石墨電極抑制氣脹的幾種措施

石墨電極抑制氣脹的幾種措施抑制氣脹的幾種措施

（1）降低原料焦炭的硫、氮等元素的含量，如氫氣接觸法脫硫，采用高溫煅燒等，經測定，含硫量為1.5％的石油焦在不同溫度煅燒后的殘余硫含量如下。

煅燒溫度/℃11001200130014001600

硫含量/％1.51.491.32、1.130.36

國外曾在600~800℃對半焦（尚未煅燒的生焦）用氫氣接觸法脫硫進行過研究，脫硫后，含硫量減少，細孔增多，在焦炭還沒有收縮的溫度下進行脫硫效果最佳。

（2）控制石墨化過程某一溫度區間的升溫速度，也即降低在1700~2100℃區間雜質氣體釋放的速度，有利于減少氣脹。串接石墨化的溫升速度較大，所以如用含氮量較高的煤系針狀焦生產的大規格超高功率石墨電極不宜用串接石墨化爐石墨化，否則劇烈的氣脹會導致裂紋廢品的增加。

（3）配料時加入少量氣脹抑制劑，可延緩雜質氣體的釋放，氣脹抑制劑通常使用氧化鐵粉，抑制劑與硫反應生成硫化物，隨后在較高的溫度下以較低的速度分解出單質硫，金屬氧化物防止氣脹的效果是由于其硫化物的穩定性作用，當用氧化鐵為氣脹抑制劑時，硫的逸出推遲到2100~2500℃間。對煤系針狀焦而言，氧化鐵與氧化鉻一起使用時抑制氣脹效果更好，氧化鎳和氧化鈷對抑制煤系針狀焦的氣脹也有較好效果。將氣脹看作是有害影響的原因之一是因為氣脹的結果降低了石墨電極的密度，鐵、鎳、鈷的氧化物還有一定的石墨化催化作用，并有利于提高瀝青的殘炭率，使由氣脹引起的密度下降得到一定補償。使用同一種氣脹抑制劑，顆粒度越小效果越佳。據研究報道，氣脹主要是在0.1~1um的微孔中產生，因此抑制劑應當和粘結劑一起進入焦炭顆粒的微孔中。兩種顆粒度的氧化鐵粉對煤系針狀焦石墨制品焙燒過程中瀝青殘炭率和抑制氣脹效果的實驗數據舉例。

（4）調整焦炭的微觀結構，焦炭如擁有大量的微裂紋，不僅可降低焦炭的熱膨脹系數，而且可抑制氣脹。焦炭的微觀結構受焦化和煅燒兩個過程的影響，一般由延遲焦化得到的焦炭是半焦，而半焦的結構主要與焦化原料、焦化工藝條件（溫度、壓力等）有關，半焦在1400℃左右溫度下煅燒，體積收縮，微裂紋和孔結構進一步變化。采用兩步煅燒法（中間一次冷卻）可使焦炭微裂紋增加。