2 炭素生产用原材料 生产炭和石墨材料的原料都是炭素原料。由于来源和生产工艺的不同,其化学结构、形态特征及理化性能均存在很大差异。按照物态来分类,它们可以分为固体原料(即骨料)和液体原料(即粘结剂和浸渍剂)。其中,固体原料按其无机杂质含量的多少又可以分为多灰原料和少灰原料。少灰原料的灰分一般小于1%,例如石油焦、沥青焦等。多灰原料的灰分一般为 10%左右,如冶金焦、无烟煤等。此外,生产中的返回料如石墨碎等也可作为固体原料。由于各种原料的作用和使用范围不同,对它们也有不同的质量要求。在炭素生产中还使用石英砂等作为辅助材料。 2.1 固体原料(骨料) 骨料的种类、制造方法及主要特征和用途归纳于表 2-1。 表 2 -1 骨料的种类、制法及主要特征和用途 骨料种类 制造方法 主要特征及用途 石油焦 石油重质油轻延迟焦化而制得。 灰分较低,石墨化性能好,热膨胀系数小,用于制造人造石墨制品等。 沥青焦 煤沥青用延迟焦化法或炉室法制得。 沥青焦比石油焦易于获得密度高而各向异性小的制品。石墨化性能较差。用于制造石墨电极、石墨阳极、炭电阻棒、阳极糊等。 针状焦 石油重质油或煤沥青脱除杂质及原生Q I后,经延迟焦化而制得。 各向异性明显,石墨化性能最好、热膨胀系数小。用于制造超高功率石墨电极或高功率石墨电极。 冶金焦 煤在炼焦炉中经高温干馏而制得。 机械强度较高,但灰分也较高。用于生产炭电极、炭块、电极糊等,又是焙烧炉的填充料和石墨化炉的电阻料。 石墨化冶金焦 冶金焦经石墨化制得。 导热和导电性优于冶金焦。在生产炭块、电极糊时少量加入,以提高导热、导电性。 硬沥青焦 天然硬沥青经焦化而制得。 球状,硬度、强度高,各向同性。用于制造密度各向同性石墨。 无烟煤 天然矿物,经开采。 组织致密、气孔少,耐磨、耐蚀性好。用于制造炭块,电极糊,填缝及粘结炭糊等。 天然石墨 天然矿物,经开采。 抗氧化性、耐热性、耐碱性好,导电、导热性良好,有自润滑性。用于制造电炭产品、机械用炭制品,不透性石墨、膨胀石墨等。 炭墨 低分子碳氢化合物由气相炭化而制得 作为骨料添加剂,以增加密度和硬度,减小各向异性,调整电阻率。用于电刷、核石墨等。 2.1.1 石油焦 2.1.1.1 石油焦的来源 石 油 焦 是 各 种 石 油 渣 油 、 石 油 沥 青 或 重 质 油 经 焦 化 而 得 到 的 固 体 产 物 。 由 于 焦 化 的 方式...