石墨電極的生產(chǎn)工藝流程和質(zhì)量指標(biāo)的及消耗原理實(shí)用文檔

石墨電極的生產(chǎn)工藝流程和質(zhì)量指標(biāo)的及消耗原理實(shí)用文檔(實(shí)用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

目錄石墨電極的生產(chǎn)工藝流程和質(zhì)量指標(biāo)的及消耗原理實(shí)用文檔(實(shí)用文檔，可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）一、石墨電極的原料及制造工藝二、石墨電極的質(zhì)量指標(biāo)三、電爐煉鋼簡(jiǎn)介及石墨電極的消耗機(jī)理石墨電極的原料及制造工藝石墨電極是采用石油焦、針狀焦為骨料,煤瀝青為粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化、機(jī)械加工等一系列工藝過(guò)程生產(chǎn)出來(lái)的一種耐高溫石墨質(zhì)導(dǎo)電材料。石墨電極是電爐煉鋼的重要高溫導(dǎo)電材料，通過(guò)石墨電極向電爐輸入電能，利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧產(chǎn)生的高溫作為熱源，使?fàn)t料熔化進(jìn)行煉鋼。其他一些冶煉黃磷、工業(yè)硅、磨料等材料的礦熱爐也用石墨電極作為導(dǎo)電材料。利用石墨電極優(yōu)良而特殊的物理化學(xué)性能，在其他工業(yè)部門(mén)也有廣泛的用途。生產(chǎn)石墨電極的原料有石油焦、針狀焦和煤瀝青石油焦是石油渣油、石油瀝青經(jīng)焦化后得到的可燃固體產(chǎn)物。色黑多孔,主要元素為碳，灰分含量很低，一般在0。5%以下。石油焦屬于易石墨化炭一類(lèi)，石油焦在化工、冶金等行業(yè)中有廣泛的用途，是生產(chǎn)人造石墨制品及電解鋁用炭素制品的主要原料.石油焦按熱處理溫度區(qū)分可分為生焦和煅燒焦兩種，前者由延遲焦化所得的石油焦，含有大量的揮發(fā)分，機(jī)械強(qiáng)度低，煅燒焦是生焦經(jīng)煅燒而得。中國(guó)多數(shù)煉油廠只生產(chǎn)生焦，煅燒作業(yè)多在炭素廠內(nèi)進(jìn)行。石油焦按硫分的高低區(qū)分，可分為高硫焦（含硫1.5%以上）、中硫焦(含硫0。5%-1.5%)、和低硫焦（含硫0.5％以下）三種,石墨電極及其它人造石墨制品生產(chǎn)一般使用低硫焦生產(chǎn)。針狀焦是外觀具有明顯纖維狀紋理、熱膨脹系數(shù)特別低和很容易石墨化的一種優(yōu)質(zhì)焦炭，焦塊破裂時(shí)能按紋理分裂成細(xì)長(zhǎng)條狀顆粒(長(zhǎng)寬比一般在1.75以上),在偏光顯微鏡下可觀察到各向異性的纖維狀結(jié)構(gòu)，因而稱之為針狀焦.針狀焦物理機(jī)械性質(zhì)的各向異性十分明顯,平行于顆粒長(zhǎng)軸方向具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，熱膨脹系數(shù)較低，在擠壓成型時(shí),大部分顆粒的長(zhǎng)軸按擠出方向排列。因此,針狀焦是制造高功率或超高功率石墨電極的關(guān)鍵原料，制成的石墨電極電阻率較低，熱膨脹系數(shù)小，抗熱震性能好。針狀焦分為以石油渣油為原料生產(chǎn)的油系針狀焦和以精制煤瀝青原料生產(chǎn)的煤系針狀焦.煤瀝青是煤焦油深加工的主要產(chǎn)品之一.為多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮叵聻楹谏哒扯劝牍腆w或固體，無(wú)固定的熔點(diǎn)，受熱后軟化，繼而熔化，密度為1。25－1。35g/cm3。按其軟化點(diǎn)高低分為低溫、中溫和高溫瀝青三種。中溫瀝青產(chǎn)率為煤焦油的54－56％。煤瀝青的組成極為復(fù)雜，與煤焦油的性質(zhì)及雜原子的含量有關(guān),又受煉焦工藝制度和煤焦油加工條件的影響。表征煤瀝青特性的指標(biāo)很多，如瀝青軟化點(diǎn)、甲苯不溶物(TI）、喹啉不溶物（QI）、結(jié)焦值和煤瀝青流變性等。煤瀝青在炭素工業(yè)中作為粘結(jié)劑和浸漬劑使用，其性能對(duì)炭素制品生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量影響極大。粘結(jié)劑瀝青一般使用軟化點(diǎn)適中、結(jié)焦值高、β樹(shù)脂高的中溫或中溫改質(zhì)瀝青,浸漬劑要使用軟化點(diǎn)較低、QI低、流變性能好的中溫瀝青。下圖為炭素企業(yè)石墨電極生產(chǎn)工藝流程圖煅燒:炭質(zhì)原料在高溫下進(jìn)行熱處理,排出所含的水分和揮發(fā)份，并相應(yīng)提高原料理化性能的生產(chǎn)工序稱為煅燒.一般炭質(zhì)原料采用燃?xì)饧白陨頁(yè)]發(fā)份作為熱源進(jìn)行煅燒，最高溫度為1250-1350℃。煅燒使炭質(zhì)原料的組織結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能發(fā)生深刻變化，主要體現(xiàn)在提高了焦炭的密度、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，提高了焦炭的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性能，為后序工序奠定了基礎(chǔ)。煅燒的設(shè)備主要有罐式煅燒爐、回轉(zhuǎn)窯和電煅燒爐.煅燒質(zhì)量控制指標(biāo)是石油焦真密度不小于2。07g/cm3，電阻率不大于550μΩ.m,針狀焦真密度不小于2。12g/cm3，電阻率不大于500μΩ.m.原料的破碎處理和配料在配料之前，須對(duì)大塊煅后石油焦和針狀焦進(jìn)行中碎、磨粉、篩分處理.中碎通常是將50mm左右的物料通過(guò)顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)等破碎設(shè)備進(jìn)一步破碎到配料所需的0。5-20mm的粒度料。磨粉是通過(guò)懸棍式環(huán)輥磨粉機(jī)（雷蒙磨)、球磨機(jī)等設(shè)備將炭質(zhì)原料磨細(xì)到0.15mm或0.075mm粒徑以下的粉末狀小顆粒的過(guò)程.篩分是通過(guò)具有均勻開(kāi)孔的一系列篩子，將破碎后尺寸范圍較寬的物料分成尺寸范圍較窄的幾種顆粒粒級(jí)的過(guò)程，現(xiàn)行電極生產(chǎn)通常需要4—5個(gè)顆粒料粒級(jí)和1-2個(gè)粉料粒級(jí)。配料是按配方要求,對(duì)各種粒度的骨料和粉料、粘結(jié)劑分別計(jì)算、稱量和聚焦的生產(chǎn)過(guò)程。配方的科學(xué)性適宜性和配料操作的穩(wěn)定性是影響產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)和使用性能的最重要因素之一.配方需確定5方面內(nèi)容:①選擇原料的種類(lèi)；②確定不同種類(lèi)原料的比例;③確定固體原料粒度組成；④確定粘結(jié)劑的用量；⑤確定添加劑的種類(lèi)和用量。返回料的回用（生碎、石墨碎、焙燒碎)配方基本原則：球體最緊密堆積原理電極配方中最大顆粒尺寸的確定大顆粒配方混捏:在一定溫度下將定量的各種粒度炭質(zhì)顆粒料和粉料與定量的粘結(jié)劑攪拌混合均勻，捏合成可塑性糊料的工藝過(guò)程稱為混捏?；炷蟮倪^(guò)程：干混（20-35min)濕混(40-55min）混捏的作用：①干混時(shí)使各種原料混合均勻，同時(shí)使不同粒度大小的固體炭質(zhì)物料均勻地混合和填充，提高混合料的密實(shí)度；②加入煤瀝青后使干料和瀝青混合均勻，液態(tài)瀝青均勻涂布和浸潤(rùn)顆粒表面,形成一層瀝青粘結(jié)層，把所有物料互相粘結(jié)在一起,進(jìn)而形成均質(zhì)的可塑性糊料，有利于成型；③部分煤瀝青浸透到炭質(zhì)物料內(nèi)部空隙，進(jìn)一步提高了糊料的密度和粘結(jié)性。成型：炭材料的成型是指混捏好的炭質(zhì)糊料在成型設(shè)備施加的外部作用力下產(chǎn)生塑性變形，最終形成具有一定形狀、尺寸、密度和強(qiáng)度的生坯（或稱生制品）的工藝過(guò)程。成型的種類(lèi)、設(shè)備及所生產(chǎn)產(chǎn)品：成型方法常用設(shè)備主要產(chǎn)品模壓立式液壓機(jī)電碳、低檔次細(xì)結(jié)構(gòu)石墨擠壓臥式液壓擠壓機(jī)螺桿擠壓機(jī)石墨電極、方電極振動(dòng)成型振動(dòng)成型機(jī)鋁用碳磚、高爐碳磚等靜壓等靜壓成型機(jī)各向同性石墨、異性石墨擠壓的操作①?zèng)隽?圓盤(pán)涼料、圓筒涼料、混捏式?jīng)隽系确绞脚懦鰮]發(fā)份、降低至適宜溫度（90-120℃）增加粘結(jié)力,使糊料塊度均勻利于成型20—30min②裝料:壓機(jī)升擋板—-——分2—3次下料---—4-10MPa壓實(shí)③預(yù)壓：壓力20-25MPa,時(shí)間3-5min，同時(shí)抽真空④擠壓：壓機(jī)降擋板————5-15MPa擠壓---—剪切-—--翻入冷卻水槽擠壓的技術(shù)參數(shù)：壓縮比、壓機(jī)料室及嘴型溫度、涼料溫度、預(yù)壓壓力時(shí)間、擠壓壓力、擠壓速度、冷卻水溫度生坯的檢查：體積密度、外觀敲擊、剖析焙燒：是炭制品生坯在填充料保護(hù)下、裝入專門(mén)設(shè)計(jì)的加熱爐內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)崽幚恚股髦械拿簽r青炭化的工藝過(guò)程.煤瀝青炭化后形成的瀝青焦將炭質(zhì)骨料和粉料顆粒固結(jié)在一起，焙燒后的炭制品具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較低的電阻率、較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。焙燒是炭素制品生產(chǎn)的主要工序之一，也是石墨電極生產(chǎn)三大熱處理過(guò)程中的重要一環(huán),焙燒生產(chǎn)周期較長(zhǎng)（一焙22-30天，二焙依爐型5—20天）,而且能耗較高。生坯焙燒的質(zhì)量對(duì)成品質(zhì)量和生產(chǎn)成本都有一定影響。生坯內(nèi)煤瀝青在焙燒過(guò)程中焦化，排出10％左右的揮發(fā)份,同時(shí)體積產(chǎn)生2-3%的收縮,質(zhì)量損失8—10％。炭坯的理化性能也發(fā)生了顯著變化，由于氣孔率增加體積密度由1。70g/cm3降為1.60g/cm3，電阻率10000μΩ.m左右降至40—50μΩ.m，焙燒坯的機(jī)械強(qiáng)度也大為提高.二次焙燒是焙燒品浸漬后進(jìn)行再次焙燒，使浸入焙燒品孔隙中的瀝青炭化的工藝過(guò)程。生產(chǎn)體積密度要求較高的電極（除RP以外的所有品種）和接頭坯料需進(jìn)行二焙，接頭坯料還需進(jìn)行三浸四焙或二浸三焙。焙燒爐主要爐型：連續(xù)作業(yè)----環(huán)式爐（帶蓋、不帶蓋）、隧道窯間歇作業(yè)—--—倒焰窯、車(chē)底式焙燒爐、箱式焙燒爐焙燒曲線及最高溫度：一次焙燒————320、360、422、480小時(shí)，1250℃二次焙燒--—-125、240、280小時(shí),700—800℃焙燒品的檢查：外觀敲擊、電阻率、體積密度、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析浸漬是將炭材料置于壓力容器中，在一定的溫度和壓力條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到制品電極孔隙中的工藝過(guò)程。目的是降低制品氣孔率，增加制品體積密度和機(jī)械強(qiáng)度,改善制品的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。浸漬的工藝流程及相關(guān)技術(shù)參數(shù)是:焙燒坯——表面清理--預(yù)熱（260-380℃，6—10小時(shí)）——裝入浸漬罐——抽真空（8—9KPa，40—50min)——注瀝青（180—200℃）——加壓（1。2—1.5MPa，3—4小時(shí)）——返瀝青——冷卻（罐內(nèi)或罐外)浸漬品的檢查:浸漬增重率G=（W2-W1）/W1×100％一次浸漬品增重率≥14%二次浸漬品增重率≥9%三次浸漬品增重率≥5%石墨化是指在高溫電爐內(nèi)保護(hù)介質(zhì)中把炭制品加熱到2300℃以上,使無(wú)定形亂層結(jié)構(gòu)炭轉(zhuǎn)化成三維有序石墨晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的高溫?zé)崽幚磉^(guò)程。平面六角網(wǎng)格層狀結(jié)構(gòu)石墨化的目的和作用:①提高炭材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性（電阻率降低4—5倍,導(dǎo)熱性提高約10倍);②提高炭材料的抗熱振性能和化學(xué)穩(wěn)定性（線膨脹系數(shù)降低50-80%）；③使炭材料具有潤(rùn)滑性和抗磨性；④排出雜質(zhì)，提高炭材料的純度(制品的灰分由0。5-0.8％降到0.3％左右）。石墨化過(guò)程的實(shí)現(xiàn)：炭材料的石墨化是在2300—3000℃高溫下進(jìn)行的，故工業(yè)上只有通過(guò)電加熱方式才能實(shí)現(xiàn)，即電流直接通過(guò)被加熱的焙燒品,這時(shí)裝入爐內(nèi)的焙燒品既是通過(guò)電流產(chǎn)生高溫的導(dǎo)體,又是被加熱到高溫的對(duì)象。目前廣泛采用的爐型有艾奇遜(Acheson）石墨化爐和內(nèi)熱串接(LWG）爐。前者產(chǎn)量大、溫差大、電耗較高，后者加熱時(shí)間短、電耗低、電阻率均勻但不好裝接頭。石墨化工藝過(guò)程的控制是通過(guò)測(cè)溫確定與升溫情況相適應(yīng)的電功率曲線進(jìn)行控制,通電時(shí)間艾奇遜爐50-80小時(shí)，LWG爐9-15小時(shí)。石墨化的電耗很大,一般為3200—4800KWh，工序成本約占整個(gè)生產(chǎn)成本的20—35%石墨化品的檢查：外觀敲擊、電阻率測(cè)試機(jī)械加工:炭石墨材料機(jī)械加工的目的是依靠切削加工來(lái)到達(dá)所需要的尺寸、形狀、精度等，制成符合使用要求電極本體和接頭。石墨電極加工分為電極本體和接頭兩個(gè)獨(dú)立加工過(guò)程。本體加工包括鏜孔與粗平端面、車(chē)外圓與精平端面和銑螺紋3道工序，圓錐形接頭的加工可分為6道工序：切斷、平端面、車(chē)錐面、銑螺紋、鉆孔安栓和開(kāi)槽。電極接頭連接方式：圓錐形接頭連接(一吋三扣和一吋四扣）、圓柱形接頭連接、凹凸連接（公母扣連接）加工精度的控制:螺紋錐度偏差、螺紋螺距、接頭(孔）大徑偏差、接頭孔同軸度、接頭孔垂直度、電極端面平整度、接頭四點(diǎn)偏差等。用專用環(huán)規(guī)和板規(guī)等檢查。成品電極的檢查：精度、重量、長(zhǎng)度、直徑、體積密度、電阻率、預(yù)裝配合精度等。石墨電極的質(zhì)量指標(biāo)反映石墨電極質(zhì)量和使用性能的指標(biāo)主要有:體積密度db、電阻率ρ、抗折強(qiáng)度σ、彈性模量E、熱膨脹系數(shù)α和灰分A％。根據(jù)這幾項(xiàng)指標(biāo)的差異以及原料和制造工藝的不同,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（YB/T4088/89/90—2000)中將石墨電極分為普通功率石墨電極（RP)、高功率石墨電極（HP）、超高功率石墨電極(UHP）三種。后石墨電極生產(chǎn)廠根據(jù)用戶使用需求增加了高體密石墨電極（HD）和準(zhǔn)超高石墨電極（SHP）兩種。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，各企業(yè)有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，客戶訂貨時(shí)也會(huì)提出自己的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。下表為方大炭素的RP、HP及UHP電極內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格普通功率高功率超高功率≤φ300≥φ350≤φ400≥φ450≤φ400≥φ450電阻率μΩ·m不大于電極8。56。55。5接頭6.55。54.5體積密度g/cm3不小于電極1.531.521。621.621。671.66接頭1.691。731.75抗折強(qiáng)度Mpa不小于電極8.57.010。59.811。0接頭15。016.020。0彈性摸量Gpa不大于電極9.312。014.0接頭14。016。018.0熱膨脹系數(shù)10—61/℃不大于電極2.92.41.5接頭2。82。21。4體積密度是石墨電極試樣的質(zhì)量與其體積的比值，單位g/cm3，體積密度越大說(shuō)明電極越密實(shí)，與強(qiáng)度、抗氧化性能是正相關(guān)，一般而言，同品種電極體積密度越大，其電阻率也越低。提高體積密度的途徑是：調(diào)整配方、增加小粒級(jí)料和粉料用量，用真密度高的焦,使用結(jié)焦值高的瀝青和增加浸漬次數(shù)等。電阻率是來(lái)衡量電極的導(dǎo)電能力的參數(shù),是指電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體對(duì)電流阻力的一種性質(zhì),數(shù)值上等于長(zhǎng)度為1m、截面積為1m2的導(dǎo)體在一定溫度條件下的電阻值,單位μΩ·m。電阻率越低，電極在使用中導(dǎo)電性越好、消耗就越低。降低電阻率的途徑有：使用優(yōu)質(zhì)原料,提高制品體積密度,提高石墨化溫度等?？拐蹚?qiáng)度是表征石墨材料的力學(xué)性能的參數(shù),也叫抗彎強(qiáng)度,是指當(dāng)外力與物體軸線相垂直，物體受外力作用后先呈彎曲到折斷瞬間的極限抵抗能力，單位為MPa。石墨材料的強(qiáng)度有個(gè)與其他金屬非金屬顯著不同的特點(diǎn)，其強(qiáng)度隨溫度升高而增大，在2000—2500℃達(dá)到最高,為常溫的1。8—2倍,之后有所下降。強(qiáng)度高的電極、接頭，在使用中越不易折斷。提高抗折強(qiáng)度的途徑是：減小配方中焦炭的粒度，提高炭質(zhì)原料強(qiáng)度，提高制品的體積密度，減少制品內(nèi)部缺陷等.彈性模量是力學(xué)性能的一個(gè)重要方面，是衡量材料彈性形變能力的指標(biāo)，指材料在彈性變形范圍內(nèi),應(yīng)力和應(yīng)變的比值，單位為GPa。彈性模量越大,要產(chǎn)生一定彈性變形所需的應(yīng)力越大，簡(jiǎn)單講，彈性模量越大材料越脆，彈性模量越小材料越柔。彈性模量的高低對(duì)電極使用起一個(gè)綜合性的作用，制品的體積密度越高越密實(shí)，彈性模量越大，但制品的抗熱振性能越差，越易產(chǎn)生開(kāi)裂掉塊。在生產(chǎn)中，往往通過(guò)配方粒級(jí)的調(diào)整、制品體積密度的高低掌握一個(gè)比較適應(yīng)使用要求的彈性模量值。熱膨脹系數(shù)是指材料受熱后膨脹程度的度量,即當(dāng)溫度升高1℃時(shí)，引起單位的固體材料試樣在某一特定方向上的膨脹比例常數(shù),稱為沿該方向的線膨脹系數(shù)，單位1×10-6/℃。在沒(méi)有特別注明之處，熱膨脹系數(shù)均指線膨脹系數(shù)，石墨電極軸向和徑向線膨脹系數(shù)差異很大,徑向要比軸向大0.8—1倍,石墨電極質(zhì)量指標(biāo)中的熱膨脹系數(shù)是指軸向熱膨脹系數(shù)。石墨電極的熱膨脹系數(shù)是非常重要的熱學(xué)參數(shù)，數(shù)值越低,表明制品的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，抗氧化性越高，表現(xiàn)在使用上反映出折斷越少，消耗越低。降低熱膨脹系數(shù)的途徑：主要由原料固有性能決定使用質(zhì)量好的原料,配方使用粒度較大配方或增加大顆粒用量（但會(huì)使制品密度和強(qiáng)度降低）?；曳质侵钢破分谐际獾钠渌腆w元素含量.石墨電極中的灰分主要受所用原料的灰分大小影響，石油焦針狀焦灰分較低，所以石墨電極灰分一般不超過(guò)0。5%,灰分含量在1％以內(nèi)對(duì)煉鋼無(wú)明顯影響,但灰分中的雜質(zhì)元素會(huì)降低電極的抗氧化性能?？篃嵴褚蜃邮潜碚骺篃嵴裥阅艿膮?shù),抗熱振性能是材料自身的一種特性,它表述的是承受急冷急熱的一種性能，換句話說(shuō)，是材料在一定的溫度梯度之下抗碎裂的一種性能，是影響電極使用的一個(gè)很重要的綜合性的因素.K——抗熱震因子，w/m；σ—-抗拉強(qiáng)度，MPa；E—-彈性模量,MPa；λ-—熱導(dǎo)率，w/m·k；α-—熱膨脹系數(shù)，1/KK為一相對(duì)值，該值越大，抗熱振性能就越強(qiáng)。石墨電極的K值與其在電弧爐中的表現(xiàn)有著較高的相關(guān)性，即較高的K值,對(duì)應(yīng)于電極較低的破碎和斷裂。電爐煉鋼簡(jiǎn)介近現(xiàn)代煉鋼方法主要有轉(zhuǎn)爐煉鋼法、平爐煉鋼法和電爐煉鋼法。平爐煉鋼法已基本被淘汰，電爐煉鋼法與轉(zhuǎn)爐煉鋼法最根本的差別在于，電爐煉鋼法是以電能作為熱源，而電弧爐煉鋼是應(yīng)用得最為普遍的電爐煉鋼方法。我們通常所說(shuō)的電爐煉鋼,主要是指電弧爐煉鋼，因?yàn)槠渌?lèi)型的電爐如感應(yīng)電爐、電渣爐等所煉的鋼數(shù)量較少。電弧爐煉鋼是靠電極和爐料間放電產(chǎn)生的電弧，使電能在弧光中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并借助輻射和電弧的直接作用加熱并熔化金屬和爐渣，冶煉出各種成分的鋼和合金的一種煉鋼方法。石墨電極的消耗機(jī)理石墨電極在電爐煉鋼中的消耗量主要與電極本身質(zhì)量有關(guān)，也與煉鋼的爐況（如爐子新舊、有無(wú)機(jī)械故障、是否連續(xù)生產(chǎn)等）和煉鋼操作（如冶煉鋼種、吹氧時(shí)間、爐料情況等）關(guān)系很大.這里只探討石墨電極本身的消耗情況,其消耗機(jī)理有以下幾方面：端部消耗包括電弧高溫引起的石墨材料升華以及電極端部與鋼水及爐渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的損失。端部高溫升華速率主要取決于通過(guò)電極的電流密度,其次與電極側(cè)部氧化后的直徑大小有關(guān),端部消耗還與是否用電極插入鋼水增炭有關(guān)。側(cè)部氧化電極的化學(xué)成分是碳，碳在一定條件下與空氣、水蒸氣、二氧化碳都會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，電極側(cè)部氧化量與單位氧化速率和暴露面積有關(guān)。一般情況下，電極側(cè)部氧化量要占電極總消耗量的50％左右。近年來(lái)為了提高電爐冶煉速度，更增加了吹氧操作的頻次，導(dǎo)致電極的氧化損失增加。在煉鋼過(guò)程中經(jīng)常觀察電極軀干的發(fā)紅程度和下端的錐度是衡量電極抗氧化能力的直觀方法.殘端損失電極連續(xù)使用到上下兩根電極連接處時(shí)，一小段電極或接頭（即殘?bào)w）因本體的氧化變細(xì)或裂紋的貫通而產(chǎn)生脫離。殘端損失的大小與接頭形狀扣型、電極內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電極柱的振動(dòng)、撞擊有關(guān)。表面剝落及掉塊在冶煉過(guò)程中急冷急熱，電極自身的抗熱振性能差導(dǎo)致的結(jié)果.電極折斷包括電極軀干折斷和接頭折斷.電極折斷與石墨電極和接頭的自身質(zhì)量、加工配合有關(guān)，也與煉鋼操作有關(guān)，產(chǎn)生原因往往是鋼廠與電極生產(chǎn)廠爭(zhēng)議的焦點(diǎn)。陶瓷的生產(chǎn)工藝流程一、陶瓷原料的分類(lèi)(1)粘土類(lèi)粘土類(lèi)原料是陶瓷的主要原料之一。粘土之所以作為陶瓷的主要原料，是由于其具有可塑性和燒結(jié)性。陶瓷工業(yè)中主要的粘土類(lèi)礦物有高嶺石類(lèi)、蒙脫石類(lèi)和伊利石（水云母）類(lèi)等，但我廠的主要粘土類(lèi)原料為高嶺土，如:高塘高嶺土、云南高嶺土、福建龍巖高嶺土、清遠(yuǎn)高嶺土、從化高嶺土等.（2）石英類(lèi)石英的主要成分為二氧化硅（SiO2),在陶瓷生產(chǎn)中，作為瘠性原料加入到陶瓷坯料中時(shí)，在燒成前可調(diào)節(jié)坯料的可塑性，在燒成時(shí)石英的加熱膨脹可部分抵消部分坯體的收縮。當(dāng)添加到釉料中時(shí)，提高釉料的機(jī)械強(qiáng)度，硬度，耐磨性，耐化學(xué)侵蝕性。我廠的石英類(lèi)原料主要有：釉寶石英、佛岡石英砂等.（3）長(zhǎng)石類(lèi)長(zhǎng)石是陶瓷原料中最常用的熔劑性原料，在陶瓷生產(chǎn)中用作坯料、釉料熔劑等基本成分。在高溫下熔融，形成粘稠的玻璃體,是坯料中堿金屬氧化物的主要來(lái)源,能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，利于成瓷和降低燒成溫度。在釉料中做熔劑，形成玻璃相。我廠的主要長(zhǎng)石類(lèi)原料有南江鉀長(zhǎng)石、佛岡鉀長(zhǎng)石、雁峰鉀長(zhǎng)石、從化鈉長(zhǎng)石、印度鉀長(zhǎng)石等。二、坯料、釉料制備(1）配料配料是指根據(jù)配方要求，將各種原料稱出所需重量，混合裝入球磨機(jī)料筒中.我廠坯料的配料主要分白晶泥、高晶泥、高鋁泥三種，而釉料的配料可分為透明釉和有色釉。（2）球磨球磨是指在裝好原料的球磨機(jī)料筒中，加入水進(jìn)行球磨。球磨的原理是靠筒中的球石撞擊和磨擦，將泥料顆料進(jìn)行磨細(xì)，以達(dá)到我們所需的細(xì)度。通常，坯料使用中鋁球石進(jìn)行輔助球磨；釉料使用高鋁球石進(jìn)行輔助球磨。在球磨過(guò)程中,一般是先放部分配料進(jìn)行球磨一段時(shí)間后，再加剩余的配料一起球磨，總的球磨時(shí)間按料的不同從十幾小時(shí)到三十多個(gè)小時(shí)不等.如：白晶泥一般磨13個(gè)小時(shí)左右,高晶泥一般磨15-17小時(shí)，高鋁泥一般磨14個(gè)小時(shí)左右，釉料一般磨33-38小時(shí)，但為了使球磨后漿料的細(xì)度要達(dá)到制造工藝的要求，球磨的總時(shí)間會(huì)有所波動(dòng)。(3）過(guò)篩、除鐵球磨后的料漿經(jīng)過(guò)檢測(cè)達(dá)到細(xì)度要求后，用篩除去粗顆粒和尾沙，通常情況下，我廠所用的篩布規(guī)格為：坯料一般在160—180目之間；釉料一般在200-250目之間.過(guò)篩后，再用濕式磁選機(jī)除去鐵雜質(zhì)，這是工序就叫除鐵。如不除鐵,燒成的產(chǎn)品上會(huì)產(chǎn)生黑點(diǎn),這就是通常所說(shuō)的斑點(diǎn)或者雜質(zhì)。過(guò)篩、除鐵通常都做兩次。（5)壓濾將過(guò)篩、除鐵后的泥漿通過(guò)柱塞泵抽到壓濾機(jī)中，用壓濾機(jī)擠壓出多余水分.（6)練泥（粗練）經(jīng)過(guò)壓濾的所得的泥餅，組織是不均勻的，而且含有很多空氣.組織不均勻的泥餅如果直接用于生產(chǎn)，就會(huì)造成坯體在此后的干燥、燒成時(shí)的收縮不均勻而產(chǎn)生變形和裂紋。經(jīng)過(guò)粗練后，泥段的真空度一般要求達(dá)到0.095—0.1之間。粗練后的泥團(tuán)還有另一個(gè)好處就是將泥餅做成一定規(guī)格的泥段，便于運(yùn)輸和存放.（7）陳腐將經(jīng)過(guò)粗練的泥段在一定的溫度和潮濕的環(huán)境中放置一段時(shí)間，這個(gè)過(guò)程稱為陳腐.陳腐的主要作用是:通過(guò)毛細(xì)管的作用使泥料中水分更加均勻分布；增加腐植酸物質(zhì)的含量，改善泥料的粘性，提高成型性能；發(fā)生一些氧化與還原反應(yīng)使泥料松散而均勻。經(jīng)過(guò)陳腐后可提高坯體的強(qiáng)度，減少燒成的變形機(jī)會(huì)。通常陳腐所需的時(shí)間為5—7天,快的也有3天的。（8）練泥(精練）精練主要還是使用真空練泥機(jī)中對(duì)泥段再次進(jìn)行真空處理。通過(guò)精練使得泥段的硬度、真空度均達(dá)到生產(chǎn)工藝所需的要求，從而使得泥段的可塑性和密度得進(jìn)一步提高,組成更加均勻，增加成型后坯體的干燥強(qiáng)度。同時(shí)這一工序的另外一個(gè)目的就是給后續(xù)工序中成型提供各種規(guī)格泥段。注漿泥料和釉料的制備流程基本上和可塑泥料制備流程相似,一般是將球磨后的泥漿經(jīng)過(guò)壓濾脫水成泥餅，然后將泥餅碎成小塊與電解質(zhì)加水在攪拌池中攪拌成泥漿。釉料除了采用壓濾機(jī)脫水,還有采用自然脫水的。三、成型（1）模具的制作模具的制作是成型工藝的前提條件.通常我廠模具的主要材料為石膏，因?yàn)槭褂檬嗟某杀鞠鄬?duì)較低、易于操作，而且石膏又有很好的吸水性,但浮雕類(lèi)產(chǎn)品的模種是用硅膠來(lái)制作的.模種是在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，師傅先用石膏制作一個(gè)與原板一樣的模型，再用石膏在此模型的基礎(chǔ)上倒出一套模，然后再對(duì)此模加工成模種.生產(chǎn)模就是在模種的基礎(chǔ)上復(fù)制出來(lái)的.通常有浮雕的模種是用硅膠做成的，因?yàn)楣枘z韌性比較好。一般情況下，按照成型方法的不同，我廠的模具可分為滾壓模、擠壓模和注漿模三種.滾壓模制作工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需用石膏和水的混合物攪拌后倒模，經(jīng)過(guò)十幾分鐘凝結(jié)后倒出即可，但用量卻非常大，耗損也比較大。擠壓模需要做排水排氣處理，制作過(guò)程比較復(fù)雜，在倒入石膏前需要安裝排氣管，在25攝氏度左右開(kāi)始排氣，連續(xù)排2、3小時(shí),這樣做有利于減少氣孔、氣泡，擠壓模所需模具數(shù)量較少，此種模具比較耐用.注漿?？煞譃榭招淖{模和高壓注漿模?？招淖{模的制作工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單,但用量卻比較大;高壓注漿模的制作相對(duì)比較復(fù)雜，模具本身要求的體積較大，以配合高壓注漿的機(jī)器。（2）成型成型就是通過(guò)制作好的石膏模，將制備好的坯料采用各種成型的方法制成所需要的坯件,目前我廠常用的成型法有滾壓成型、擠壓成型和注漿成型三種。a。滾壓成型滾壓成型在成型時(shí)，盛放泥料的模型和滾壓頭繞著各自的軸以一定速度旋轉(zhuǎn)，滾壓頭逐漸接近盛放泥料的模型，并對(duì)泥料進(jìn)行“滾"和“壓”的作用而成型。滾壓成型可分為陽(yáng)模滾壓和陰模滾壓,陽(yáng)模滾壓是利用滾頭來(lái)形成坯體的外表面，此法常用于扁平、寬口器皿和器皿內(nèi)部有浮雕的產(chǎn)品。陰模滾壓是利用滾頭來(lái)形成坯體的內(nèi)表面，此法常用于徑口小而深器皿或者器皿外部有浮雕的產(chǎn)品.滾壓成型起產(chǎn)快，質(zhì)量穩(wěn)定，一般情況下會(huì)優(yōu)先考慮這種成型方式。b。擠壓成型擠壓成型是將精練后的泥料，置于擠壓模型內(nèi)，通過(guò)液壓機(jī)的作用，擠壓出各種形狀的坯體。異形件一般采用擠壓成型來(lái)做，如三角碟、橢圓碟、方形盤(pán)等。擠壓成型起產(chǎn)慢，質(zhì)量比較穩(wěn)定，但模具的制作工序相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn).c.注漿成型注漿成型可分空心注漿和高壓注漿兩種。注漿成型起產(chǎn)慢,此法常用于一些立體件的制作，如空心罐類(lèi)、壺類(lèi)等產(chǎn)品?？招淖{是將泥漿注入石膏模內(nèi)，水通過(guò)接觸面滲入石膏模型體內(nèi),從而表面形成硬層，待硬層達(dá)到一定的厚度后,再倒出多余的泥漿。高壓注漿是通過(guò)高壓把泥漿注進(jìn)事先固定的石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性將泥漿中的水分吸掉，待石膏模內(nèi)的泥漿達(dá)到一定的硬度后，把高壓閥門(mén)關(guān)上,同時(shí)打開(kāi)放漿閥門(mén)將多余的泥漿放掉.烘干:產(chǎn)品成型后就應(yīng)送去烘干，若產(chǎn)品是杯子則不用立刻送去烘干，應(yīng)先風(fēng)干送去粘杯耳，粘杯耳之前要先把杯口改平滑，用泥漿把杯耳粘牢再把泥漿洗掉，完成后再烘干。烘干后要用高壓風(fēng)管檢查有否空漿、裂耳。修坯：修胚之前要用煤油檢查產(chǎn)品有沒(méi)有裂底,若沒(méi)有就可以進(jìn)行修胚，在滾動(dòng)器上用砂紙把產(chǎn)品的上下端的棱角和側(cè)面等多余部分打磨平整光滑。洗水：四、上釉上釉也就是在坯體的表面涂上一層釉。通常可分為三種：浸釉、輪釉、淋釉。（1）浸釉浸釉是將坯體浸入釉漿中片刻后取出，利用坯的吸水性使釉漿附著于坯上。釉層厚度由坯的吸水性、釉漿濃度、浸漬時(shí)間進(jìn)行控制.（2）輪釉輪釉是將坯體放在可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤(pán)上，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，員工用碗或勺將調(diào)配好的釉漿澆在坯體中心,由于離心力的作用，釉漿均勻地散開(kāi)，使制品施上厚薄均勻的釉后，多余的釉漿則向外甩出。輪釉多適用于盤(pán)碟等扁平的器物。（3)淋釉淋釉是采用機(jī)器半自動(dòng)上釉。在機(jī)器輸送帶上架放坯托與坯體，傳動(dòng)輪帶動(dòng)輸送帶，當(dāng)坯體經(jīng)過(guò)均勻的釉膜時(shí)，坯體的正面（朝上的一面）便可以上釉。一面上釉后，員工把坯體把反過(guò)來(lái)，此時(shí)坯體的另一面經(jīng)過(guò)釉膜后，也就可以上釉.此種上釉法效率高，適用于大批量生產(chǎn).經(jīng)過(guò)上釉的坯體底部一般要進(jìn)行拖底處理,這樣做的目的是為去除坯體底部的釉，以防止在燒成時(shí)坯體底部的釉與硼板粘在一起。五、燒成燒成是制瓷工藝中一道很關(guān)鍵的工序.經(jīng)過(guò)成型、上釉后的半成品，只有在高溫的作用下，發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),最后顯氣孔率接近于零，才能達(dá)到完全致密程度的瓷化現(xiàn)象.這個(gè)過(guò)程稱之為“燒成”。（1）隧道窯目前工廠器皿的燒成通常使用隧道窯，隧道窯是一條長(zhǎng)的直線（大約72米），在其兩側(cè)及頂部有固定的墻壁及拱頂，底部鋪設(shè)的軌道上運(yùn)行著窯車(chē)。隧道窯分為三個(gè)部分：預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶。除了隧道窯，工廠還有輥道窯和梭式窯。梳式窯爐溫可以調(diào)節(jié)，可以每天關(guān)爐,窯里的余溫可充分利用于產(chǎn)品烘干環(huán)節(jié),即節(jié)能又環(huán)保，相對(duì)耗能較小.(2）燒成過(guò)程坯體的燒成是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程。物理變化與化學(xué)變化交錯(cuò)進(jìn)行，變化復(fù)雜,一般可以將陶瓷餐具的燒成過(guò)程分為四個(gè)階段，即：1、蒸發(fā)期；2、氧化分解和晶型轉(zhuǎn)化期；3、玻化成瓷期；4、冷卻期.六、分選經(jīng)過(guò)燒成或者烤花后的產(chǎn)品要通過(guò)分選車(chē)間的分選來(lái)判定其等級(jí).分選的等級(jí)分為：一級(jí)、三級(jí)與合格品、四級(jí)與廢品五個(gè)等級(jí)。一級(jí)品和三級(jí)品按一定比例出口，不合格品絕不能銷(xiāo)售或流通在外,只能送到廢品倉(cāng)處理。七、裝飾和包裝（1）裝飾對(duì)于陶瓷的裝飾，我廠目前主要采用顏色釉、貼花和浮雕等方式。a.顏色釉,是指在坯體表面施有各種不同顏色的釉的工藝，顏色釉是在釉料增加色料制備而成.b.貼花，是將彩色料顏色制成花紙，再將花紙貼在坯休表面上的工藝。對(duì)于需要做貼花的產(chǎn)品，在其燒成經(jīng)過(guò)分選后，便可以進(jìn)入到貼花車(chē)間進(jìn)行貼花?；埛譃橛灾?、釉上、釉下三種，釉上是指在燒成的產(chǎn)品貼花，再以800攝氏度左右的溫度進(jìn)行烤花，烤花后花紙圖案，可以手感覺(jué)到；釉中是指在燒成的產(chǎn)品貼花，再以1200攝氏度左右的溫度進(jìn)行烤花，烤花后花紙圖案深入瓷器中；釉下一般用于藍(lán)色或黑色等較深的顏色，如產(chǎn)品的底標(biāo)，做法是在洗水上白釉后貼上底標(biāo)或花紙，然后拿去燒制成瓷，或洗水貼底標(biāo)或花紙后再上透明釉,然后進(jìn)行燒成。通常我廠使用釉上和釉中兩種花紙。c。浮雕,是指通過(guò)模具在坯體表面上壓出凹凸紋樣的工藝，如隆格系列產(chǎn)品。（2)包裝目前工廠產(chǎn)品所采用的包裝物主要是隔板和紙箱.按照客戶的要求設(shè)計(jì)出合適的紙