炭素材料的配料工藝

第五章 炭素材料的配料工藝 5.1 固體原料組成的理論基礎(chǔ)（自學(xué)） 固體原料組成的理論基礎(chǔ)（自學(xué)） 5.2 原料的選擇 5.2.1 炭素原料選擇的基本原則 5.2.2 生產(chǎn)返回料的利用 5. 3 粘結(jié)劑的選擇 5.3.1 粘結(jié)劑的作用及要求 5.3.2 粘結(jié)劑對(duì)炭素骨料及制品的影響 5.3.3 粘結(jié)劑用量確定的一般規(guī)律 5.4 炭素制品的配方 5.4.1 制定配方的理論依據(jù) 制定配方的理論依據(jù)——球體最緊密堆積原理 球體最緊密堆積原理 5.4.2 實(shí)際配方中顆粒粒級(jí)配比及大顆粒尺寸的確定 5.4.3 工作配方的計(jì)算 炭素材料是由大小不同的焦（ ）、粉料加粘結(jié)劑混合而成的糊料 經(jīng)成型、 粉料加粘結(jié)劑混合而成的糊料， 炭素材料是由大小不同的焦（煤）、粉料加粘結(jié)劑混合而成的糊料，經(jīng)成型、焙燒而 成的非均質(zhì)、多孔隙的材料， 成的非均質(zhì)、多孔隙的材料，顆粒大小的選擇及合理配方對(duì)制品的體積密度等各種性 能有很大影響。煅后焦的振實(shí)密度、是否添加殘極都會(huì)影響到配方組成。 能有很大影響。煅后焦的振實(shí)密度、是否添加殘極都會(huì)影響到配方組成。 炭素制品制備的配料工藝是指配方的 制定及配料操作， 制定及配料操作，配方將不同粒級(jí)的 原料和粘結(jié)劑按一定的比例配合， 原料和粘結(jié)劑按一定的比例配合，其 目的是為了得到堆積密度較大而氣孔 率較小的炭素材料。 率較小的炭素材料。正確地制定配方 及準(zhǔn)確地配料操作與炭素制品質(zhì)量及 各工序的成品率關(guān)系密切。 各工序的成品率關(guān)系密切。 配料是炭素制品生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，一 般來(lái)說(shuō)，炭素制品配方包括以下幾個(gè) 方面的內(nèi)容： （1）選擇炭素原料的種類； （2）確定不同種類原料的使用比例； （3）確定固體炭素原料的粒度組成； （4）確定粘結(jié)劑的比例。 5.2 原料的選擇 5.2.1 炭素原料選擇的基本原則 總體原則： 總體原則：不同種類的炭和石墨制品，根據(jù)其用途和質(zhì)量指標(biāo)要求選擇不同 的原料，同時(shí)也考慮其經(jīng)濟(jì)性，在質(zhì)量和用途得以保證的前提下，應(yīng)盡量選 用價(jià)廉和來(lái)源廣泛的原料。 具體原則（5條） 具體原則（ 第一條：對(duì)純度要求較高的制品要選用灰分含量低的原料； 第一條：對(duì)純度要求較高的制品要選用灰分含量低的原料；對(duì)導(dǎo)電傳熱 和熱穩(wěn)定性要求較高的制品要選用易石墨化的原料； 和熱穩(wěn)定性要求較高的制品要選用易石墨化的原料；制品的機(jī)械強(qiáng)度要 求愈高，則所需原料的強(qiáng)度也要求愈高。 求愈高，則所需原料的強(qiáng)度也要求愈高。 少灰原料有石油焦、瀝青焦和炭黑；在易石墨化性方面， 少灰原料有石油焦、瀝青焦和炭黑；在易石墨化性方面，石油焦大于瀝青 瀝青焦大于炭黑；在機(jī)械強(qiáng)度方面，瀝青焦大于石油焦。 焦，瀝青焦大于炭黑；在機(jī)械強(qiáng)度方面，瀝青焦大于石油焦。各種石墨制 陽(yáng)極糊和預(yù)焙陽(yáng)極都采用石油焦或加入25%左右的瀝青焦為原料。 25%左右的瀝青焦為原料 品、陽(yáng)極糊和預(yù)焙陽(yáng)極都采用石油焦或加入25%左右的瀝青焦為原料。 具體原則（ 具體原則（5條）——第二條 第二條 對(duì)純度要求不高的炭素制品， 對(duì)純度要求不高的炭素制品，可選用無(wú) 煙煤和冶金焦等多灰原料作為主要原料。 煙煤和冶金焦等多灰原料作為主要原料。 這兩種原料來(lái)源較廣，且價(jià)格較便宜。 這兩種原料來(lái)源較廣，且價(jià)格較便宜。 各種炭塊和電極糊采用無(wú)煙煤為骨料， 各種炭塊和電極糊采用無(wú)煙煤為骨料， 與冶金焦粉料混合配料生產(chǎn)， 與冶金焦粉料混合配料生產(chǎn)，有時(shí)為了 降低灰分和提高成品的導(dǎo)電性能也加入 少量石油焦、瀝青焦和石墨碎等。 少量石油焦、瀝青焦和石墨碎等。 具體原則（ 具體原則（5條）——第三條 第三條 電機(jī)用電刷的配方組成相當(dāng)復(fù)雜， 電機(jī)用電刷的配方組成相當(dāng)復(fù)雜， 高電壓電機(jī)用電刷采用炭黑或炭黑 和瀝青焦混合料為主要原料； 和瀝青焦混合料為主要原料；中等 電壓電機(jī)用電刷采用石油焦為主要 原料； 原料；低電壓電機(jī)用電刷采用鱗片 石墨為主要原料。 石墨為主要原料。 關(guān)于電刷： 關(guān)于電刷：在電機(jī)中的作用就是改變電流 方向（ 方向（電流是通過(guò)碳刷輸送到電機(jī)轉(zhuǎn)子上 用在電動(dòng)工具，電鉆、電錘等。 面的 ）!用在電動(dòng)工具，電鉆、電錘等。 電刷的材料大多由石墨制成（ 電刷的材料大多由石墨制成（因?yàn)槭?良好的導(dǎo)電性，質(zhì)地軟而且耐磨、光滑、 良好的導(dǎo)電性，質(zhì)地軟而且耐磨、光滑、 不容易起電火花） 為了增加導(dǎo)電性， 不容易起電火花） ，為了增加導(dǎo)電性， 還有用含銅石墨制成。 還有用含銅石墨制成。 具體原則（ 具體原則（5條）——第四條 第四條 炭電阻片、各種炭棒等小型炭素制品要 求較高的機(jī)械強(qiáng)度，選用瀝青焦粉為主 要原料，用炭黑或石墨來(lái)調(diào)整電阻。 炭電阻片 直流圓型鍍銅炭棒 炭棒 具體原則（ 具體原則（5條）——第五條 第五條 金屬-石墨制品的主要原料為銅粉、 鉛粉、錫粉、銀粉和鱗片石墨粉等， 含金屬量在75%以內(nèi)的制品要采用粘 結(jié)劑。 可用于玻璃面液位計(jì)、水位機(jī)、結(jié)晶等的密封 部位。 可用于各種管道、閥門、壓力泵容器、換熱器、 冷凝器、塔、鍋爐入孔、手孔等法蘭連接等， 作為靜密元件之用。 成型加工容易，安裝使用方便，對(duì)操作工人健 康和環(huán)境污染均無(wú)影響。 可取代石棉膠墊片改變其高溫老化、毛細(xì)滲漏； 代替纏繞墊片可克服其易散架、浪費(fèi)大、取代 金屬橢圓墊可改精度要求高，互換性差的不足， 確為墊片之佼佼者。 不銹鋼石墨纏繞墊片 石墨金屬高強(qiáng)墊片 5.2.2 生產(chǎn)返回料的利用 在炭素制品生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免要產(chǎn)生一定量的廢品及加工碎屑， 在炭素制品生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免要產(chǎn)生一定量的廢品及加工碎屑，它 們經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后，可以作為原料使用，通稱為生產(chǎn)返回料。 們經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后，可以作為原料使用，通稱為生產(chǎn)返回料。 1）生碎：生碎是糊類成型后經(jīng)質(zhì)量檢查不合格的生坯，也包括成型過(guò)程中掉落的糊渣和擠壓 時(shí)的切頭等。生碎一般加入到相同配方的產(chǎn)品中，加入量可占糊料量的25%左右，也可以將瀝 青用量和粒度組成換算后加入到另一種配方的產(chǎn)品中，已沾污的生碎可用于生產(chǎn)電極糊等多灰 產(chǎn)品。生碎在使用前應(yīng)破碎至20mm以下。 2）焙燒碎（熟碎）：焙燒碎是生坯焙燒后經(jīng)檢查不合格的廢品以及焙燒品加工時(shí)回 收的切削碎屑。焙燒碎一般破碎成中等顆粒使用，不受產(chǎn)品品原配方的限制，只分多灰 焙燒碎和少灰焙燒碎兩類。配方中加入焙燒碎有利于提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。 3）石墨碎：石墨碎是石墨化后經(jīng)檢查不合格的廢品以及石墨制品在加工過(guò)程中產(chǎn) 生的切削碎屑。產(chǎn)品配料中加入一定量的石墨碎可以改善糊料的塑性，減少糊料對(duì)擠 壓嘴子的摩擦阻力，提高制品的密度和成品率。石墨碎一般在配方中可占5～15%， 一般均被破碎成各種粒度或磨粉使用。 4）殘極和石墨化冶金焦 5.3 粘結(jié)劑的選擇 5.3.1 粘結(jié)劑的作用及要求 在炭素生產(chǎn)中， 在炭素生產(chǎn)中，都需要按規(guī)定 的比例往干料中加入一定量的 粘結(jié)劑。當(dāng)加熱混捏時(shí)， 粘結(jié)劑。當(dāng)加熱混捏時(shí)，粘結(jié) 劑能浸潤(rùn)和滲透干料顆粒并把 各種散料顆粒粘結(jié)在一起， 各種散料顆粒粘結(jié)在一起，并 填滿散料顆粒的開口氣孔， 填滿散料顆粒的開口氣孔，形 成質(zhì)量均勻有良好可塑性的糊 料，以便在成型時(shí)壓制成具有 一定形狀的生制品。另一方面， 一定形狀的生制品。另一方面， 生制品在焙燒過(guò)程中， 生制品在焙燒過(guò)程中，由于粘 結(jié)劑自身焦化生成粘結(jié)焦把散 料顆粒結(jié)合成一個(gè)堅(jiān)固的整體。 料顆粒結(jié)合成一個(gè)堅(jiān)固的整體。 粘結(jié)劑的選擇必須具備如下條件： 粘結(jié)劑的選擇必須具備如下條件： （1）對(duì)炭質(zhì)物料有很好的浸潤(rùn)性和粘結(jié)力， ）對(duì)炭質(zhì)物料有很好的浸潤(rùn)性和粘結(jié)力， 這樣才能保證糊料具有良好的可塑性。 這樣才能保證糊料具有良好的可塑性。 （2）粘結(jié)劑應(yīng)具有較高的含碳量和析焦率。 ）粘結(jié)劑應(yīng)具有較高的含碳量和析焦率。 （3）粘結(jié)劑應(yīng)為熱塑性物質(zhì)，常溫下為固 ）粘結(jié)劑應(yīng)為熱塑性物質(zhì)， 稍加熱熔化成液體，冷卻后立即硬化。 體，稍加熱熔化成液體，冷卻后立即硬化。 （4）來(lái)源廣，價(jià)格便宜。 ）來(lái)源廣，價(jià)格便宜。 各種炭素制品的物理化學(xué)性能， 各種炭素制品的物理化學(xué)性能，在一定程度 上取決于粘結(jié)劑的性質(zhì)和粘結(jié)劑對(duì)骨料顆粒的 浸潤(rùn)、滲透和粘結(jié)力。 浸潤(rùn)、滲透和粘結(jié)力。目前國(guó)內(nèi)外炭素制品生 產(chǎn)所用粘結(jié)劑主要是煤瀝青。 產(chǎn)所用粘結(jié)劑主要是煤瀝青。 5.3.2 粘結(jié)劑對(duì)炭素骨料及制品的影響 1）原料顆粒對(duì)粘結(jié)劑的吸附性 固體炭素原料對(duì)粘結(jié)劑的吸附性與混捏時(shí)的粘結(jié)劑用量有直接關(guān)系。 固體炭素原料對(duì)粘結(jié)劑的吸附性與混捏時(shí)的粘結(jié)劑用量有直接關(guān)系。吸 附性大小主要取決于原料煅燒后的宏觀結(jié)構(gòu)性能， 附性大小主要取決于原料煅燒后的宏觀結(jié)構(gòu)性能，并和煅燒條件有一定關(guān) 如在氧化氣氛中煅燒的原料，氧被吸附在極小的氣孔和裂縫中， 系。如在氧化氣氛中煅燒的原料，氧被吸附在極小的氣孔和裂縫中，氧化 焦炭的孔壁，而使焦炭的組織結(jié)構(gòu)變得疏松，因此，吸附性增加， 焦炭的孔壁，而使焦炭的組織結(jié)構(gòu)變得疏松，因此，吸附性增加，同一種 原料不同粒度的吸附性也不一樣，顆粒愈小，比表面積愈大， 原料不同粒度的吸附性也不一樣，顆粒愈小，比表面積愈大，對(duì)粘結(jié)劑的 吸附性也愈大。 吸附性也愈大。 2）粘結(jié)劑用量對(duì)生 制品及焙燒制品性能的 影響 每一種使用不同原料、 每一種使用不同原料、 不同顆粒組成的配方的制 品有一個(gè)最佳的粘結(jié)劑比 例。粘結(jié)劑用量過(guò)多或過(guò) 少都會(huì)影響產(chǎn)品的物理化 學(xué)性能。 學(xué)性能。首先表現(xiàn)在成型 工序， 工序，當(dāng)粘結(jié)劑用量過(guò)少 糊料的塑性差， 時(shí)，糊料的塑性差，擠壓 或模壓成型時(shí)需提高成型 壓力， 壓力，而且產(chǎn)生裂紋廢品 的可能性增加。 的可能性增加。粘結(jié)劑用 量較多時(shí)，糊料塑性好， 量較多時(shí)，糊料塑性好， 成型壓力較低，成型的成 成型壓力較低， 品率也高一些。 品率也高一些。但過(guò)多的 粘結(jié)劑會(huì)使生制品擠出或 脫模后容易變形。 脫模后容易變形。 不同粘結(jié)劑用量對(duì)制品體積密度的影響 1－生坯；2－石墨化制品；3－焙燒半成品；Q－小顆粒與球磨粉的比例 粘結(jié)劑用量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)增加生制品在焙燒過(guò)程中的收縮， 粘結(jié)劑用量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)增加生制品在焙燒過(guò)程中的收縮，當(dāng)粘結(jié)劑用量過(guò) 多時(shí)更為明顯。如圖所示。實(shí)驗(yàn)表面，各項(xiàng)理化指標(biāo)最佳時(shí)的粘結(jié)劑用量在20 多時(shí)更為明顯。如圖所示。實(shí)驗(yàn)表面，各項(xiàng)理化指標(biāo)最佳時(shí)的粘結(jié)劑用量在 ％－22％之間。 ％－ ％之間。 粘結(jié)劑用量與生坯在焙燒時(shí)收縮的關(guān)系 5.3.3 粘結(jié)劑用量確定的一般規(guī)律 （1）產(chǎn)品配方的粒度組成 成品配方的粒度組成較粗， 成品配方的粒度組成較粗，即 粉料用量較少，大顆粒用量較多， 粉料用量較少，大顆粒用量較多， 且大顆粒尺寸較大時(shí)， 且大顆粒尺寸較大時(shí)，粘結(jié)劑用量 相對(duì)減少。反之， 相對(duì)減少。反之，粒度組成較細(xì)的 配方，粘結(jié)劑用量必須適當(dāng)增加， 配方，粘結(jié)劑用量必須適當(dāng)增加， 所以小規(guī)格制品要比大規(guī)格制品的 粘結(jié)劑用量多一些。 粘結(jié)劑用量多一些。 （2）物料顆粒性質(zhì) 粘結(jié)劑用量和固體原料的顆粒表面性質(zhì)有關(guān)， 粘結(jié)劑用量和固體原料的顆粒表面性質(zhì)有關(guān)，無(wú)煙 煤表面光滑，氣孔較少，對(duì)粘結(jié)劑吸附性較差， 煤表面光滑，氣孔較少，對(duì)粘結(jié)劑吸附性較差，所 采用無(wú)煙煤為主要原料的炭塊、 以，采用無(wú)煙煤為主要原料的炭塊、電極糊等制品 的粘結(jié)劑用量要少一些，石油焦、 的粘結(jié)劑用量要少一些，石油焦、瀝青焦等為多孔 結(jié)構(gòu)，比表面積大，對(duì)粘結(jié)劑吸附性能大，所以用 結(jié)構(gòu)，比表面積大，對(duì)粘結(jié)劑吸附性能大， 石油焦或?yàn)r青焦為原料的制品在一般情況下粘結(jié)劑 用量要相對(duì)多些。 用量要相對(duì)多些。 （3）成型方法 成型方法對(duì)粘結(jié)劑用量也有直接影響，擠壓成型要求糊料塑性好， 成型方法對(duì)粘結(jié)劑用量也有直接影響，擠壓成型要求糊料塑性好，所以粘結(jié)劑用量應(yīng)多 而振動(dòng)成型或模壓成型時(shí)，糊料塑性可以差一些，因此粘結(jié)劑用量可以相對(duì)少些。 些，而振動(dòng)成型或模壓成型時(shí)，糊料塑性可以差一些，因此粘結(jié)劑用量可以相對(duì)少些。 粘結(jié)劑用量對(duì)生坯和焙燒制品質(zhì)量有直接的影響。對(duì)于成型工序來(lái)說(shuō)， 粘結(jié)劑用量對(duì)生坯和焙燒制品質(zhì)量有直接的影響。對(duì)于成型工序來(lái)說(shuō)，粘結(jié)劑用量過(guò)少 則糊料的可塑性差，成型時(shí)需要相應(yīng)提高壓力，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋廢品的可能性增加； 則糊料的可塑性差，成型時(shí)需要相應(yīng)提高壓力，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋廢品的可能性增加；粘結(jié) 劑用量較多時(shí)，雖然糊料塑性較好并且成型壓力較低，成型成品率較高， 劑用量較多時(shí)，雖然糊料塑性較好并且成型壓力較低，成型成品率較高，但過(guò)量的粘結(jié) 劑會(huì)使生坯脫模后容易變形。 劑會(huì)使生坯脫模后容易變形。粘結(jié)劑用量的多少直接影響著生坯在焙燒過(guò)程中的體積收 縮以及生坯內(nèi)粘結(jié)劑的遷移，從而影響著焙燒廢品的產(chǎn)生以及焙燒制品的性能。 縮以及生坯內(nèi)粘結(jié)劑的遷移，從而影響著焙燒廢品的產(chǎn)生以及焙燒制品的性能。 5.4 炭素制品的配方 5.4.1 制定配方的理論依據(jù)——球體最緊密堆積原理 等徑圓球的最緊密堆積的空間利用率是74.05%，因此單一直徑的球體不可能得 ， 等徑圓球的最緊密堆積的空間利用率是 到致密的堆積體。 到致密的堆積體。在直徑較大的球體堆積后的孔隙中加入一定數(shù)量的直徑較小的 則堆積體的孔隙就會(huì)大大下降。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)堆積用球體超過(guò)四組時(shí)， 球，則堆積體的孔隙就會(huì)大大下降。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)堆積用球體超過(guò)四組時(shí)，孔隙 變化就不顯著了，如用兩組球配合，大球與小球直徑的比值為7： 時(shí) 變化就不顯著了，如用兩組球配合，大球與小球直徑的比值為 ：3時(shí)，堆積最緊 用三組球時(shí)，三種球的直徑比值以7： ： 時(shí)堆積最緊密 時(shí)堆積最緊密。 密；如用三組球時(shí)，三種球的直徑比值以 ：1：2時(shí)堆積最緊密。 炭素原料被破碎后，其形狀非常復(fù)雜，不是規(guī)則的球體， 炭素原料被破碎后，其形狀非常復(fù)雜，不是規(guī)則的球體，因此實(shí)際工作中還是 采用容重試驗(yàn)。用試驗(yàn)法選擇各種粒度的比例時(shí)，首先用兩種顆粒做實(shí)驗(yàn)， 采用容重試驗(yàn)。用試驗(yàn)法選擇各種粒度的比例時(shí)，首先用兩種顆粒做實(shí)驗(yàn)，一 般用大顆粒和另外一種顆粒，以大顆粒料重量為100g，然后把它分別與 ～ 般用大顆粒和另外一種顆粒，以大顆粒料重量為 ，然后把它分別與0～ 100g的第二種顆?；旌?，取所得到的最大容重之混合物重量為 的第二種顆粒混合， 的第二種顆粒混合 取所得到的最大容重之混合物重量為100g，再與 ～ ，再與0～ 100g的第三種顆?；旌?，再選取容重最大的三種顆粒混合料，與第四種顆粒混 的第三種顆?；旌?， 的第三種顆?；旌?再選取容重最大的三種顆粒混合料， 合試驗(yàn)。以此類推，直到得到容積比重最大的混合料為止， 合試驗(yàn)。以此類推，直到得到容積比重最大的混合料為止，由此可以確定最佳 的顆粒配方。 的顆粒配方。 5.4.2 實(shí)際配方中顆粒粒級(jí)配比及大顆粒尺寸的確定 1）各種粒級(jí)在配方中的作用 炭和石墨制品的配料除選擇原料配比外，還要確定粒度組成，即用不同尺寸的大顆粒、 炭和石墨制品的配料除選擇原料配比外，還要確定粒度組成，即用不同尺寸的大顆粒、 中顆粒和小顆粒（細(xì)粉）配合起來(lái)使用， 中顆粒和小顆粒（細(xì)粉）配合起來(lái)使用，目的是使制品能有較高的堆積密度和較小的 氣孔率。一般，大顆粒和細(xì)粉占較大的比例，而中間顆粒占較少比例。 氣孔率。一般，大顆粒和細(xì)粉占較大的比例，而中間顆粒占較少比例。 大顆粒在坯體結(jié)構(gòu)中起骨架作用，適當(dāng)增加大顆粒的尺寸和提高大顆粒的使用比例， 大顆粒在坯體結(jié)構(gòu)中起骨架作用，適當(dāng)增加大顆粒的尺寸和提高大顆粒的使用比例， 可以提高產(chǎn)品的抗氧化性能和抗熱震性能，減少壓型和焙燒工序的裂紋廢品； 可以提高產(chǎn)品的抗氧化性能和抗熱震性能，減少壓型和焙燒工序的裂紋廢品；但另 一方面會(huì)提高產(chǎn)品的氣孔率，降低制品密度和機(jī)械強(qiáng)度，加工后產(chǎn)品表面粗糙。 一方面會(huì)提高產(chǎn)品的氣孔率，降低制品密度和機(jī)械強(qiáng)度，加工后產(chǎn)品表面粗糙。 小顆粒（粉料）的作用是填充顆粒間的空隙，在一定范圍內(nèi)增加小顆粒粉料的用量， 小顆粒（粉料）的作用是填充顆粒間的空隙，在一定范圍內(nèi)增加小顆粒粉料的用量， 可以提高產(chǎn)品的密度和機(jī)械強(qiáng)度，減少氣孔，產(chǎn)品加工后表面比較光潔。 可以提高產(chǎn)品的密度和機(jī)械強(qiáng)度，減少氣孔，產(chǎn)品加工后表面比較光潔。粉料一般 在配料中占40～ 在配料中占 ～70%。但粉料用量過(guò)多會(huì)走向反面，特別是在焙燒和石墨化熱處理 。但粉料用量過(guò)多會(huì)走向反面， 中會(huì)產(chǎn)生大量裂紋廢品，并且粉料增多導(dǎo)致粘結(jié)劑用量增大，反而會(huì)降低制品機(jī)械 中會(huì)產(chǎn)生大量裂紋廢品，并且粉料增多導(dǎo)致粘結(jié)劑用量增大， 強(qiáng)度和提高制品氣孔率。 強(qiáng)度和提高制品氣孔率。 2）配方中各種顆粒粒度配比的確定依據(jù) （1）產(chǎn)品截面大小 產(chǎn)品截面大， 產(chǎn)品截面大，就應(yīng)該采用較大的粒度和較少 的細(xì)粉；而截面較小的產(chǎn)品， 的細(xì)粉；而截面較小的產(chǎn)品，選用較小的粒度 和較多的細(xì)粉。 和較多的細(xì)粉。例如大直徑石墨電極用球磨粉 ），中直徑 為30～40%（在全部干料中的比例），中直徑 ～ （在全部干料中的比例）， 石墨電極用40～ 石墨電極用 ～50%，小直徑石墨電極球磨粉 ， 用量達(dá)50～ 用量達(dá) ～70%。 。 （2）產(chǎn)品使用要求 對(duì)那些要求密度大、強(qiáng)度高、 對(duì)那些要求密度大、強(qiáng)度高、氣孔率小和加 工后表面較細(xì)密光潔的產(chǎn)品， 工后表面較細(xì)密光潔的產(chǎn)品，則應(yīng)采用較細(xì)的粒 度組成。對(duì)那些要求抗熱震性和抗腐蝕性好、 度組成。對(duì)那些要求抗熱震性和抗腐蝕性好、對(duì) 機(jī)械強(qiáng)度和氣孔率要求不高的產(chǎn)品， 機(jī)械強(qiáng)度和氣孔率要求不高的產(chǎn)品，則應(yīng)采用較 粗的粒度組成。 粗的粒度組成。 （3）原料性質(zhì) 不同原料顆粒的強(qiáng)度系數(shù)、 不同原料顆粒的強(qiáng)度系數(shù)、回脹系數(shù)以及對(duì) 粘結(jié)劑的吸附性能等都存在差異， 粘結(jié)劑的吸附性能等都存在差異，因此采用不 同原料生產(chǎn)同類制品時(shí)， 同原料生產(chǎn)同類制品時(shí)，各種粒度的比例也需 作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。比較理想的是大顆粒用顆粒強(qiáng) 度系數(shù)較高的原料， 度系數(shù)較高的原料，而把顆粒強(qiáng)度系數(shù)較低的 原料磨粉使用。 原料磨粉使用。原料顆粒對(duì)粘結(jié)劑的吸附性能 不同，其粒度選擇也不一樣， 不同，其粒度選擇也不一樣，例如無(wú)煙煤對(duì)粘 結(jié)劑的吸附能力差， 結(jié)劑的吸附能力差，因此無(wú)煙煤適合于作大顆 粒使用，而不適合磨粉使用。 粒使用，而不適合磨粉使用。 （4）工藝條件和工序成品率 每種產(chǎn)品究竟要選用幾種顆粒粒度， 每種產(chǎn)品究竟要選用幾種顆粒粒度，要視工 藝條件和實(shí)際生產(chǎn)流程而定， 藝條件和實(shí)際生產(chǎn)流程而定，在符合技術(shù)要求的 條件下，要盡可能在配方中減少粒度級(jí)。 條件下，要盡可能在配方中減少粒度級(jí)。每種規(guī) 格產(chǎn)品的配方中， 格產(chǎn)品的配方中，至少要有一種粒度級(jí)的用量可 以自由調(diào)節(jié)， 以自由調(diào)節(jié)，即對(duì)于這種粘度級(jí)在配方中不作要 對(duì)于大中型規(guī)格的產(chǎn)品， 求。對(duì)于大中型規(guī)格的產(chǎn)品，過(guò)多使用粉狀小顆 粒會(huì)使壓型成品率降低， 粒會(huì)使壓型成品率降低，焙燒和石墨化裂紋廢品 率增多，因此在保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提下， 率增多，因此在保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng) 盡可能減少細(xì)粉用量，對(duì)于小顆粒用量， 盡可能減少細(xì)粉用量，對(duì)于小顆粒用量，應(yīng)作適 當(dāng)?shù)目刂啤?當(dāng)?shù)目刂啤?2）最大顆粒尺寸的確定依據(jù) （1）原材料的材質(zhì)：各 ）原材料的材質(zhì)： 種原料都含有氣孔， 種原料都含有氣孔，包括 開氣孔和閉氣孔， 開氣孔和閉氣孔，有些原 如無(wú)煙煤） 料（如無(wú)煙煤）結(jié)構(gòu)比較 致密，氣孔少而且較??； 致密，氣孔少而且較??； 而有些原料（ 而有些原料（如石油焦和 瀝青焦）氣孔多而且大， 瀝青焦）氣孔多而且大， 最大氣孔直徑可達(dá)5－ 最大氣孔直徑可達(dá) － 6mm。因此使用石油焦和 。 瀝青焦時(shí)， 瀝青焦時(shí)，其最大顆粒尺 寸應(yīng)在4mm以下，而使用 以下， 寸應(yīng)在 以下 無(wú)煙煤時(shí)，則可使用6－ 無(wú)煙煤時(shí)，則可使用 － 12mm的顆粒。 的顆粒。 的顆粒 （2）產(chǎn)品的直徑或 ） 截面積大?。捍箢w粒 截面積大小： 在制品中起骨架作用， 在制品中起骨架作用， 所以一般而言， 所以一般而言，產(chǎn)品 直徑或截面積越大， 直徑或截面積越大， 其配料中大顆粒的尺 寸也相應(yīng)增大， 寸也相應(yīng)增大，以提 高產(chǎn)品的抗熱震性和 減少產(chǎn)品的熱膨脹系 數(shù)。 設(shè)制品的直徑為A， 設(shè)制品的直徑為 ， 最大顆粒尺寸為D， 最大顆粒尺寸為 ， 則有以下經(jīng)驗(yàn)公式： 則有以下經(jīng)驗(yàn)公式： D=7.5×10-3A。 × 。 （3）產(chǎn)品的用途：當(dāng)產(chǎn) ）產(chǎn)品的用途： 品要求有較高的機(jī)械強(qiáng)度 和具有一定的電阻時(shí)， 和具有一定的電阻時(shí)，使 用的大顆粒尺寸要比經(jīng)驗(yàn) 公式計(jì)算的小， 公式計(jì)算的小，而且細(xì)顆 粒料相對(duì)較多。 粒料相對(duì)較多。 5.4.3 工作配方的計(jì)算 所謂工作配方，就是當(dāng)規(guī)定了每一鍋糊料的總重后，如何根據(jù)指定的配方以及各 所謂工作配方，就是當(dāng)規(guī)定了每一鍋糊料的總重后， 種炭素原料在粉碎篩分后的實(shí)際粒度分布狀況， 種炭素原料在粉碎篩分后的實(shí)際粒度分布狀況，進(jìn)一步計(jì)算從每一種顆粒貯料斗 中應(yīng)取數(shù)量。計(jì)算順序如下： 中應(yīng)取數(shù)量。計(jì)算順序如下： 從給定的原料比計(jì)算干料的百分組成。 （1）從給定的原料比計(jì)算干料的百分組成。 根據(jù)給定的對(duì)散料顆粒技術(shù)要求，計(jì)算各種原料顆粒級(jí)在干料中的百分組成。 （2）根據(jù)給定的對(duì)散料顆粒技術(shù)要求，計(jì)算各種原料顆粒級(jí)在干料中的百分組成。 根據(jù)技術(shù)要求，確定使用哪幾種粒度級(jí)別。 根據(jù)技術(shù)要求，確定使用哪幾種粒度級(jí)別。把決定使用的各粒度級(jí)別顆粒進(jìn)行篩 求出各粒級(jí)的純度。根據(jù)技術(shù)要求和篩分純度計(jì)算出各粒級(jí)的顆粒用量， 分，求出各粒級(jí)的純度。根據(jù)技術(shù)要求和篩分純度計(jì)算出各粒級(jí)的顆粒用量，對(duì) 技術(shù)要求一般取其中限，計(jì)算結(jié)果取整數(shù)，并且要考慮各粒度間的影響。 技術(shù)要求一般取其中限，計(jì)算結(jié)果取整數(shù)，并且要考慮各粒度間的影響。在計(jì)算 有技術(shù)要求的干料顆粒用量之和不足100% 100%時(shí) 有技術(shù)要求的干料顆粒用量之和不足100%時(shí)，可用沒有技術(shù)要求的中間粒度級(jí)的 顆粒來(lái)補(bǔ)足。 顆粒來(lái)補(bǔ)足。 確定了各干料顆粒的百分組成后，取樣進(jìn)行篩分分析或驗(yàn)算， （3）確定了各干料顆粒的百分組成后，取樣進(jìn)行篩分分析或驗(yàn)算，檢查結(jié)果是否 符合技術(shù)要求，若不符合，則要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 符合技術(shù)要求，若不符合，則要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 根據(jù)每鍋糊料的總重量，計(jì)算配料單中干料和瀝青的用量。 （4）根據(jù)每鍋糊料的總重量，計(jì)算配料單中干料和瀝青的用量。 若糊料總重中要求配本身生碎，則應(yīng)從總量中扣除生碎量， （5）若糊料總重中要求配本身生碎，則應(yīng)從總量中扣除生碎量，再計(jì)算各料斗應(yīng) 稱數(shù)量，若要求配入非本身生碎，應(yīng)相應(yīng)扣除粒度影響和瀝青差值。 稱數(shù)量，若要求配入非本身生碎，應(yīng)相應(yīng)扣除粒度影響和瀝青差值。