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石墨課堂—改質(zhì)瀝青

lgshimo — Fri, 25 Apr 2025 03:52:36 +0000

改質(zhì)瀝青(又稱高軟化點(diǎn)瀝青)具有一系列的優(yōu)異特性，越來越受到國內(nèi)外同行們的重視。世界各國炭-石墨制品所用黏結(jié)劑由改質(zhì)瀝青來替代中溫瀝青已達(dá)到普及的程度。

我國從70年代中期就已經(jīng)開始用改質(zhì)瀝青替代中溫瀝青試制石墨電極，陽極糊等,并取得較好的效果。20世紀(jì)80年代，隨著貴州鋁廠二期從日本引進(jìn)的8萬噸160kA預(yù)焙陽極電解槽，配套采用改質(zhì)瀝青作陽極、陰極炭塊的黏結(jié)劑;青銅峽鋁廠也從國外引進(jìn)了使用改質(zhì)瀝青的鋁用干陽極糊生產(chǎn)裝置;國外許多鋁廠也相繼采用液態(tài)或固態(tài)改質(zhì)瀝青生產(chǎn)陽極炭塊。

改質(zhì)瀝青的開發(fā)與應(yīng)用，越來越受到人們的關(guān)注并取得了較快的發(fā)展。國內(nèi)改質(zhì)瀝青在生產(chǎn)工藝上各有特點(diǎn)，主要采用高溫?zé)峋鄯?間歇加壓式、連續(xù)常壓式和常壓間歇式)和閃蒸法兩種工藝。

石墨課堂—煤瀝青對陽極質(zhì)量的影響

lgshimo — Thu, 24 Apr 2025 11:17:41 +0000

煤瀝青不僅是陽極材料的重要組成部分，而且瀝青的浸潤性、流動(dòng)性、可塑性、滲透性結(jié)焦性、穩(wěn)定性和元素化學(xué)組成,尤其是金屬微量元素的含量及適宜的使用條件對炭素材料的質(zhì)量影響很大。由于煤瀝青組成和特性的復(fù)雜和可變性，所以很難嚴(yán)格區(qū)分單一瀝青組分或特性對炭陽極質(zhì)量的決定影響。瀝青對炭素材料質(zhì)量的影響是在一定范圍內(nèi)與其他特性或溫度、時(shí)間參數(shù)相互匹配下作用的。

如瀝青的甲苯不溶物組分)、喹啉不溶物組分，在溶體中可形成均勻分散的膠體,參與形成焦炭黏結(jié)網(wǎng)格，成焦率高，致密，使焙燒體強(qiáng)度大為提高，在干料混合體孔隙度大時(shí)不溶性組分顯得更為重要。但是不溶性組分過高，不利于瀝青的濕潤性、吸附性，反而會(huì)降低制品的強(qiáng)度。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，近年來鋁用陽極普遍推廣采用改質(zhì)瀝青技術(shù)，此種瀝青不僅黏結(jié)性高，結(jié)焦值高，而且制成陽極強(qiáng)度高，電阻小,和空氣反應(yīng)性好，熱特性好。瀝青在熱轉(zhuǎn)化時(shí)，焦化氣體在多孔炭基上析出熱解炭，它對陽極質(zhì)量有明顯影響。

石墨課堂—煤瀝青的性質(zhì)

lgshimo — Wed, 23 Apr 2025 11:16:19 +0000

衡量煤瀝青的性能，一般用軟化點(diǎn)、黏度、密度與結(jié)焦殘?zhí)苛?、加熱后的氣體析出曲線等物理量表示。

軟化點(diǎn)。由于煤瀝青的化學(xué)組成復(fù)雜，因而無嚴(yán)格的、固定的軟化溫度。煤瀝青的軟化點(diǎn)是以一定軟化程度(介于失去原有脆性和轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)之間的溫度)相應(yīng)的溫度來表示。它與瀝青中各組分的比例有關(guān)。

瀝青的黏度。瀝青的黏度隨溫度而變化，當(dāng)加熱到較高溫度后，黏度急劇降低。黏度大小既與溫度有關(guān)，又取決于瀝青本身的結(jié)構(gòu)特性，在同樣的溫度下，不同產(chǎn)地、不同軟化點(diǎn)瀝青的黏度可以相差數(shù)倍。黏度是表征煤瀝青流變性能的重要物理性質(zhì)，它表示兩流體層發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力的大小，黏度越小，液體的流動(dòng)性越好。

瀝青的密度。煤瀝青的密度反映了它的縮聚程度。氫含量越高，則煤瀝青的密度越低;軟化點(diǎn)升高，煤瀝青的密度基本呈線性規(guī)律變化?；炷髸r(shí)充填在骨料間的瀝青質(zhì)量就越多，焙燒時(shí)的收縮率越小，燒成品的密度和強(qiáng)度也越大。密度大的瀝青，在生壞焙燒時(shí)，收縮較小，坯體體積密度和強(qiáng)度也較高。

石墨課堂—煤瀝青

lgshimo — Tue, 22 Apr 2025 10:12:28 +0000

煤瀝青是生產(chǎn)鋁用陽極材料和陰極材料的黏結(jié)劑。它能很好地浸潤和滲透到各種焦炭及無煙煤的表面和孔隙,使各種配入的顆?；ハ囵そY(jié)形成具有良好的塑性的糊料。

糊料成型或壓型后的陽極炭塊或陰極炭塊，經(jīng)冷卻后即硬化，并保持成型時(shí)的形狀。生陽極炭塊或陰極炭塊在焙燒時(shí)煤瀝青逐漸分解并炭化,把四周的骨料牢固地連接在一起,獲得數(shù)量多、高強(qiáng)度、在骨料顆粒間起連結(jié)作用的瀝青焦。

煤瀝青是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。煙煤在煉焦?fàn)t中受高溫作用發(fā)生熱分解，得到三種產(chǎn)物：焦炭、煤氣、煤焦油。煤焦油經(jīng)高溫分餾后的殘油即煤瀝青。煤瀝青是多種高分子碳?xì)浠衔锏幕旌象w。

一般難以從煤瀝青中提取單獨(dú)的具有一定化學(xué)組成的物質(zhì)，而只能用不同的溶劑去萃取煤瀝青將它分離為若干組分。如高分子組分、中分子組分、低分子組分。不同原料來源和不同軟化溫度煤瀝青的各樹脂組分性質(zhì)有一定的差異，但同一種瀝青中各組分的平均相對分子量。

石墨課堂—無煙煤的性質(zhì)

lgshimo — Mon, 21 Apr 2025 12:49:20 +0000

無煙煤廣泛用作民用、發(fā)電和鋼鐵冶煉的燃料以及造氣、生產(chǎn)合成氨與鋁用陰極制品的原料。在炭素生產(chǎn)中，普通陰極的骨料使用100%的無煙煤;半石墨質(zhì)陰極炭塊的骨料使用90%左右的無煙煤;高石墨質(zhì)陰極炭塊中無煙煤的使用量為15%~70%。無煙煤的質(zhì)量指標(biāo)、熱處理特性直接影響到鋁電解槽陰極炭塊的使用質(zhì)量。當(dāng)用于炭素生產(chǎn)時(shí)，無煙煤應(yīng)具有以下性質(zhì)。

灰分含量低。在生產(chǎn)炭材料過程中,無煙煤的灰分全部進(jìn)入炭材料?；曳诌^高將降低產(chǎn)品質(zhì)量。如生產(chǎn)普通陰極炭塊時(shí)，要求無煙煤灰分不大于8%，而且要盡可能沒有矸石。用于生產(chǎn)電極糊的無煙煤，灰分也應(yīng)在 10%以下。鋁用陰極使用的無煙煤灰分應(yīng)小于8%。

機(jī)械強(qiáng)度高。無煙煤的機(jī)械強(qiáng)度與用它生產(chǎn)的炭材料的機(jī)械強(qiáng)度有密切關(guān)系。生產(chǎn)炭素材料的無煙煤要求有一定的強(qiáng)度和塊度。無煙煤的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)包括抗碎、耐和抗壓等機(jī)械性質(zhì)。

3、熱穩(wěn)定性好。無煙煤的熱穩(wěn)定性是指煤塊在高溫作用下，保持原來塊度的性質(zhì)。熱穩(wěn)定性好的無煙煤，煅燒后塊度與強(qiáng)度變化不大，熱穩(wěn)定性差的煤煅燒后易碎成小塊。

硫含量少。無煙煤如含硫較多，不僅煅燒時(shí)會(huì)排出含硫煙氣，也會(huì)降低無煙煤的抗熱震性。炭素生產(chǎn)要求無煙煤的硫含量不大于1%~2%。

六?擁有各類先進(jìn)的?產(chǎn)設(shè)備，具有各類?墨制品及配套?屬五?件的批量?產(chǎn)能?，??現(xiàn)有?精密數(shù)控加?中?數(shù)控?床數(shù)控銑床?型平?磨床鋸床等專業(yè)的?墨?產(chǎn)設(shè)備100余臺(tái)并具有?主研發(fā)的?墨產(chǎn)品專?機(jī)械設(shè)備，擁有20余項(xiàng)專利技術(shù)。主營產(chǎn)品：?墨坩堝?墨匣缽?墨板?墨棒?墨粉?墨電極?墨模具?墨熱場?墨烯?墨轉(zhuǎn)??墨軸承?墨環(huán)?墨柱?墨顆粒?墨加?件?墨套?墨紙?jiān)鎏紕?墨炊具熱解?墨真空泵碳?真空爐?墨件?墨加?件碳碳復(fù)合材料?墨??墨氈等?系列?墨材料延伸產(chǎn)品。?泛應(yīng)?于電?冶?有??屬光伏半導(dǎo)體鋼鐵等領(lǐng)域。

石墨課堂—無煙煤

lgshimo — Sun, 20 Apr 2025 09:25:51 +0000

煤是古代植物埋藏在地下，在細(xì)菌作用及一定的溫度和壓力下逐漸變質(zhì)而得到的含碳量很高的礦物。按變質(zhì)程度排列，自然界中有泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤。變質(zhì)程度越高，則煤的含碳量越高，顏色逐漸變深,密度逐漸增大，硬度和光澤也逐漸增強(qiáng)。無煙煤是變質(zhì)程度較深的一種煤，含碳量一般在90%以上,其結(jié)構(gòu)較致密,強(qiáng)度較高。

無煙煤是生產(chǎn)鋁用陰極材料和冶金用高爐炭塊、電極糊、陰極糊等產(chǎn)品的主要原料。中國是一個(gè)煤炭資源大國，全世界煤炭已查證可采資源量超過 100Gt的三個(gè)國家之一,僅次于美國和俄羅斯，居世界煤炭已查證可采資源的第三位。

就無煙煤而言，中國是世界上產(chǎn)量最多的國家,無煙煤的儲(chǔ)量約占全國煤炭總儲(chǔ)量的14%左右，全國約有46%的無煙煤分布在山西省,30%左右的無煙煤分布在貴州省。豐富的無煙煤資源，為我國鋁用陰極炭塊及其他多灰炭素制品的生產(chǎn)提供了可靠的資源保障。

無煙煤廣泛用作民用、發(fā)電和鋼鐵冶煉的燃料以及造氣、生產(chǎn)合成氨與鋁用陰極制品的原料。在炭素生產(chǎn)中，普通陰極的骨料使用100%的無煙煤;半石墨質(zhì)陰極炭塊的骨料使用90%左右的無煙煤:高石墨質(zhì)陰極炭塊中無煙煤的使用量為15%~70%。無煙煤的質(zhì)量指標(biāo)、熱處理特性直接影響到鋁電解槽陰極炭塊的使用質(zhì)量。當(dāng)用于炭素生產(chǎn)時(shí)，無煙煤應(yīng)具有以下性質(zhì)。

石墨課堂—瀝青焦

lgshimo — Thu, 17 Apr 2025 12:55:48 +0000

瀝青焦也是生產(chǎn)預(yù)焙陽極的主要原料，是一種低硫、低灰分的優(yōu)質(zhì)焦炭。生產(chǎn)瀝青焦的原料是中溫瀝青和高溫瀝青，高溫瀝青是中溫瀝青在氧化釜中用熱空氣氧化而成。高溫瀝青黏度大，裝爐溫度較高，揮發(fā)分含量小,有利于裝爐操作。

瀝青焦生產(chǎn)屬于高溫干餾過程，從生產(chǎn)瀝青焦工藝流程可知:溫度高于300℃的液態(tài)瀝青自流至中溫槽，再用泵連續(xù)送至氧化釜。液態(tài)瀝青經(jīng)壓縮空氣氧化后,瀝青軟化點(diǎn)從75~90℃提高到130~140℃，然后自流人高溫槽。再經(jīng)計(jì)量槽計(jì)量，經(jīng)焦?fàn)t加料口加人炭化室內(nèi)。

此時(shí)瀝青溫度為320~330℃,每個(gè)化室加入瀝青8~9t,用煤氣火焰加熱，450℃前主要是蒸餾和熱縮合，此時(shí)放出大量氣體，隨即形成半焦。炭化室最高溫度可達(dá)1400℃，經(jīng)過15h焦化后，便煉成瀝青焦，瀝青析焦量可達(dá)65%~68%。瀝青焦是屬少灰原料之一,質(zhì)量指標(biāo)(不大于)如下:灰分:≤0.5%，硫分:≤0.5%，揮發(fā)分:≤1.0%，水分:≤5%，小于25 mm 粉焦量4%。

由于瀝青焦成焦溫度較高，達(dá)到1300~1350℃，所以不經(jīng)燒也可以直接使用。但瀝青焦從煉焦?fàn)t中推出后采用澆水熄火，一般水分含量大，所以在生產(chǎn)中它與石油焦一起按比例混合后進(jìn)行煅燒。

石墨課堂—石油焦的質(zhì)量

lgshimo — Wed, 16 Apr 2025 11:20:08 +0000

石油焦的質(zhì)量一般可以用灰分、硫分、揮發(fā)分和1300℃煅燒后的真密度來量?；曳质鞘徒沟囊豁?xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)。原油中的鹽類雜質(zhì)經(jīng)煉制富集在油中，最后都轉(zhuǎn)移到石油焦中。油焦的灰分與焦化工藝、堆放操作中的混雜有關(guān)。一般炭素材料生產(chǎn)用的石油焦灰分不大于0.5%;生產(chǎn)高純石墨時(shí)，石油焦的灰分應(yīng)不大于0.15%。

硫分是石油焦的重要質(zhì)量指標(biāo)之一。硫分主要來自于原油。石油焦中的硫可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫。有機(jī)硫有硫醇、硫醚、硫化物等;無機(jī)硫有硫化鐵和硫酸鹽。石油焦中有機(jī)硫占多數(shù)，在較低溫度下可除去有機(jī)硫。但無機(jī)硫要在石墨化高溫下才能分解揮發(fā)。少量硫會(huì)在高溫下生成穩(wěn)定化合物，只有加其他添加劑才能除去。硫是一種有害組分。過量的硫含量，使炭-石墨材料在石墨化過程中易產(chǎn)生“異常”現(xiàn)象，產(chǎn)品容易開裂，電阻率增大。同時(shí)產(chǎn)品在使用中消耗增大。

石油焦的揮發(fā)分含量表明其焦化程度，對煅燒工藝有較大影響。揮發(fā)分過高，容易使罐式煅燒爐產(chǎn)生結(jié)焦、棚料等現(xiàn)象;同時(shí)在給料恒定情況下，造成回轉(zhuǎn)窯煙氣量過大，給余熱蒸氣鍋爐帶來負(fù)面影響。但揮發(fā)分不會(huì)直接影響炭、石墨材料的質(zhì)量。

真密度的大小標(biāo)志著石油焦石墨化的難易程度，一般來說，在1300℃煅燒過的石油焦真密度較大，這種焦易石墨化，電阻率較低，熱膨脹系數(shù)較小。石油焦作為預(yù)焙陽極生產(chǎn)的骨料，占總質(zhì)量的80%以上，炭陽極生產(chǎn)對石油焦的性能和質(zhì)量都有嚴(yán)格的要求。

石墨課堂—石油焦的焦化工藝

lgshimo — Tue, 15 Apr 2025 13:00:51 +0000

渣油的焦化工藝很多，其共同點(diǎn)都是深度裂解。在石油煉制工業(yè)中，焦化工藝有釜式焦化、平爐焦化、延遲焦化、接觸焦化和流化焦化等。目前我國主要生產(chǎn)釜式焦化和延遲焦化兩種，其生產(chǎn)情況介紹如下。

延遲焦化。延遲焦化是近代生產(chǎn)石油焦的先進(jìn)工藝，其流程是渣油經(jīng)過熱爐加熱至300~330℃，然后進(jìn)人聯(lián)合分餾塔，分餾出汽油、柴油和蠟油后，繼續(xù)加熱至500℃左右，再迅速進(jìn)入已經(jīng)吹氣試壓和預(yù)熱好的焦化塔中(塔內(nèi)液面維持2/3)，塔頂溫度430℃左右。塔底溫度480~500℃:塔頂氣壓1.2~2.0個(gè)大氣壓，在這樣的溫度和壓力下，渣油憑著本身所含的熱量供給焦化所需的反應(yīng)熱。在無外加熱源而僅靠從延遲焦化塔底進(jìn)入的渣油維持一定溫度。渣油在高溫作用下在焦塔內(nèi)進(jìn)行分解和縮合，保持24~36h生成焦炭，稱為延遲焦。同時(shí)其揮發(fā)氣體和液體餾分進(jìn)人分餾塔，而焦化塔的焦炭用高壓水切割沖出的方法除焦。

釜式焦化。渣油在鐵制的焦釜中加熱分解，一方面得到汽油和其他石油產(chǎn)品，另一方面得到釜式焦，其產(chǎn)焦率視焦化條件而異,為渣油的10%~15%。焦釜是鉚接的圓簡，直徑為3m，長12 m,底部加熱。因此釜內(nèi)溫度不均,上層物料的溫度約400℃，釜底約700℃,由于上下溫度差較大，成焦過程不同。上層焦炭揮發(fā)分多，氣孔較大，機(jī)械強(qiáng)度低。下層則相反，結(jié)構(gòu)致密，機(jī)械強(qiáng)度高，但沉積有較多灰分。釜式焦是間歇操作。

這種焦化方法是將常減壓渣油經(jīng)緩沖罐后，由泵送到預(yù)熱室(出口溫度430~440℃)，然后進(jìn)人焦化釜加熱至700℃，釜內(nèi)溫度為350~500℃，保持12~14h便結(jié)成石油炭焦，稱之為釜式焦，用出焦機(jī)從釜口取焦，經(jīng)水噴冷后堆放。

主營產(chǎn)品：?墨坩堝?墨匣缽?墨板?墨棒?墨粉?墨電極?墨模具?墨熱場?墨烯?墨轉(zhuǎn)??墨軸承?墨環(huán)?墨柱?墨顆粒?墨加?件?墨套?墨紙?jiān)鎏紕?墨炊具熱解?墨真空泵碳?真空爐?墨件?墨加?件碳碳復(fù)合材料?墨??墨氈等?系列?墨材料延伸產(chǎn)品。?泛應(yīng)?于電?冶?有??屬光伏半導(dǎo)體鋼鐵等領(lǐng)域。

石墨課堂—石油焦的焦化反應(yīng)與分類

lgshimo — Mon, 14 Apr 2025 06:36:58 +0000

石油焦是由渣油經(jīng)過焦化工藝而制得的產(chǎn)品。渣油的組成很復(fù)雜。渣油與原油同樣都是由各種烴類和非烴類化合物組成的。渣油中的烴類化合物因化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，可分為烴、環(huán)烷烴、芳香烴三大類;非烴類化合物主要是樹脂質(zhì)和瀝青質(zhì)兩種組分。渣油中的瀝青質(zhì)組分與瀝青焦有相似之處,但它含有較多氧、氮、硫。在重柴油餾分重瀝青質(zhì)，脫去一個(gè)脂族基便能轉(zhuǎn)化為樹脂質(zhì)。

在焦化過程中，瀝青質(zhì)和樹脂質(zhì)將脫去直鏈烴化物和芳香基，生成無序的和高度交鏈結(jié)構(gòu)的焦炭。這種焦炭若覆蓋在芳香烴縮聚轉(zhuǎn)化的石墨微晶上，將阻礙微晶的生長。因此，用含瀝青質(zhì)和樹脂質(zhì)較高的渣油焦化所制的石油焦較難石墨化。樹脂質(zhì)和瀝青質(zhì)在高溫下會(huì)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，最后可得焦炭。

渣油的焦化反應(yīng)可歸納為:1、渣油中的樹脂質(zhì)-瀝青質(zhì)一焦炭2、渣油中的芳香烴-高分子縮聚物-樹脂質(zhì)-瀝青質(zhì)一焦炭3、渣油中的烷烴、環(huán)烷烴、帶長側(cè)鏈稠環(huán)烴一芳香烴-高分子縮聚物一樹脂質(zhì)-瀝青質(zhì)一焦炭。

石油焦根據(jù)外形和質(zhì)量的不同，可分為三類，即丸狀焦或球狀焦、蜂窩狀焦和針狀焦。丸狀焦或球狀焦，呈圓球形，直徑為0.6~30mm,含有較多雜質(zhì)，大部分用作燃料;蜂窩狀焦塊是由含中等樹脂質(zhì)和瀝青質(zhì)組分的渣油生產(chǎn)的石油焦,焦內(nèi)有均勻的小孔，切片呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，可用作炭素生產(chǎn)的原料;針狀焦外觀有明顯的纖維狀紋理，焦塊小孔均，多呈細(xì)長橢圓形，破壞時(shí)多數(shù)為長條形碎片,結(jié)構(gòu)上具有較高的定向性，是一種線膨脹系數(shù)特別低的優(yōu)質(zhì)炭素原料。