炭素工艺学资料

74 如何评价炭材料生产用石油焦的质量？炭材料生产用石油焦的质量可用灰分、硫分、挥发分、锻后焦真密度、粉焦量和杂质元素含量来衡量。灰分含量是石油焦的主要质量指标，硫分对于炭材料生产来说是一种有害元素。石油焦的挥发分高低显示了焦炭的焦化程度，其对锻烧操作有较大的影响。锻后焦的真密度大小标志着石油焦的石墨化难易程度，锻后焦真密度越大，石油焦越易石墨化，并且石墨化产品电阻率较低。为了更全面地分析炭材料用石油焦的使用性能，有时还需要检测石油焦的堆积密度、振实密度与锻后焦的电阻率、热膨胀系数和机械性能长可破碎性、脆性和磨损率）。

101 什么是煤沥青，煤沥青具有哪些用途？

煤沥青全称为煤焦油沥青，是煤焦油蒸馏提取馏分（如轻油、酚油、蔡油、洗油和葱油等）后的残留物。煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化，继而熔化。煤沥青主要用途为：( l ）生产各种类型炭材料的勃结剂和浸渍剂，这一部分产量最大；( 2 ）生产针状焦和炭纤维等高技术产品，产量不大，但附加值很高；( 3 ）防水防腐材料和筑路材料。

123 什么叫锻烧？炭质原料锻烧的目的是什么？

炭质原料在高温下进行热处理，排出所含的挥发分，并相应地提高原料理化性能的生产工序称为锻烧。煅烧目的:( 1 ）排除炭质原料所含的挥发分；( 2 ）排除炭质原料所含的水分；( 3 ）提高炭质原料的密度和机械强度；( 4 ）提高炭质原料的导电性能；( 5 ）提高炭质原料的化学稳定性和抗氧化性能。

25 影响混捏质量的因素有哪些？

( l ）混捏温度。混捏温度降低，混捏不均，不易成型，并且生坯疏松且结构不均匀。混捏温度升高，有利于提高混捏质量以及糊料的成型( 2 ）混捏时间。混捏时间短，糊料混捏不均匀，混捏时间过长，使干料粒度组成发生变化，糊料质量变差。( 3 ）干料性质。干料颗粒表面粗糙，糊料塑性好。( 4 ）载结剂用量。勃结剂用量过少、，糊料塑性变差。勃结剂用量增大，糊料的塑性就越来越好。

280 什么是炭材料的成型？炭材料成型方法有哪几种，它们各适用于哪些制品的成型？

炭材料的成型是指混捏好的炭质糊料在成型设备施加的外部作用力下产生塑性变形，最终压制成为具有一定形状、尺寸、密实度和强度的生坯（或称为生制品）的工艺过程。在炭材料生产中，常用的成型方法有模压法、挤压法、振动成型法和等静压成型法。

( l ）模压法。模压法是先按制品的形状和尺寸制成模具，然后将混捏好的糊料按一定数量装入模具内，对糊料施加压力，使糊料压缩成型，最后将压制好的生坯从模具中顶出即可。根据对糊料施加压力的形式不同可分为单向模压（从上部或下部对糊料施加压力）和双向模压（上、下同时对糊料施加压力）。模压法适用于压制3 个方向尺寸相差不大、密度均匀以及结构致密的制品。模压法常用设备为立式液压机。( 2 ）挤压法。挤压法是将糊料装入油压机的糊缸内，用压机的主柱塞对糊料施加压力，糊料不断密实和运动，最后通过可更换的嘴子挤出所需形状的生坯，达到要求的长度后用切刀切断。在炭材料生产中挤压成型得到广泛应用，可以压制各种制品的毛坯，具有生产量大和生产效率高等优点，适合于压制长条形的圆柱状或管状生坯。挤压法可半连续生产。挤压成型常用设备有卧式液压挤压机（油压或水压）和螺旋挤压机。

( 3 ）振动成型法。振动成型法是将糊料装入模具内，同时在糊料上放置重锤和液压装置施加压力，利用机械的高速振动（频率20 一3OHz ，振幅0 . 1 一3mm ) ，使装在成型模内的糊料处于强烈的振动状态，从而使糊料密实成型。振动成型适合于生产3 个方向尺寸相差不大的粗短生坯和异形生坯。振动成型主要设备为振动成型机。

( 4 ）等静压法。等静压法是将磨好的糊粉装入橡胶或塑料制成的弹性模具内，封好放入高压容器内，用超高压泵打入液体介质（油或水），对装有糊粉的弹性模具从各个方向均匀加压，使糊料受压成型。等静压成型适合生产各向同性生坯和各种异形生坯。等静压成型设备为等静压成型机。

用途：模压成型主要用于电炭行业生产电刷块和机械密封用炭材料的生坯，也可用于尺寸不太大的冷压石墨生坯的生产。挤压成型广泛应用于石墨电极生坯的生产，也可用于炭块和石墨块生坯的成型。振动成型主要用于预焙炭阳极、炭块和炭电极生坯的生产。

304 挤压时影响压力大小的因素有哪些？

( 1 ）糊料塑性。挤压压力大小主要取决于糊料的塑性状态，糊料的塑性越好，则糊料对料室和型嘴内壁的摩擦阻力越小，挤压压力也就低一些。( 2 ）挤压变形程度。变形程度增加时，糊料通过型嘴所需的压力就要增加，则挤压压力也越大。( 3 ）料室中糊料数量。料室中糊料越多，与内壁的摩擦阻力也越大，所需的挤压压力越大。随着挤压的进行，糊料逐渐减少，挤压压力也随之下降。( 4 ）挤压速率。作用于主柱塞上的变形力必须超过糊料的流动极限才能推动糊料，因此，糊料的挤压速率越快，所需变形力也越大，则挤压压力也越大。( 5 ）生坯横截面的形状。生坯横截面的形状对糊料通过型嘴时的摩擦力有影响，圆形截面具有较小的边长和平滑的外形，因而具有较小的摩擦表面和阻力，所需的挤压压力较小；而方形和异形截面都具有较大的摩擦面，故需要较大的挤压压力。( 6 ）型嘴的结构。挤压型嘴圆弧部分顶角影响着挤压压力大小，需进行最优化设计和选择。增加挤压型嘴直线定型部分的长度，会显著增大挤压压力，而生坯密度增加不明显。

306 影响挤压生坏质量的因素有哪些，如何提高压型成品率？

( l ）糊料塑性。糊料塑性的好坏直接影响着挤压生坯的成品率。塑性好的糊料易于成型，且糊料间载结力强，糊料与型嘴壁间的摩擦力小，因此可在较小的压力下将生坯挤出，段弹性后效小，生坯不易开裂。若糊料塑性不好，散渣，则糊料间载结性差，加压时糊料与型嘴壁摩擦力大，使挤压压力增大，压出后生坯弹性后效大，较易出现裂纹。因此，为了提高挤压成品率，必须改善糊料的塑性，首先要保证适量的勃结剂、适宜的混捏温度和足够的混捏时间，以使骨料与劲结剂均匀混合并赋予糊料良好的塑性，其次可加入适量的石墨碎或硬脂酸等，以降低糊料间或糊料与型嘴壁间的摩擦力。

( 2 ）温度制度。下料温度过低，糊料就会发硬，下料温度过高，糊料间孰结力减弱，都会降低挤压成品率。挤压压力随下料温度的升高而降低，因此要选择适宜的下料温度，才能保证生坯的挤压压力不至于过大，又能保证挤压生坯的成品率。合适的型嘴温度能使生坯表面光滑，减少裂纹废品。型嘴温度过高，会使糊料表层变软，挤压生坯易产生裂纹；型嘴温度过低，会增大糊料与型嘴壁间的摩擦力，导致挤压生坯表面出现麻面或内部分层。

( 3 ）糊料状况和装料方式。糊料内各部分的温差不应超过4 ℃，糊料内如有干料、油块和硬块，则应除去，不可装入料室内，这样才能保证糊料正常流动，使生坯顺利挤出。

309 什么是弹性后效（生坯回胀）?

在炭材料成型过程中，由于生坯内部弹性应力的作用，当生坯除去压力脱模或从挤压型嘴挤出后，就会发生弹性膨胀，导致生坯直径或体积增大，这种现象称为弹性后效（或称为生坯回胀）。

310 影响弹性后效（生坯回胀）的因素有哪些？

弹性后效（生坯回胀）是炭素糊料成型的正常现象，影响弹性后效大小的因素有以下儿个：

( l ）粒度组成和颗粒性质。糊料中颗粒料越细，则其表面积越大，颗粒间的摩擦面也越大，压型时需要较大的压力，因而在生坯中储存较大的内应力，故细颗粒配方的生坯弹性后效比粗颗粒配方的生坯大。糊料内颗粒表面平滑，形状规则，颗粒间的机械咬合和交织作用减小，囚而其生坯弹性后效增大。

( 2 ）糊料的塑性。混捏糊料的塑性好，生坯的弹性后效的回胀力小于勃结力，生坯的弹性后效较小。糊料硬度大，成型时可塑性差，生坯中便有较大的内应力，弹性后效增大。糊料勃结剂用量过少，或压型温度过低，糊料塑性变差，弹性后效增大。( 3 ）成型压力。弹性后效通常是随着成型压力的增大而增加的，但对于塑性好、颗粒表面粗糙的糊料，在压力增大的同时，也相应增大了颗粒的接触面积，压力对其弹性后效的影响不大。( 4 ）挤压工艺。对于挤压成型，挤出压力越大，生坯回胀越大；挤压时压出速率越快，挤出生坯的回胀率越高；挤压型嘴定形段的长度越短，挤出生坯的回胀越大；凉料时间短，糊料团块中夹杂的烟气较多，如预压压力低，预压时间不足，压缩在生坯内的烟气在外部压力消失后产生回胀。

315 挤压废品类型有哪些，其产生的原因是什么？

( 1 ）裂纹。裂纹是挤压成型最常见的废品类型，裂纹可分为横向裂纹、纵向裂纹和网状裂纹等。