电碳厂石墨化属于焙烧过程吗？

煅烧坯石墨化

焙烧碳制品的石墨化。

焙烧后的坯体经过2000 ~ 3000℃的高温热处理，使碳栅的微晶尺寸增大，晶层间距减小，晶格常数接近天然石墨，从而获得石墨电极所需的理化性能。焙烧坯的石墨化是石墨电极生产中的关键工序。石墨电极的物理和化学性质很大程度上取决于石墨化温度。生产优质石墨电极的温度应达到2800℃以上。从经济上讲，生产1t石墨电极需要5000kW。h，电力成本约占石墨电极生产成本的25% ~ 35%，80%左右的电力消耗在石墨化炉中。因此，如何在保证产品质量的前提下降低电耗也是石墨化工艺的重要任务。

石墨化炉的类型目前石墨电极厂广泛使用的石墨化炉都是电加热器，即利用大量的电能将焙烧后的产品加热到石墨化所需的高温。石墨化炉按加热方式可分为直接加热炉和间接加热炉，按石墨化炉与供电装置的相对位置可分为移动式石墨化炉和固定式石墨化炉。按运行方式可分为批量生产和连续生产，按用电性质又可分为DC石墨化和交流石墨化。直接加热炉是指电流直接通过石墨化焙烧后的产品。此时，装入炉内的焙烧品不仅是通过电流产生高温的导体，也是被加热到高温的物体。直热式石墨化炉主要用于生产石墨电极。直热式石墨化炉有两种，一种叫艾奇逊石墨化炉，一种叫纵向石墨化炉(简称LWG炉)。Acheson石墨化炉历史悠久，在炭素厂得到了广泛应用。然而，纵向石墨化炉作为一种节能炉，在80年代已广泛应用于生产大型电极的炭素厂。随着石墨电极质量的不断提高和产品截面的增大，纵向石墨化炉被不断使用。间接加热石墨化炉的专利报道很多，但实际应用很少。20世纪70年代初，英国摩根公司成功研制出可连续生产的间接加热石墨化炉，只能生产小规模的电炭制品。由于DC供电设备有利于维持电网的三相平衡和高功率因数，中国炭素厂大部分石墨化炉在80年代已将交流电源改为DC电源，DC电源投资较大。除变压器外，还需要相应容量的整流装置将交流电整流成DC电，然后输入石墨化炉。下面介绍五种不同类型的石墨化炉。

艾奇逊石墨化炉是在19年底生产碳化硅的电阻炉基础上改进的炉型。其主要特点是焙烧品与装在炉内的电阻材料(焦粒)共同形成炉电阻，通电后产生2000 ~ 3000℃的高温使焙烧品石墨化。艾奇逊石墨化炉的结构比较简单:石墨化炉是在钢筋混凝土的基础上建造的。它由结构相同的炉头砌体和炉尾砌体以及它们之间的矩形炉体组成。炉头和炉尾砌筑，外侧为耐火砖，内侧上下为碳块，中间为砌筑墨块。几个导电电极(石墨电极)穿过炉头和炉尾砌体，导电电极的直径和数量取决于石墨化炉通电时的电流强度。(图1)通电时导电电极的温度持续上升，需要对导电电极进行冷却。冷却方式有两种:表面直接喷水或间接冷却。间接冷却可以分为两种方式:在电极上钻孔冷却电极和在电极表面安装冷却套。在装有焙烧品的长方形炉体底部砌几层耐火砖，在炉体两侧砌炉墙，或在炉体两侧垂直放置耐热混凝土制成的墙板。小艾奇逊石墨化炉长10 ~ 12m，宽约2rn，一次可装载约20t的焙烧品。中型艾奇逊石墨化炉长度为14-16m，炉宽约3m。一次可装载40 ~ 60吨烘烤产品。大型艾奇逊石墨化炉的长度为18～20in，炉宽约为4.0m，一次可装载约l00t的焙烧产品。一座25 ~ 30m长的超长艾奇逊炉，炉身较窄，炉容只有100t左右。艾奇逊石墨化炉结构简单，易于维护，用起重机装卸半成品方便。但有以下缺点:(1)通电时间长，热量损失大，能量利用率低。通电加热时，大量电能用于加热电阻材料、炉头和炉尾砌体，炉外保温材料向周围空间散失的热量也很多。因此，只有大约35%的电能用于加热和烘烤。(2)石墨化炉中充满焙烧产物和电阻材料的空间称为炉芯，Acheson石墨化炉芯的温度变化很大。炉芯中部与炉芯两侧保温材料的温差可达几百度，炉芯上部与下部的温差也可达几百度，所以同一炉制品电阻率有一定差异，炉内加热温度不均匀也是部分制品开裂的主要原因；(3)装卸炉时粉尘多，通电加热时排放大量有害气体，污染环境；(4)生产周期长。石墨化炉的生产周期长达L2 14天，从清理到装料、加热、冷却、出料，其中加热只需2 ~ 3天。虽然每个炉组有6 ~ 8个石墨化炉，但每个石墨化炉在1个月内只能转1转。(5)必须使用大量冶金焦粒作为电阻材料，每吨焙烧产品消耗约300k9。

U型石墨化炉的一种变体Acheson石墨化炉，在供电变压器输出电压和电流允许的范围内，为了提高石墨化炉的热效率，节约电能，有利于较长的炉体，但炉体的长度有时受厂房跨度的限制，所以设计了一个纵向Acheson石墨化炉，从中间弯曲180。成为一种炉头、炉尾同侧的新炉型(图2)，只在炉体中间修建隔墙，将炉体分成两个平行的装料区，在与炉头、炉尾砌体相对的炉壁内侧铺设石墨块，使电流通过石墨块砌体从一个装料区引向另一个装料区。这种U型石墨化炉的优点是炉体长度相对增加，可以装载更多的焙烧品，输电母线都在炉的一端。省略了炉两侧的活动母线，每吨半成品的电耗比一般的Acheson石墨化炉略低，但存在炉内电流分布不均匀(导致炉内温度不均匀)的缺点，所以安装在不同部位的石墨电极质量不同，中间的隔墙容易烧坏。这种石墨化炉的生产工艺与艾奇逊炉相同。

移动式石墨化炉石墨化炉不是建在钢筋混凝土基础上，而是建在钢结构的轨道车上。轨道车可以沿地面铺设的轨道左右移动(图3)，但供电装置的位置是固定的。Acheson石墨化炉或纵向石墨化炉可以设计成可移动的炉，6-8个石墨化炉组成一个炉组，这样供电变压器就可以轮流给每个石墨化炉供电。本发明可在两个车间分别装卸产品和通电，大大缩短了连接石墨化炉的输电母线的长度。与移动式石墨化炉相对应，移动式变压器与建在固定位置的石墨化炉相结合，即供电变压器安装在轨道车上。当任一石墨化炉需要通电时，带变压器的轨道车移动到该炉的炉头，与输电母线连接后通电。

纵向石墨化炉的特点和生产工艺见“系列石墨化”。

间接加热连续生产石墨化炉是专门用于生产小型电碳制品的卧式双通道连续生产石墨化炉(图4)。这种双通道连续生产石墨化炉有一个固定的高温区，由石墨板制成。通道总长7m，其中5m埋在炭黑绝缘材料中，两端分别设置。

在保温材料外面，炭黑保温材料是双层钢板焊接的外壳，可以用水冷却，供电设备是一个l40kV？a的单相交流变压器输出电压为l2v，一对导电夹钳夹在石墨双通道的固定位置。该连续生产石墨化炉采用双向逆流进料，机械推进装置每分钟推进25吨氮气，通过石墨通道的总时间约为4.5小时，生产的产品直径小于50微米，长度小于65438±0 ITL，通道内高温区温度可达2500℃，每小时产量。h、由于通道可以自行维持少量正压，所以不需要通入惰性气体进行保护。

石墨化炉群中每座石墨化炉的生产作业由清炉、小修、装炉、通电、冷却、卸炉等六项内容组成，循环进行。艾奇逊石墨化炉的生产周期一般为12-14天，其中通电只需2-3天。为了充分利用供电变压器的容量，每套供电设备可配置6-8台。只有在一台炉通电结束时，有时会左右切换送电母线触点，检查供电设备的停电时间。一套供电设备和6 ~ 8台石墨化炉组成一个石墨化炉组，石墨化炉组中有一台石墨化炉始终处于通电状态，其他炉分别处于装炉、冷却、卸炉、清炉和小修的操作过程中。每个炉组的生产都是按照预先安排的作业计划进行的。

石墨化膨胀收缩焙烧产物的线性尺寸从通电开始到1200℃左右处于膨胀状态，进入生料煅烧温度(1200 ~ 1450℃)后继续上升到l600℃左右，然后收缩，温度进一步上升到1600 ~ 2000℃左右。因此，在此期间，烘烤半成品的线性尺寸的膨胀程度与原料中硫和氮的含量以及加热速度有关。当温度升至2000℃以上时，半成品的线性尺寸由膨胀变为收缩，在整个石墨化过程中收缩大于膨胀，因此石墨化后焙烧产物的直径和长度减小，最终收缩受多种因素影响。如原料性质、粒度组成、粘结剂用量、捏合成型方法、压力、焙烧和石墨化的最终温度等，测定了用75%石油焦和25%沥青焦生产的普通功率石墨电极的收缩率。