石墨電極
石墨電極是一種人造石墨質導電材料，以石油焦、瀝青焦為骨料，煤瀝青為黏結劑，經過多道工序制成。與天然石墨電極相比，石墨電極具有更高的耐高溫性能。抗氧化石墨電極是在石墨電極表面涂覆一層抗氧化保護層，能夠降低煉鋼時的電極消耗，延長電極的使用壽命，并降低電極的電能消耗。
概況簡介 編輯本段
據悉，從上世紀90年代坐落于北京發展較早的，以北京吉興盛安工貿有限公司為首的企業一直秉承專業研制、生產石墨制品的企業。擁有先進的數控生產設備及加工中心，生產技術精湛，檢測手段完備。從90年代初至今，由于產品性能優異，質量穩定，受到國內外用戶的一致好評。旗下“吉安牌”產品有：石墨電極，工業爐高溫處理用石墨制品，金剛石工具燒結用石墨制品，有色金屬冶煉用石墨制品，機械密封用石墨制品，電子半導體工業用石墨制品，分析儀器用石墨電極、分析坩堝制品。產品廣泛應用于機械、模具、紡織、機電、金剛石工具等各行業。近年來，產品越來越多的服務于礦山系統、柴油機系統、鐵路系統以及高新技術產業。部分技術已達國內領先水平。
石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝青做結合劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據其質量指標高低，可分為普通功率石墨電極、高功率石墨電極和超高功率石墨電極。
石墨電極生產的主要原料為石油焦，普通功率石墨電極可加入少量瀝青焦，石油焦和瀝青焦含硫量都不能超過0.5%。生產高功率或超高功率石墨電極時還需要加針狀焦。鋁用陽極生產的主要原料為石油焦，并控制硫分不大于1.5%～2%，石油焦和瀝青焦應符合國家有關質量標準。
主要分類 編輯本段
分類 | 指標 |
普通功率石墨電極 | 允許使用電流密度低于17A/厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。 |
高功率石墨電極 | 允許使用電流密度為18～25A/厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼的高功率電弧爐。 |
超高功率石墨電極 | ，允許使用電流密度大于25A/厘米2的石墨電極，主要用于超高功率煉鋼電弧爐 |
相關條目 編輯本段
石墨電極包括：
（1）普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于17A／厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。
（2）抗氧化涂層石墨電極。表面涂復一層抗氧化保護層的石墨電極，形成既能導電又耐高溫氧化的保護層，降低煉鋼時的電極消耗。
（3）高功率石墨電極。允許使用電流密度為18～25A／厘米2的石墨電極，主要用于煉鋼的高功率電弧爐。
（4）超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于25A／厘米2的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。
1、受潮濕的石墨電極，使用前要烘干。
2、去除備用石墨電極孔上的泡沫塑料保護帽，檢查電極孔內螺紋是否完整。
3、用不含油和水的壓縮空氣清理備用石墨電極表面和孔內螺紋；避免用鋼絲團或金屬刷砂布清理。
4、將接頭小心地旋入備用石墨電極一端（不建議將接頭直接裝入爐上撤換下來的電極）的電極孔內，不得碰撞螺紋。
5、將電極吊具（建議采用石墨材質的吊具）擰入備用電極另一端的電極孔內。
6、起吊電極時，墊松軟物到備用電極裝接頭一端的下面，以防止地面碰損接頭；用吊鉤伸入吊具的吊環后吊起，吊運電極要平穩，防止電極由B端松脫或與其它的固定裝置碰撞。
7、將備用電極吊到待接電極上方，對準電極孔后慢慢落下；旋轉備用電極，使螺旋吊鉤與電極一起轉動下降；在兩支電極端面相距10-20mm時，再次用壓縮空氣清理電極兩個端面和接頭的裸露部分；在最后完全下放電極時，不可過猛，否則因猛烈碰撞，會導致電極孔和接頭的螺紋受損。
8、用力矩扳手擰備用電極，直到兩支電極的端面緊密接觸為止（電極和接頭的正確連接夾縫小于0.05mm）。
石墨在大自然中非常普遍，并且石墨烯是人類已知強度最高的物質，但科學家可能仍然需要花費數年甚至幾十年時間，才能找到一種將石墨轉變成大片高質量石墨烯“薄膜”的方法，從而可以用它們來為人類制造各種有用的物質。據科學家稱，石墨烯除了異常牢固外，還具有一系列獨一無二的特性，石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料，這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產未來的超級計算機。
優越性能 編輯本段
注：電火花加工用石墨電極，也稱為銅公
聚興石墨電極
2:石墨電極較容易加工，且加工速度明顯快于銅電極。比如采用銑削工藝加工石墨，其加工速度較其它金屬加工快2~3倍且不需要額外的人工處理，而銅電極則需要人手挫磨。同樣，如果采用高速石墨加工中心制造電極，速度會更快，效率也更高，還不會產生粉塵問題。在這些加工過程中，選擇硬度合適的工具和石墨可減少刀具的磨損耗和銅公的破損。如果具體比較石墨電極與銅電極石墨電極的銑削時間，石墨較銅電極快67%，在一般情況下的放電加工中，采用石墨電極的加工要比采用銅電極快58%。這樣一來，加工時間大幅減少，同時也減少了制造成本。
3:石墨電極與傳統銅電極的設計不同。許多模具廠通常在銅電極的粗加工和精加工有不同的預留量，而石墨電極則使用幾乎相同的預留量，這減少了CAD/CAM和機器加工的次數，單是這個原因，就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。
石墨電極
石墨具有以下銅無法比擬的優質特性:
加工速度：高速銑粗加工較銅快3倍；高速銑精加工較銅快5倍
可加工性好，能實現復雜的幾何造型
重量輕，密度不足銅的1/4，電極容易夾持
可減少單個電極的數量，因為可捆綁做成組合電極
熱穩定性好，不變形無加工毛刺
國家標準 編輯本段
普通功率石墨電極國家標準:
標準名稱 | 石墨電極 |
標準分類號 | Q51 |
標準號 | YB/T4088-2000 |
索取號 | YB/T4088-2000 |
代替號 | YB/T4088-1992 |
實施時間 | 2000/12/10:00:00 |
發布時間 | 2000/7/260:00:00 |
采標情況 | |
頁數 | 7 |
國際標準詳情 | 本標準規定了石墨電極的外形、尺寸及允許偏差、技術要求、試驗方法、包裝、標志、儲存、運輸和質量證明書。本標準適用于以優質石油焦、瀝青焦等為主要原料，經成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成，供電弧爐作導電材料的普通功率石墨電極。 |
加工制作 編輯本段
(一)石墨材料的加工形式
石墨電極的加工主要有三種形式：加壓振動法、數控自動成形法和機械加工方法。
(1)加壓振動法：加壓振動法需要專門機床，電極母模與電極形狀相反。石墨材料和成形工具在加工時相對放置，留有一定的間隙。由水和磨料混合而成的加工液注入其問。在通過加工液的同時，使石墨和成形工具發生超聲波振動。在磨料沖擊力的作用下，石墨被微量剝離而成所需要的形狀。磨料為SiC、B4C或金剛石，磨料越粗則加工速度越快。機床工作時采用密封式和水幕式進行加工。適合于批量生產情況用的電火花成形加工。
(2)數控自動成形法：數控自動成形法需要專用的石墨電極成形機，它采用數控方式，有刀具自動調換裝置，可容納多把刀具。為改善加工環境，加工石墨電極的四周用水幕包圍，防止石墨粉塵四處分散。另外也可以用濕式加工法，由水溶性切削液防止刀具被磨損和石墨粉塵飛散。機床具有高性能過濾裝置，可以將切削液和石墨切屑分離，可保證長時間連續加工，是石墨電極加工的理想專用設備，適合于模具用電極加工。但是其價格較高，在國內應用還不普遍。
(3)機械加工方法：機械加工方法為國內一般模具生產單位采用的主要方法。
石墨材料可以采用車削、銑削、鉆削和磨削的方法進行加工。另外，石墨材料在機械加工時易產生灰粉飛揚，給加工設備和操作人員帶來不利的影響。
(二)石墨材料的加工程序
1)石墨浸油。石墨材料在機械加工之前，應該在機油內浸數十小時，使油滲入石墨材料，以使機械加工時灰粉不致飛揚，并能得到較光滑的表面。
2)涂漆劃線。電極在外形表面粗加工以后，在劃線表面噴涂一層很薄的白漆再進行劃線，這樣線條清晰，便于機械加工。
3)進行機械加工。
生產特點 編輯本段
(1)生產周期長。普通功率石墨電極的生產周期為45天左右，超高功率石墨電極的生產周期達70天以上，而需要多次浸漬的石墨電極接頭生產周期更長。
(2)能源消耗較高。生產1t普通功率石墨電極需要消耗電能6000kW·h左右，煤氣或天然氣數千立方米，冶金焦粒和冶金焦粉約1t。
(3)生產工序多。生產工序包括原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工等。其生產需要許多專用機械設備和特殊結構的窯爐，建設投資較大，投資回收期較長。
(4)生產過程中產生一定數量的粉塵和有害氣體，需要采取完善的通風降塵及消除有害氣體的環境保護措施。
(5)生產所需炭質原料石油焦和煤瀝青等為煉油企業和煤化工企業生產加工副產品，原料的質量及其穩定性難以得到充分的保障，尤其是高功率和超高功率石墨電極生產用針狀焦、改質電極瀝青和低喹啉不溶物含量專用浸漬劑瀝青，急需我國石油和煤化工加工企業的重視和積極配合。
應用領域 編輯本段
(1)用于電弧煉鋼爐
電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國電爐鋼產量約占粗鋼產量的18%左右，煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%～80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內導入電流，利用電極端部和爐料之間引發電弧所產生的高溫熱源來進行冶煉。
(2)用于礦熱電爐
礦熱電爐主要用于生產工業硅和黃磷等，其特點是導電電極的下部埋在爐料中，在料層內形成電弧，并利用爐料自身的電阻所發出的熱能來加熱爐料，其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極，例如每生產1t硅需消耗石墨電極約100kg，每生產1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐
生產石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐，爐內所裝物料既是發熱電阻又是被加熱對象，通常，導電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中，用于此處的石墨電極不連續消耗。
(4)用于制備異型石墨產品
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