哪些是石墨化的？ 所謂石墨化是指非石墨碳經(jīng)過(guò)低溫?zé)崽幚砗筠D(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺S規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨碳。 最初起源于碳制品行業(yè)，是生產(chǎn)石墨電極的必經(jīng)工序。 石墨化是為了提高碳材料的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，提高碳材料的耐光沖擊性和物理穩(wěn)定性，使碳材料具有潤(rùn)滑性和耐磨性，提高碳材料的含量。 利用低溫?zé)崽幚頌樵又嘏藕徒Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變提供能量，這個(gè)過(guò)程需要大量的能量。 電力是石墨化生產(chǎn)中消耗的主要能源。 一般采用電加熱將半成品加熱到2800℃以上，耗電量大、時(shí)間長(zhǎng)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，石墨化成本約占人造石墨陰極生產(chǎn)成本的55%。

石墨化工藝按加熱方式可分為直接法和間接法，按操作方式可分為間歇式和連續(xù)式。 常用的陰極石墨化爐有艾奇遜石墨化爐、內(nèi)串聯(lián)石墨化爐、網(wǎng)格箱石墨化爐等。

研究人員以艾奇遜爐和內(nèi)串聯(lián)石墨化爐為例，分析總結(jié)了石墨化工藝的技術(shù)要點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面。

1、裝爐時(shí)揮發(fā)分的匹配

因?yàn)楫?dāng)石墨化爐內(nèi)溫度升至200-1000℃時(shí)，爐內(nèi)正極會(huì)排出大量揮發(fā)物。 如果不能及時(shí)排出，揮發(fā)物可能積聚，造成爐內(nèi)安全事故。 當(dāng)大量揮發(fā)物逸出時(shí)，揮發(fā)物未充分燃燒，會(huì)形成大量白煙，導(dǎo)致環(huán)境污染或環(huán)保車(chē)事故。 因此，裝爐時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)爐內(nèi)安裝正極時(shí)，需根據(jù)揮發(fā)物濃度進(jìn)行合理匹配，防止輸電過(guò)程中高揮發(fā)物濃度過(guò)高和集中逸出；

(2)底部保溫材料應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)耐L(fēng)孔，使揮發(fā)物有效逸出；

(3)設(shè)計(jì)功率傳輸曲線時(shí)，要充分考慮揮發(fā)物集中排放階段的適當(dāng)弱曲線，使揮發(fā)物順利排放、充分燃燒；

(4)合理選擇輔料，保證輔料的細(xì)度成分，減少輔料中0-1mm粉末的用量，通常占≤10%。

2、裝爐時(shí)要求爐阻均勻

當(dāng)爐內(nèi)正極和電阻材料分布不均勻時(shí)，電壓會(huì)流經(jīng)內(nèi)阻較低的地方，出現(xiàn)偏流現(xiàn)象，影響整個(gè)爐子石墨化的療效正極。 因此，裝爐時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)裝爐時(shí)，內(nèi)阻物料需要從爐室頭部到爐室尾部呈長(zhǎng)線排出，防止小顆?；虼箢w粒集中；

(2)新舊坩堝放在同一爐內(nèi)時(shí)，也需要適當(dāng)配合。 禁忌在新坩堝中安裝一層，在舊坩堝中安裝一層；

(3)防止內(nèi)阻材料暴露在側(cè)壁材料上。

3、負(fù)極材料在功率傳輸過(guò)程中功率曲線制定的依據(jù)

根據(jù)正極材料質(zhì)量要求的不同，分為高溫材料（2800℃）、中溫材料（2950℃）、高溫材料（3000℃），但工藝流程石墨化低溫處理通常在2250-3000℃之間。 各位置已達(dá)到所需溫度，需在低溫過(guò)程中保溫一段時(shí)間，以保證爐內(nèi)溫度均勻。 一般來(lái)說(shuō)，由于爐型不同，保存的時(shí)間也不同。 通常低溫保持6-30小時(shí)，爐阻需保持3-6小時(shí)，避免送電時(shí)爐阻回調(diào)。 具體情況需要根據(jù)以下技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探索制定。

(1)根據(jù)爐芯、負(fù)極材料、電阻材料、坩堝、爐裝量等選擇不同的升溫曲線；

(2)根據(jù)爐內(nèi)正極材料和電阻材料的揮發(fā)份含量選擇不同的曲線。 如果揮發(fā)物含量高，則需要選擇較慢的加熱曲線，否則需要選擇較快的加熱曲線；

(3)當(dāng)爐內(nèi)正極材料、電阻材料酸值較高或正極材料石墨化比較困難時(shí)，需要適當(dāng)延長(zhǎng)高功率傳輸時(shí)間。

4、負(fù)極材料輸電過(guò)程中，避免噴爐事故

由于正極材料為塊狀材料，揮發(fā)物濃度高，不易放電，且容易形成電弧，造成揮發(fā)物高引發(fā)車(chē)禍。 具體操作過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)艾奇遜爐在充正極材料時(shí)，需要將內(nèi)阻材料搗實(shí)，防止在送電過(guò)程中坩堝間的內(nèi)阻材料懸浮在空氣中，產(chǎn)生拉弧，噴爐;

(2)內(nèi)串爐內(nèi)正極材料位移的變化主要是在輸電過(guò)程中減小。 因此，當(dāng)正極材料裝入爐內(nèi)時(shí)，需要估算液壓缸的行程，因此需要保證動(dòng)力傳輸過(guò)程中有行程，同時(shí)有a 足夠的壓力，防止因壓力損失造成電弧噴涂爐事故；

(3)兩種爐型均需選擇顆粒粗、揮發(fā)份含量低的輔料；

(4)送電過(guò)程中，要密切注意爐室內(nèi)是否有局部加熱現(xiàn)象；

(5)在送電過(guò)程中，要密切注意爐膛及爐墻是否有火情；

(6)送電過(guò)程中，要密切注意爐外是否有清脆的嘶嘶聲；

(7)輸電過(guò)程中，要密切關(guān)注電壓是否有較大波動(dòng)。

如果在送電過(guò)程中出現(xiàn)(4)-(7)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停水，防止噴淋爐發(fā)生事故。

5. 冷卻時(shí)間公告

(1)石墨化冷卻過(guò)程中，正極材料不能通過(guò)施肥的方式強(qiáng)制冷卻，而是可以通過(guò)抓斗或抽氣裝置逐層自然冷卻。

(2)正極材料坩堝的溫度為150℃左右。 如果過(guò)早取出坩堝，本體溫度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致正極材料氧化，比表面積降低，坩堝可能因氧化而損壞。 如果坩堝取出太晚，會(huì)導(dǎo)致正極粉體材料氧化，比表面積降低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本降低。

(3)在3000℃高溫石墨化時(shí)，除C外的所有元素均被汽化排出，但在冷卻過(guò)程中仍有少量雜質(zhì)吸附在正極表面。 脫模時(shí)坩堝表面會(huì)形成一層粗糙的硬殼。 酸價(jià)高、揮發(fā)份含量高的物料會(huì)產(chǎn)生較多的硬殼物質(zhì)。 之所以選擇低灰分、低揮發(fā)分的輔料也是基于這個(gè)原因。

(4)硬殼材料的性能與合格正極材料在指標(biāo)上存在較大差距。 因此，取出坩堝時(shí)，需提前破壞1-5mm厚度的硬殼材料，單獨(dú)存放。 表面光滑合格的物料正常收集，放入噸袋內(nèi)儲(chǔ)存。