【正文】 在加熱焙燒過程中 ,在 70～ 500℃的溫度范圍內(nèi) ,電極成為有塑性的 ,并且在 200～ 300℃時電極達到最軟 ,在 400～ 450℃的溫度范圍內(nèi)揮發(fā)份散發(fā)最多 ,大約 30～ 40%(相對重量而言 )的粘結(jié)劑在焙燒時以氣態(tài)揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成二氧化碳氣體 ,表示電極糊有 7～ 10%的失重。每次升溫的溫度梯度按如下原則 : 100～ 450℃ : ℃ /h 450～ 650℃ ～ ℃ /h 650～ 1100℃ ℃ /h 粘結(jié)劑瀝青緩慢 ,穩(wěn)定地焦化對電極質(zhì)量是非常重要的 ,焙燒爐根據(jù)焙燒曲線由燃氣燒嘴加熱。 一次焙燒 a、電極 焙燒 采用一臺 36室 每爐室 5個料箱（料箱尺寸為： 4920 10505620mm）和 二 臺 36室每爐室 5個料箱（料箱尺寸為： 4920 11005900mm）的帶蓋、有火井電極焙燒爐進行產(chǎn)品 的一次焙燒。 28 設(shè)計 1臺 40MN立搗臥擠油壓擠壓機生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品電極本體， 1臺25MN立臥式油壓擠壓機生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品電極本體和接頭。 成型后的電極在冷卻水池的流水中冷卻 ,在冷卻處理時 ,電極 靠自重在傾斜的冷卻水槽內(nèi) 低速 向前滾動 （ 電極 接頭 在低速的鏈式輸送機上輸送 ） ,冷卻后的生電極 由專用電極水中撈取機從冷卻水槽中撈出，經(jīng)檢查合格送到 一次焙燒加工處理 。 在擠出生電極時 ,成型機糊料缸內(nèi)需保持一特定的壓力。 采用 2臺 4000L（或 3000L） 雙加熱混捏機同時向成型機供混捏糊料。 在混捏過程中產(chǎn)生的粘結(jié)劑蒸汽采用 碳粉吸附后由除塵器 器凈化處理，使排入大氣中尾氣的瀝青焦油含量小于 30mg/m3。 5℃。 為保證規(guī)定的配料完全符合配方，任何配方的修改只能在控制臺的鍵盤上進行。 在干混合料中加入大約 1％的Ｆ e2O3作為膨脹抑制劑，以抑制在石墨化早期時電極的體積膨脹，防止形成裂紋。所有配料經(jīng)集合料斗混合后 由電動運料車 輸送到 干料 加熱 器 內(nèi) ，干混合料在由 導(dǎo)熱油 加熱 的 干料 加熱 鍋 內(nèi)預(yù)熱到約180℃。 經(jīng)原料、返回料、磨粉系統(tǒng)處理后粒度合格的各種物料分別送入配料倉中備用。 生碎經(jīng)破碎至 20mm以下粒度后配料使用。 石墨碎 一部分采用 懸輥式磨粉機中磨粉 配料使用 、一部分 經(jīng)破碎篩分 26 系統(tǒng)處理達到 4～ 2mm、 2～ 0mm粒度配料使用。 采用 Xoptix粉料在線粒度監(jiān)控儀石油焦和石墨粉純度，以確?；炷蠛腺|(zhì)量。 配料不平衡料送入懸輥式磨粉機中磨粉，由于有意控制，進入磨粉機原料的粒度小于 4mm。 生 電極制造 生電極制造系統(tǒng)包括原料及返回料處理，配料混捏，成型、冷卻及貯存，成型水處理等工序。 d、熱媒鍋爐房 為避免粘結(jié)劑瀝青在貯槽和管 路中凝結(jié)，采用熱媒油對貯槽和管路進行間接加熱保溫，用 發(fā)生爐煤氣 將熱媒油加熱到需要的溫度，并根據(jù)粘結(jié)劑熔化，混捏加熱 、浸漬罐加熱 和貯槽，管路保溫溫度要求調(diào)節(jié)確定各系統(tǒng)需要熱媒 溫度，以保持各用熱點的溫度穩(wěn)定。 設(shè)計 2臺 Q=， 25 設(shè)計 4臺Φ 7 7m液體瀝青貯槽分別 加熱和 貯存 溶化后的液體 粘結(jié)劑瀝青和浸漬瀝青。 b、粘結(jié)劑瀝青熔化 由生產(chǎn)廠家提供的粘結(jié)劑瀝青需符合甲苯不溶物，喹啉不溶物和結(jié)焦值的指標要求，固體進廠的粘結(jié)劑瀝青在熱媒間接加熱的熔化槽中熔化，沉淀雜質(zhì)，排出水份，熔化合格的粘結(jié)劑瀝青由輸送泵送到貯槽中貯存，為使各熔化槽送入貯槽中的粘結(jié)瀝青混合均勻，由 攪拌裝置 將槽中 的粘結(jié)劑瀝青循環(huán)攪拌。 生產(chǎn) UHP石墨電極的煅后針狀石油焦應(yīng)具有很低的水份含量(%)，水份含量超過 %的煅后針狀石油焦需放置一段時間排出水份后使用 ,進入生產(chǎn)系統(tǒng)的針狀焦應(yīng)不斷地由樣品檢查站抽樣檢查，樣品送到中心化驗室進行篩分析和質(zhì)量測定。 a. 原料貯存 眾所周知，針狀石油焦是制造大直徑 UHP石墨電極的理想原料 ,UHP石墨電極具有高電流傳導(dǎo)性和抗熱震性，針狀焦的各向異性結(jié)構(gòu)決定了石墨電極的特性，煅后針狀石油焦的高真密度 ()，低硫份(%)和低灰份 (%)等技術(shù)指標由煅后針狀石油焦廠根據(jù)要求保證提供。 d、精確的電極最終機械加工 本工藝流程及其所用設(shè)備保證 UHP石墨電極生產(chǎn)所需要 的全部要求。 b、 正確的混合料粒度配比，保持在最佳溫度下混捏電極糊料，并且保持在最佳溫度和一定壓力下成型的生電極結(jié)構(gòu)均勻。 、 硬脂酸質(zhì) 量指標 硬脂酸 用于 UHP石墨電極生產(chǎn)作為填加劑加入，其特性指標如下： 碘值 ： g12/100g ≤ 皂化值 ： mgKOH/g 206～ 211 酸值 ： mgKOH/g 205～ 210 色澤 : Hazen ≤ 200 凝固 點： ℃ 54～ 57 水分 : % ≤ 19 無機物 : % ≤ C16 % 55～ 65 C18 % 40～ 50 、 冶金焦粉質(zhì)量指標 灰 份： 15% 硫 份： 1% 抗碎強度： 72% 揮 發(fā) 份： % 水 份： 12% 粒 度： 0～ 10mm 大于 10mm粒度含量： 10% 操作介質(zhì)技術(shù)指標 燃料 燃料種類 : 發(fā)生爐煤氣 熱 值 : ～ 5016 KJ/kg 導(dǎo)熱油 (熱媒 ) 級 別 : YD300 密 度 : (20℃ )～ 粘 度 : 50℃ :10～ 14CP 250℃ : 比 熱 : 20℃ :℃ 250℃ :℃ 導(dǎo)熱系數(shù) : 20℃ :℃ 250℃ :℃ 蒸汽壓力 : 100℃ : 250℃ : 20 熱膨脹系數(shù) : 200℃ : 104%體積 /℃ 20℃ : 104%體積 /℃ 蒸汽 保溫用壓力 : Mpa 飽和蒸汽溫度 : ℃ 冷卻水 工業(yè)用水 : 除油和臟物 溫 度 : 25℃ 總 硬 度 : CaCO3150 mg/l PH值 : 壓縮空氣 氣動驅(qū)動需壓力 : Mpa 壓縮空氣露點 : 20℃ 4. UHP石墨電極生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)流程和物料流量表 生產(chǎn)流程 填加劑 煅后針狀石油焦 固體粘結(jié)劑瀝青 填加劑制備 貯 存 熔化 中細碎 液體粘結(jié)劑瀝青 配料 21 物料流量表 屑 品 品 糊料混捏 涼料 糊料保溫 成型 一次焙燒 浸漬 二次焙燒 石墨化 產(chǎn)品加工 檢驗包裝 浸漬瀝青 液體浸漬劑制備 總供料： 37630 貯 存： 37621 揚塵： 9 返回料： 4000+1582+1020+6297=12899 原料輸送 37630 粘 結(jié) 劑 瀝 青 制 備 ：13000 22 碎 廢 廢 工 化 燒 加 墨 焙 品 石 回 產(chǎn) 返 返 回 返 (接下頁 ) (接上頁 ) 來自浸漬劑制備 理 理 處 處 料 浸 料 原 次 原 回 再 回 返 回 返 品 返 屑 廢 品 碎 化 頭 工 墨 接 加 石 品 產(chǎn) 原料處理： 50520 配 料： 50502 混 捏： 62973 成 型： 62970 液體粘結(jié)劑： 12468 揚塵： 18 成型廢品：6297 生制品貯存： 56673 一次焙燒： 56673 焙燒品貯存： 49986 焦化損失： 6585 焙燒廢品： 1020 浸 漬： 60183 二次焙燒： 67647 接頭再次浸漬品：10197 液體浸漬劑： 7464 焦化損失： 4818 揮發(fā)損失： 3 粘 結(jié) 劑 瀝 青 制 備 ：13000 揮發(fā)損失： 12 水分損失： 390 沉渣損失： 130 23 主要工藝技術(shù)方案 生產(chǎn)超高功率石墨電極，決定最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素主要有以下方面。 特性：高度的各向異性，石墨化能力非常好。 ? 電極表面的黑皮面積：寬度小于電極同長的 1/10；長度為電極長度的 1/3。 ? 電極表面不允許有 橫裂紋。 產(chǎn)品規(guī)格為Ф 550～ 800mm，長度為 2400～ 2700mm 產(chǎn)品 質(zhì)量 要求 產(chǎn)品質(zhì)量要求 為滿足 電弧爐 對 UHP石墨電極 質(zhì)量穩(wěn)定、均質(zhì)的要求 ,本項目 UHP石墨電極 按如下的理化指標生產(chǎn) : UHP石墨電極質(zhì)量指標（企業(yè)標準） 規(guī) 格 Φ 550～ Φ 800mm 項目 種類 電極 接頭 電 阻 率 ≤ ? ?M 16 抗折強度 ≥ MPa 10 18 彈性模量 ≤ GPa 14 20 體積密度 ≥ g/cm3 ～ 真 密 度 ≥ g/cm3 熱膨脹系數(shù) ≤ x106/℃ (100～ 600℃ ) 灰 分 ≤ % 孔 隙 度 ≤ % 23～ 27 18～ 23 超高功率石墨電極國家黑色金屬行業(yè)標準 YB/40902021參照如下： 項 目 單 位 公稱直徑 (mm) 300,350,400 450,500 電阻率 ,不大于 電極 μΩ 所以， 本項目投產(chǎn)后預(yù)計產(chǎn)品銷售不成問題。 目前 UHP石墨電極國際市場供不應(yīng)求，國內(nèi)市場滿足率僅10%以下 ，需要大量進口 UHP石墨電極才能滿足煉鋼行業(yè)的生產(chǎn)需要。近幾年我國石墨電極的出口以 20%的速度遞增，每年能夠增加出口超高功率石墨電極 4～ 5萬噸。二是我國炭素制品成本比發(fā)達國家低。 加入世貿(mào)組織對我國石墨電極生產(chǎn)企業(yè)也起到了一定的推動作 15 用。 我國最早開始出口石墨電極是 1958年，近十年來我國石墨電極出口量每年以 20%速度遞增。 2021年全世界石墨電極生產(chǎn)能力 2850kt，實際產(chǎn)量約 2280kt。 其中電爐鋼產(chǎn)量 約占 40%。 、 國際市場分析 國外石墨電極主要用戶是電爐煉鋼的精煉爐。 預(yù)計到 2021年前，我國將再新投產(chǎn) 100～ 200噸超高功率大電爐 8～10座（包括新建、改造等）、 50～ 70噸高功率電爐 56座，再加上黃磷電爐消耗增加的石墨電極，共需要石墨電極約 800kt，其中 UHP石墨電極約為 300kt。 我國炭素行業(yè)生產(chǎn)及供需現(xiàn)狀是， NP石墨電極的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量供大于求 ， HP石墨電極供需基本平衡，大規(guī)格 UHP石墨電極供不應(yīng)求，尤其是 Φ 650mm以上 大 規(guī)格 UHP石墨電極產(chǎn)量十分有限，國內(nèi)只有 南通揚子和開封碳素等 少數(shù)企業(yè)組織生產(chǎn)，大部分依賴進口。以超高功率電爐為核心裝備的短流程煉鋼工藝從九十年代開始得到了迅猛的推廣和發(fā)展 。 2021年我國石墨電極行業(yè)實際消耗統(tǒng)計 序號 項 目 2