順利進(jìn)行，建立

22、供應(yīng)齊全的營銷管理模式，生產(chǎn)尖端產(chǎn)品，儲(chǔ)備生產(chǎn)技術(shù)，為企業(yè)在市場競爭中占有有力地位而努力。針對(duì)不同客戶的需求，分析市場，滿足客戶的要求為標(biāo)準(zhǔn)，減少廢品量，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，提高客戶滿意度。加大研究力量，生產(chǎn)多樣化產(chǎn)品，針對(duì)不同的消費(fèi)需求提供相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品和高質(zhì)量的服務(wù)。隨著競爭的日益激烈，市場需求變化加快，企業(yè)的營銷戰(zhàn)略也要不斷的調(diào)整以適應(yīng)多變的市場，需要分析市場的占有情況和主要收入指標(biāo)來調(diào)整企業(yè)的銷售方式，公司的市場開發(fā)要有計(jì)劃性和針對(duì)性，在市場占有率上大幅度提升。 本研究項(xiàng)目主要針對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，大膽提出創(chuàng)新，以沈陽理工大學(xué)為依托，重視科技進(jìn)步和產(chǎn)品的創(chuàng)新，積極的引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)

23、備，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不斷改進(jìn)落后工藝。加快進(jìn)行新型炭材料的開發(fā)，積極的開拓市場，建立健全穩(wěn)定的供貨渠道和穩(wěn)定的銷售渠道，注重售后服務(wù)。2.3 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測及分析2.3.1 市場風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測及分析 本研究項(xiàng)目主要聯(lián)系產(chǎn)業(yè)為鋼鐵產(chǎn)業(yè)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，石墨電極產(chǎn)業(yè)和鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的興衰直接決定了電極行業(yè)未來的走向。從這一點(diǎn)上來看我國國內(nèi)電極生產(chǎn)的企業(yè)，就我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行分析解讀是十分重要的。 嚴(yán)格來講，近些年來我國炭素企業(yè)在核心技術(shù)方面并未能取得實(shí)質(zhì)性突破，同國際的先進(jìn)水平仍存在不小的差距。石墨電極的下游市場主要有鋼鐵、工業(yè)硅和黃磷。由于工業(yè)硅

24、和黃磷行業(yè)對(duì)電極的需求在全部需求中的比例較低，只有不到20%。根據(jù)國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控政策的要求，我國鋼鐵工業(yè)的根本的任務(wù)是加快轉(zhuǎn)變方式，調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)，改善品種的質(zhì)量，推進(jìn)全行業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，努力的實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)由大向強(qiáng)的方向轉(zhuǎn)變，從這一方向來看，對(duì)于后續(xù)的石墨電極產(chǎn)業(yè)要求也十分的嚴(yán)格，存在一定的市場風(fēng)險(xiǎn)。 本項(xiàng)目在投產(chǎn)之前，進(jìn)行嚴(yán)密的前期市場開拓，確保原材料的持續(xù)不斷的供應(yīng)，所以即使在原材料價(jià)格上升的情況，也能夠有效的控制該項(xiàng)目對(duì)單位的影響，資源風(fēng)險(xiǎn)比較小。 總之，對(duì)于非壟斷性行業(yè)來講，產(chǎn)品定位是否準(zhǔn)確，取決于市場的需求及產(chǎn)品的市場占有率。該建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)的產(chǎn)品為國內(nèi)、國際市場的暢銷或者即將進(jìn)入國

25、際市場的產(chǎn)品，未來市場的需求量很大，但是仍然存在著激烈的市場競爭、新競爭者進(jìn)入等帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素。2.3.2 投資風(fēng)險(xiǎn)分析 原材料價(jià)格的波動(dòng)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)的波動(dòng)、國內(nèi)外市場的不確定性給投資可能帶來的投資風(fēng)險(xiǎn)。3 生產(chǎn)方案研究3.1 生產(chǎn)車間 本項(xiàng)目研究石墨電極的生產(chǎn)流程，生產(chǎn)車間多，主要生產(chǎn)車間見下表3.1表3.1 生產(chǎn)車間表生產(chǎn)車間名稱單位數(shù)量備注煅燒成型焙燒浸漬二焙石墨化機(jī)加工/間/間/間/間/間/間/間11111113.2 生產(chǎn)規(guī)模 根據(jù)市場分析以及未來的發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)和資金預(yù)估等情況，確定生產(chǎn)規(guī)格見表3.2表 3.2 生產(chǎn)規(guī)模表生產(chǎn)流程名稱單位數(shù)量備注粉碎煅燒成型焙燒浸漬二次焙燒石

26、墨化機(jī)加工t/at/at/at/at/at/at/at/a20000200002000020000200002000020000200004 工藝技術(shù)方案4.1 工藝技術(shù)方案選擇原則本項(xiàng)目應(yīng)選擇技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠的工藝。以減少經(jīng)濟(jì)投入、降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn)的產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，并且技術(shù)的選擇應(yīng)符合國家的安全規(guī)范要求，保證高效、高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的生產(chǎn)。以此獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益。在保證生產(chǎn)工藝流程規(guī)范的基礎(chǔ)之上，按照“流程順暢、物流合理”的原則進(jìn)行車間工藝的分布，并且留有進(jìn)一步的發(fā)展空間，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。本項(xiàng)目各階段選用的原材料價(jià)格低廉，應(yīng)該充分利用地區(qū)的現(xiàn)有資源優(yōu)勢和多年合作的國內(nèi)公司提供優(yōu)質(zhì)低廉的原料，使生

27、產(chǎn)流程通順，利用本地區(qū)現(xiàn)有的動(dòng)力基礎(chǔ)和公用工程等資源。項(xiàng)目的建設(shè)應(yīng)以環(huán)保為中心，做有利于國家可持續(xù)發(fā)展的項(xiàng)目研究，做大規(guī)模的綠化建設(shè)，符合國家清潔生產(chǎn)的要求，無有害“三廢”的排放。4.2 工藝方案簡要介紹 石墨電極與炭石墨制品的生產(chǎn)中，最常用的的生產(chǎn)工藝為常規(guī)工藝，其工藝主要有煅燒、中碎、混捏、成型、焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化、機(jī)加工，最后檢測成為合格產(chǎn)品。其主要工藝方案如以下流程：固體原料煅燒中碎混合及混捏成形黏結(jié)劑浸漬劑焙燒浸漬石墨化機(jī)加工檢測圖 4.1 石墨電極的生產(chǎn)方案圖解產(chǎn)品4.3 工藝流程4.3.1 各流程簡介原材料原材料種類簡介：炭石墨材料的生產(chǎn)中所使用的固體原料有很多，有普通

28、石油焦、針狀石油焦、瀝青焦、人造石墨、天然石墨等；自然界含碳礦物和人造的各種炭素原料雖然本質(zhì)上都是碳元素構(gòu)成的物質(zhì)，但是卻有不完全相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。主要是因?yàn)樗鼈兊纳蓷l件不同，因而碳原子的排列方式和碳原子的鍵性不同。主要炭材料的的特性和試用范圍如表4.1所示表 4.1 各種炭素原料的特征及試用范圍種類制造方法主要特征適用范圍主要機(jī)能石油焦針狀焦瀝青焦天然瀝青焦天然石墨延遲焦化流化焦化針狀石油焦和針狀瀝青焦煤瀝青焦化（焦?fàn)t法和延遲焦化法）用天然硬瀝青焦化分鱗片和土狀兩種，須預(yù)先除去雜質(zhì)原料油的產(chǎn)地、質(zhì)量和焦化條件對(duì)焦的純度、擇優(yōu)取向度、石墨化性能有很大的影響。石油焦的性能好、純度高、線

29、脹系數(shù)小，但各向異性因數(shù)大。焦炭顆粒呈球狀，各向同性，石墨化性能差外觀光澤，呈流線形的纖維結(jié)構(gòu)，破碎后顆粒呈細(xì)長針狀，各向異性系數(shù)大密度比石油焦高，各向異性因數(shù)較小，石墨化性能較差焦炭呈0.11.0mm直徑的球形，各向同性高強(qiáng)度顆粒，純度、石墨化性能和機(jī)加工性能均不如石油焦鱗片狀石墨具有較完善的石墨結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，潤滑性好，各向異性因數(shù)大，導(dǎo)電性好煉鋼用石墨化電極、電解用陽極板、核反應(yīng)堆石墨砌體，特種石墨不適用于做炭素原料煉鋼用石墨化電極電解用陽極板、電火花加工用電極、特種石墨高溫氣冷原子反應(yīng)堆石墨砌體電刷、冶煉坩堝導(dǎo)電性，耐熱沖擊性導(dǎo)電性、耐熱沖擊性導(dǎo)電性、耐腐蝕和氧化、純度高、機(jī)械強(qiáng)度高中子減

30、速和反射能力、高密度、對(duì)輻射的穩(wěn)定性導(dǎo)電性、潤滑性、耐磨損、整流性能原材料選擇及生成： 石油焦具有灰分低，在高溫下容易石墨化，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都比較好，因此是生產(chǎn)各類石墨材料的主要原料，本項(xiàng)目即選用石油焦作為原材料，但是，石油焦的產(chǎn)地、質(zhì)量及焦化條件對(duì)焦的純度、擇優(yōu)取向度等有很大的影響。而焦的性能對(duì)炭石墨材料有很大的影響，因此，對(duì)于石油焦的生成過程應(yīng)予以簡單的了解。 石油焦是石油裂解后的重質(zhì)渣油，經(jīng)過加熱分解和聚合而制成的固體炭質(zhì)材料。此加工過程通常被稱為焦化或炭化。 本項(xiàng)目選擇高質(zhì)量石油焦，例如：遼寧省是優(yōu)質(zhì)石油焦產(chǎn)量地。石油焦質(zhì)量的衡量主要有揮發(fā)分、灰分、硫分等。石油焦的揮發(fā)分高低表明其焦化

31、程度，對(duì)之后的煅燒工藝有較大的影響。揮發(fā)分不會(huì)直接影響炭石墨材料的質(zhì)量；灰分是石油焦的意向重要質(zhì)量衡量指標(biāo)，石油焦中的灰分含量與石油渣油的鹽類和含硫及焦化的條件有關(guān)，一般炭石墨材料生產(chǎn)用的石油焦的灰分量應(yīng)不大于0.5%，本項(xiàng)目生產(chǎn)高純度石墨時(shí)，選擇石油焦的灰分不大于0.15%，并且該項(xiàng)目選擇的石油焦中的這些有害雜質(zhì)含量應(yīng)該嚴(yán)格控制在0.1%以下；硫分也是石油焦的重要指標(biāo)之一，硫分主要是來自于原油。硫是一種有害物質(zhì)，石油焦主要分為有機(jī)硫和無機(jī)硫，石油焦中有機(jī)硫占大多數(shù)，在較低溫度下煅燒可以除去有機(jī)硫，但無機(jī)硫要在石墨化高溫下才能分解揮發(fā)，少量的硫在此高溫下會(huì)生成穩(wěn)定的化合物，可以在其中加入其它的

32、添加劑除去。煅燒煅燒的目的： 煅燒是將各種固體炭素原料在隔離空氣的條件下進(jìn)行高溫加熱處理。它是炭素制品生產(chǎn)過程中一個(gè)重要的工序。由于各種固體原料的成焦溫度或者成煤的地質(zhì)年代等的不同，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中不同程度地含有水分、雜質(zhì)或者揮發(fā)物。這些物質(zhì)如果不預(yù)先排除，直接用它們生產(chǎn)炭石墨材料，勢必會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用性能。各種炭素原料除了天然石墨和炭黑之外都需要煅燒，因此本項(xiàng)目所用石油焦需要經(jīng)過煅燒過程，煤瀝青焦和冶金焦的焦化溫度達(dá)1100，含有揮發(fā)分很低。在單獨(dú)使用時(shí)可不必煅燒，但在用罐式爐煅燒延遲石油焦時(shí)為了防止石油焦結(jié)成大塊，或者是用回轉(zhuǎn)窯煅燒延遲石油焦時(shí)，防止溫度過高使?fàn)t尾結(jié)焦，按照一定的比例摻入瀝

33、青焦，故此時(shí)瀝青焦也要經(jīng)過煅燒。 各種炭素原料在煅燒的過程中產(chǎn)生了一系列的變化。概括地說有如下的變化：排除原料的揮發(fā)分 除去原料中的水分、加速硫分的變化、從而控制灰分的增大、使焦粒體積收縮并且趨向穩(wěn)定，這樣，可以達(dá)到提高原料的真密度、強(qiáng)度、導(dǎo)電性能、抗氧化性能的目的。煅燒的作用： 原料的體積收縮，密度增大，使得在制品焙燒時(shí)的開裂和變形廢品率降低，得到理化性能和幾何尺寸比較穩(wěn)定的制品。 原料的機(jī)械強(qiáng)度提高，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量有直接的關(guān)系。 煅后焦比較硬脆，便于破碎、磨粉和篩分。 煅后焦的導(dǎo)電和導(dǎo)熱的性能提高，為產(chǎn)品質(zhì)量的提高和優(yōu)化工藝創(chuàng)造了條件。 煅燒使得焦炭的抗氧化性能提高，可以提高產(chǎn)品的抗氧化

34、性能；此外，只有煅后焦才能作為焙燒和石墨化用的填充料，因此對(duì)于本項(xiàng)目而言，煅燒是必不可少的工序。煅燒過程：一般地說，在400以下，從各種炭素原料中所排出來的揮發(fā)分，主要是來自焦炭中的少量的輕質(zhì)餾分。當(dāng)煅燒的溫度上升到400500的溫度范圍的時(shí)候，由于炭素原料中的大分子以及大分子中的原子或者原子團(tuán)的平均能量不斷的增加，增加到大于其鍵能時(shí)候，一方面能夠逐步發(fā)生大分子裂解成小分子；另一方面會(huì)使得部分側(cè)連基團(tuán)發(fā)生斷裂，并且以揮發(fā)分的形式排出。在500的煅燒溫度范圍之內(nèi)，各種炭素原料中的揮發(fā)分是呈現(xiàn)油霧黃煙的形態(tài)逸出的。在500800范圍內(nèi)，各種炭素原料的揮發(fā)分的排出量最大。因?yàn)槭徒乖诮够耙呀?jīng)過37

35、0390的蒸餾，500左右才會(huì)進(jìn)入焦化塔進(jìn)行焦化。當(dāng)煅燒的溫度約為700時(shí)，炭素原料揮發(fā)分的主要成分是碳?xì)浠衔锛坝商細(xì)浠衔餆峤馑纸獾臍?。?dāng)溫度繼續(xù)升高，將要會(huì)引起碳?xì)浠衔锏膹?qiáng)烈的分解生成熱解炭。隨著溫度的繼續(xù)升高，氣體的逸出量減少，熱解的溫度會(huì)增加，進(jìn)一步促進(jìn)結(jié)構(gòu)的緊密化，從而使得焦炭的電阻率降低。電阻率降低幅度視氫的排出量程度而定。煅燒溫度在1100以上時(shí)原料的排氣基本上停止，收縮也相對(duì)穩(wěn)定，因此石油焦的煅燒溫度一般不能低于12501300。在煅燒時(shí)，原料中的其他雜質(zhì)也將受熱相繼排出。在低溫時(shí)首先要排出吸附的氣體例如氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳等。煅燒除硫：?1001200范圍內(nèi)

36、，石油焦揮發(fā)分實(shí)際上已經(jīng)完全排出，但還殘留約為0.1%0.2%的氫，硫的含量則視原焦中有機(jī)硫的含量而定，這些殘留的氫、硫以及其他的雜質(zhì)將會(huì)一直存在到石墨化高溫處理時(shí)才會(huì)基本排除?？梢姡鼈?cè)诮固恐行纬闪藷岱€(wěn)定性極高的化合物。最現(xiàn)實(shí)而有效的脫硫方法是高溫煅燒，因?yàn)楦邷乜梢源龠M(jìn)焦炭物質(zhì)的結(jié)構(gòu)重排，并且使得C-S間的化學(xué)鍵斷裂，硫要到12001500范圍內(nèi)才能夠大量的排出。利用生焦本身揮發(fā)分燃燒達(dá)到高溫時(shí)煅燒工藝無燃料的發(fā)展方向。中碎原料粉碎的目的：在炭素產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，各種炭石墨材料除了黏結(jié)劑外，都是由不同粒度的物料所組成的。所謂粒度，就是料塊大小的量度，常用毫米、目、微米、納米來表示。而各種顆

37、粒粒度的大小、數(shù)量、形狀和表面狀況等，對(duì)于炭石墨材料的生產(chǎn)工藝過程及制品性能等都有很大的影響。用于炭石墨生產(chǎn)的固體原料，雖然預(yù)碎、煅燒，料塊的塊度有所減小，但是一般粒度仍有1050mm左右，并且波動(dòng)較大、組成不均，與配方的粒度要求相距甚遠(yuǎn)，是不能直接用于炭石墨材料生產(chǎn)的配料的。石油焦在在完成煅燒過程后，其粒徑的大小不可以控制，而且粒度分布不均勻，不利于形成最緊密堆積。因此，此時(shí)的煅后焦不適用于成型，需要經(jīng)過破碎、篩分、再配料后，才適合混捏、成型。中碎就是為了完成之后的步驟而存在的車間，其最大的作用就是為了實(shí)現(xiàn)混捏、成型時(shí)能達(dá)到最緊密堆積的狀態(tài)，而準(zhǔn)備合適的粒徑和粒度分布的煅后焦。粉碎過程的特點(diǎn)

38、：物料的粒度變??；單位質(zhì)量的總表面積增加，粒度愈細(xì)，新增加的表面積愈多；粉碎物料需要消耗能量，粒度愈細(xì)，消耗的能量愈多。在理論上用于物料粉碎消耗的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪闲略黾拥谋砻娣e的表面能。粉碎的方法：粉碎的過程就是機(jī)械對(duì)物料施加外力作用的過程。物料的性質(zhì)，如強(qiáng)度和硬度，在粉碎過程中起著重要的作用。壓碎，利用機(jī)械裝置擠壓物料，給物料施以壓力的粉碎。劈碎，利用機(jī)械的尖劈扎入物料而產(chǎn)生的劈力來完成粉碎的過程。剪碎，物料在兩個(gè)粉碎工作面間如同受集中載荷的兩支點(diǎn)除了在外力作用點(diǎn)受剪力外，還能產(chǎn)生彎曲折斷，多用于硬脆大塊物料的粉碎。擊碎，利用設(shè)備和物料，物料和物料間的碰撞作用，而把物料擊碎。磨碎，用粉碎工作面

39、在物料上面相對(duì)移動(dòng)，對(duì)于物料施加一個(gè)剪切力而把物料磨碎?；炷蠡旌吓c混捏定義：所謂混捏，就是將各種不同種類及其各種不同粒度的干物料，并且加入液態(tài)黏結(jié)劑，采用機(jī)械攪拌的方法，是物料分布均勻，并且使得黏結(jié)劑薄薄地均勻地包裹在粉粒的表面，及滲透浸潤到粉粒表面的微孔中，使得物料具有一定塑性與密實(shí)度的工藝操作即成為混捏?；旌吓c混捏原理：煅后焦經(jīng)過破碎后可以得到不同大小的碳質(zhì)顆粒材料，為了獲得高質(zhì)量的石墨制品，我們要把不同粒度的碳質(zhì)材料和不同種類的原料適當(dāng)?shù)幕旌?。用合適 的稱量設(shè)備，按配方要求準(zhǔn)確的稱取不同粒度的重量，在碳和石墨制品生產(chǎn)中，正確的制定配方和準(zhǔn)確的配料操作，對(duì)以后的壓型、焙燒石墨化工序都有很大

40、的影響?；旌吓c混捏的目的：使各種不同物料均勻地分布。使各種不同粒徑的骨料均勻地分布，使顆粒之間的空隙用更小的顆粒來填充，以提高物料的實(shí)密程度。使干料和黏結(jié)劑分布均勻，黏結(jié)劑均勻覆蓋在干料顆粒的表面，并部分第滲透到顆粒的孔隙中去。使得干料和黏結(jié)劑組織結(jié)構(gòu)充分均勻的混合在一起，溫度適宜，并且成為你可塑性良好的糊料，使其便于壓型的工序。影響混合與混捏的質(zhì)量因素：粉末粒度及粒度的變化影響混合的質(zhì)量。粉末的顆粒形狀影響混勻度?；旌衔镏懈鱾€(gè)組分的比例以及分散度的比例?；旌衔锏拿芏群透鹘M分間的密度的比值?；旌衔镱w粒間的摩擦系數(shù)大小?；旌蠒r(shí)粉末移動(dòng)的速度。粉粒的凝集和相互的研磨作用。各種粉末間的性能差異以及氧

41、化情況等。成形成形定義：在前面經(jīng)過混捏而制成的糊料經(jīng)輥壓軋片冷卻后磨成的粉料及混合的干粉料，它還沒有固定的形狀和尺寸，也沒有達(dá)到較高的體積和密度，更沒有整體的強(qiáng)度。所謂的成形，就是將混捏后的糊料或者粉料，通過某種方法和一定的壓力，將其在模具內(nèi)壓成具有一定的形狀、一定的尺寸、一定的密度和機(jī)械強(qiáng)度的塊狀物體的工藝操作。成形方法：模壓成形法：這種方式是采用立式壓機(jī)，先按著制品的形狀和大小而制成模具，然后把一定數(shù)量的混捏好的糊料或者壓粉裝入壓機(jī)工作臺(tái)的模具內(nèi)，開動(dòng)壓機(jī)對(duì)糊料或者壓粉施加壓力，并且維持一定時(shí)間使其成形，之后把壓制好的壓坯從模具中頂出即可。擠壓成形法：擠壓法是采用臥式擠壓機(jī)，先將糊狀裝入壓

42、機(jī)的料室內(nèi)，用壓力機(jī)的主柱塞對(duì)糊料施加壓力。振動(dòng)成形法：振動(dòng)成形是將糊料裝入放置在振動(dòng)成形機(jī)的振動(dòng)臺(tái)上的模具內(nèi)，然后在上面放置一重錘，利用振動(dòng)臺(tái)的高速振動(dòng)，使得糊料達(dá)到密實(shí)而成形的目的。等靜壓成形法：等靜壓成形是在等靜壓壓力容器里完成的，它將壓粉裝入橡膠或者塑料制成的彈性模具內(nèi)，封好之后放入高壓容器內(nèi)，用超高壓泵打入高壓液體介質(zhì)，使壓粉受壓而成形。影響因素：顆粒的不等軸程度愈大，其擇優(yōu)取向愈明顯，制品的各向異性也愈加明顯。例如針狀焦顆粒呈現(xiàn)針狀，不等軸程度很大，故其制品的各向異性很明顯。成形時(shí)候顆粒移動(dòng)的形成越長，則顆粒的取向過程越充分，擇優(yōu)取向效果越好，從而使得制品的各向異性越大。焙燒焙燒定

43、義：焙燒過程實(shí)際上是使生坯通過熱處理將黏結(jié)劑炭化為黏結(jié)劑焦的過程。就是將壓制好的生坯放置在焙燒爐內(nèi)，隔絕空氣進(jìn)行加熱，黏結(jié)劑在一定的溫度下，進(jìn)行一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，在炭骨料的表面生成一定厚度的黏結(jié)劑焦膜。通過黏結(jié)劑焦而使炭粉顆粒與顆粒之間連接成具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和理化性質(zhì)的整體。焙燒目的：獲得粘合焦，使分散的炭顆粒能成為有機(jī)的整體，也就是使得黏結(jié)劑完成炭化的過程。使制品結(jié)構(gòu)趨于更加均勻，且無內(nèi)外裂紋、空洞與氣孔等缺陷。使制品具有一定的幾何尺寸。形狀和機(jī)械強(qiáng)度及性能。焙燒制品的機(jī)械強(qiáng)度和性能取決于焙燒時(shí)黏結(jié)劑轉(zhuǎn)變成黏結(jié)劑焦炭的數(shù)量，而機(jī)械性能與焦化值有直接的關(guān)系。焙燒過程：第一階段稱為預(yù)熱階段

44、，溫度為室溫至200，在此階段中主要是黏結(jié)劑軟化。第二階段溫度為200300之間，毛坯隨著溫升高而排出水分、二氧化碳、輕油等，并且部分進(jìn)行脫氫縮聚反應(yīng)，主要是瀝青中的石油質(zhì)和瀝青質(zhì)逐漸縮聚成分子量更大的苯不溶物。300時(shí)，由于熱分解而新形成的物質(zhì)的排出幾乎占揮發(fā)物總量的20%。第三階段為成焦的階段，溫度為300750之間，此階段是影響焙燒質(zhì)量的關(guān)鍵階段。黏結(jié)劑進(jìn)行大量復(fù)雜的分解、聚合、環(huán)化、芳構(gòu)化反應(yīng)，使黏結(jié)劑基本上轉(zhuǎn)變成黏結(jié)焦。第四階段為排出外圍異類原子階段，溫度為7501100之間。在此階段中，黏結(jié)焦中形成大型的芳香族平面分子，平面分子的外圍異類原子及原子基團(tuán)發(fā)生斷裂被排除，隨著溫度的升高

45、平面分子發(fā)生重排現(xiàn)象。900以上邊緣氫原子逐漸斷裂與排除，同時(shí)黏結(jié)劑焦進(jìn)一步收縮及致密化。焙燒過程是一個(gè)初期炭化的過程。但是它形成了對(duì)高溫炭質(zhì)的性質(zhì)有決定意義的基本結(jié)構(gòu)，是炭化中最重要的過程。特別是液相炭化過程，如果控制了炭化反應(yīng)，就能制得高強(qiáng)度的黏結(jié)劑焦。浸漬浸漬的目的：浸漬的目的在于將熔融瀝青等浸漬劑，充填到這種氣孔以及骨科焦炭顆粒中原來存在的開口氣孔里，經(jīng)過二次的焙燒使得氣孔率或通氣孔率減少，同時(shí)，提高了坯料的密度、強(qiáng)度、彈性模量、線膨系數(shù)，或者可以提高耐腐蝕性與耐磨性、提高導(dǎo)電性等。對(duì)于浸漬劑的要求：具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。具有易于浸入炭石墨材料微孔的流動(dòng)性。具有良好的吸附性及浸后的良好

46、不透氣性。能最大限度地提高材料的機(jī)械強(qiáng)度。影響浸漬效果的因素：工藝條件影響：溫度因素會(huì)對(duì)浸漬效果有影響，產(chǎn)品預(yù)熱太高容易氧化，溫度太低，從預(yù)熱箱出來很快的冷卻，進(jìn)入浸漬罐，浸漬劑遇到冷制品，其粘度會(huì)增高，流動(dòng)性也會(huì)變差。壓力因素也會(huì)有影響。炭石墨制品裝入浸漬罐之后，首先抽真空，目的是將罐內(nèi)和制品內(nèi)的殘余空氣抽走，同時(shí)排出浸漬罐內(nèi)的水蒸氣，便于浸漬劑的浸入。浸漬劑理化性質(zhì)的影響：浸漬劑的密度越大，浸漬的效果就會(huì)越好。黏度適當(dāng)為好，浸漬劑的黏度越小，流動(dòng)性會(huì)越好，就比較容易滲透到較小的氣孔中去。浸漬劑液體表面張力越大就越好，表面張力越大，則對(duì)產(chǎn)品的表面潤濕接觸角越小，致使毛細(xì)滲透壓越大，對(duì)產(chǎn)品的潤

47、濕就越好，浸漬效果就比較好。浸漬劑中的懸浮物越小且呈球狀越好，球形細(xì)粒的穿透力強(qiáng)，則浸漬的效果較好。石墨化石墨化定義：炭石墨材料與制品的生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)是多工序，而其中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的工序是石墨化，所謂石墨化，就是把焙燒品置于高溫爐內(nèi)，在保護(hù)介質(zhì)中加熱到23002500以上，使六角碳原子平面網(wǎng)絡(luò)從二維空間的無序排列，轉(zhuǎn)變?yōu)槿豢臻g的有序排列的石墨結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚淼倪^程。目的和作用：提高材料的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能；提高材料的熱穩(wěn)定性和耐熱沖擊性及化學(xué)穩(wěn)定性；提高材料的潤滑性能和耐磨性；排除材料中的雜質(zhì)，調(diào)高純度；降低材料的硬度，便于作機(jī)械加工。石墨化的方法：按照加熱方式，可以分為直接法和間接法，直接法通

48、常就是指電源與制品直接接觸，制品的本身就是導(dǎo)電體，通過電阻的加熱，使得制品達(dá)到石墨化的溫度；間接法，是電源與制品不直接接觸，熱能是通過感應(yīng)或輻射的途徑傳遞，一般說來，制品可以在爐子中移動(dòng)。按運(yùn)行方法可以分為間歇式和連續(xù)兩種，艾奇遜爐子和串接式爐都是間歇式石墨化。按電流的整流與否分交流石墨化和直流石墨化。影響石墨化過程的因素：石墨化熱處理時(shí)間：關(guān)于石墨化，溫度注定是決定性的因素，實(shí)際工業(yè)上認(rèn)為石墨化的最高溫度是控制質(zhì)量的角色，但是現(xiàn)在許多研究表明，不能忽視石墨化的時(shí)間功效，氣氛對(duì)石墨化過程：在熱處理的過程中，氣氛對(duì)焦炭性質(zhì)形成的影響十分重要。如果石墨化在真空條件下進(jìn)行，則它將達(dá)不到在一般大氣壓下

49、能夠達(dá)到的石墨化程度。微量氧的存在能促進(jìn)石墨化。壓力和塑性變形：內(nèi)應(yīng)力與氣氛和溫度一樣，在石墨化過程中有著非常重要的作用，有資料研究表明，各向異性熱膨脹會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，這是增進(jìn)雛晶長大和石墨化的原動(dòng)力。石墨化過程中共存物質(zhì)：眾所周知，碳從熔融金屬液中析出或者通過碳化物的分解，能生成結(jié)晶度高的石墨，共存物質(zhì)在石墨化過程中起催化作用。放射線輻照：一般來說，石墨結(jié)構(gòu)因輻照引起的變化是同石墨化相反的方向進(jìn)行的。機(jī)加工機(jī)械加工的目的：各種炭石墨制品，雖然在成形之后已經(jīng)具有一定的形狀和尺寸，但是，從壓坯經(jīng)過焙燒、浸漬和石墨化處理到石墨化毛坯的過程中，產(chǎn)生膨脹與收縮、變形與彎曲、破損或掉角，表面粘附一些

50、填充料和保溫料而粗糙不平，其形狀和尺寸均發(fā)生一定程度的變化，它不能達(dá)到在使用時(shí)對(duì)制品的形狀，尺寸大小及表面粗糙度的嚴(yán)格要求，因此，不經(jīng)過機(jī)械加工就不能使用。炭石墨制品進(jìn)行機(jī)械加工的目的是使產(chǎn)品滿足使用時(shí)所規(guī)定的形狀、尺寸和表面粗糙度及其他的特殊要求。機(jī)械加工機(jī)床的選擇：加工電極的車床應(yīng)滿足：車床頂尖中心高應(yīng)大于待加工電極的半徑；車床頂尖間距最大距離應(yīng)該大于待加工電極的長度；車床兩導(dǎo)軌間距要寬，機(jī)床剛性要好。4.3.2 各流程設(shè)備選擇設(shè)備選擇原則選用性能先進(jìn)、質(zhì)量優(yōu)良的設(shè)備；選用節(jié)能環(huán)保類型的設(shè)備；選擇自動(dòng)化程度高、能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的設(shè)備。主要設(shè)備選擇：本研究項(xiàng)目設(shè)備的選擇要求在滿足儲(chǔ)存條件和保

51、證設(shè)備性能的前提之下，本著技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全、節(jié)約成本、減少投資、保護(hù)環(huán)境為原則，盡可能的依靠國內(nèi)的技術(shù)，生產(chǎn)設(shè)備依賴國內(nèi)制造。本研究項(xiàng)目以石油焦為主要原材料，生產(chǎn)工藝無特殊的要求，所需要的設(shè)備均為新型的環(huán)保設(shè)備。各車間的主要生產(chǎn)設(shè)備見表4.2：表4.2 主要設(shè)備一覽表序號(hào)主要設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格及型號(hào)備注一1二123456三1四1五1六1七12八1煅燒煅燒爐中碎破碎機(jī)破碎機(jī)破碎機(jī)磨粉機(jī)振動(dòng)篩除塵器混合及混捏混合機(jī)成形成形機(jī)焙燒焙燒爐浸漬浸漬罐石墨化石墨化爐石墨化爐機(jī)加工數(shù)控車床 1 111131 4 1 1 罐式煅燒爐 反擊式破碎機(jī)對(duì)輥破碎機(jī)顎式破碎機(jī)雷蒙磨 3000L混捏鍋 振動(dòng)成形

52、機(jī) 32室連續(xù)式焙燒爐 艾奇遜石墨化爐內(nèi)串石墨化爐 4.3.3 各流程方案確定依據(jù)本工程在確定方案時(shí)秉承著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠的原則，確保各項(xiàng)工藝指標(biāo)穩(wěn)定的情況下，安全生產(chǎn)，根據(jù)生產(chǎn)工藝操作的條件、生產(chǎn)特點(diǎn)，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，有效的控制原材料的消耗和能耗，盡量的減少個(gè)階段副產(chǎn)物的產(chǎn)生，使得整個(gè)生產(chǎn)流程能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，在各工藝方案的確定時(shí)，在保持原有工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新加工，慢慢領(lǐng)先于同行業(yè)的技術(shù)水平。4.3.4 各流程的創(chuàng)新點(diǎn)和優(yōu)勢原材料：硫是一種有害的組分。含硫多的石油焦在石墨化時(shí)會(huì)發(fā)生爆裂的異常膨脹的現(xiàn)象，使制品開裂，這種異常膨脹的大小隨著焦炭品種而異。本項(xiàng)目選用含硫量低的石油焦，這樣

53、既減少有害物質(zhì)的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，符合國家的要求，而且會(huì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量。煅燒：煅燒是生產(chǎn)炭和石墨制品的第一道工序，煅后料的質(zhì)量直接影響炭素產(chǎn)品的質(zhì)量。應(yīng)對(duì)原料及煅后料中的硫分及其他揮發(fā)分進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，并在煅燒過程中對(duì)爐內(nèi)各層溫度進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。煅燒爐采用28罐罐式煅燒爐。28罐逆流式斜罐煅燒爐，不但適應(yīng)了延遲焦的煅燒，而且爐子的主要技術(shù)指標(biāo)都得到了提高。普遍推廣和進(jìn)一步完善這種爐型對(duì)炭素工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。煅燒產(chǎn)生的煙氣可將其利用到浸漬車間進(jìn)行加熱，以再次利用防止污染空氣，并且循環(huán)利用有利于減少能耗，節(jié)約投資成本，最大程度的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。中碎：本設(shè)計(jì)所需采購的設(shè)備均來自國內(nèi)有信譽(yù)的機(jī)械

54、生產(chǎn)企業(yè)，在設(shè)備質(zhì)量與售后服務(wù)上有一定的保證，可以放心、安全地進(jìn)行生產(chǎn)；生產(chǎn)能力方面做得比較貼合實(shí)際，在保證生產(chǎn)和余量的基礎(chǔ)上沒有過多的設(shè)備產(chǎn)能剩余，充分發(fā)揮了設(shè)備的利用價(jià)值，提高了企業(yè)效益；選用設(shè)備以環(huán)保節(jié)能為主，并進(jìn)行了設(shè)備成本控制，保證企業(yè)在最小的成本上，可以獲得做大的經(jīng)濟(jì)效益；本設(shè)計(jì)考慮了環(huán)保方面的問題，應(yīng)國家綠色環(huán)保相關(guān)文件要求，在車間安裝有布袋除塵設(shè)備，使粉塵排放達(dá)到國家要求，并且回收的粉塵可以進(jìn)一步利用，提高了企業(yè)的效益。成形：本項(xiàng)目采用振動(dòng)成形法，該成形方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，所需動(dòng)力較小，操作簡單；所成形的磚坯密度較高且比較均勻，氣空率較低，耐壓強(qiáng)度高，外形規(guī)整，棱角完好； 對(duì)模板的材質(zhì)要求不高等優(yōu)點(diǎn)。因此采用振動(dòng)成形。焙燒：本項(xiàng)目焙燒創(chuàng)新點(diǎn)主要對(duì)余溫進(jìn)行利用，在進(jìn)行正式點(diǎn)火升溫的時(shí)候，先利用從瀝青爐中傳來的煙氣對(duì)焙燒制品進(jìn)行預(yù)熱，這樣的優(yōu)點(diǎn)是合理的利用了前面幾道工藝生產(chǎn)之后所產(chǎn)生的熱能，又可以利用這些余熱使得焙燒爐升到一定的溫度，減少了天然氣等能源的使用，降低了生產(chǎn)成本。最后煙氣進(jìn)行