石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)材料(liao)的(de)前生今世(shi)

 石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)產(chan)生歷史

1

1990

Paul Heroult發明了電弧(hu)爐(lu)，其煉鋼過程中(zhong)使(shi)用的(de)導(dao)電(dian)材料(liao)就是(shi)石墨(mo)電(dian)極(ji)。

2

1961

電(dian)爐配備(bei)大容(rong)量變(bian)壓(ya)器(qi)，電爐(lu)煉鋼走向大型化。

3

1971

電弧(hu)爐(lu)功能(neng)細(xi)化（熔化(hua)爐(lu)和(he)精(jing)煉爐(lu)）。

4

1980

大型電弧爐(lu)變(bian)壓(ya)器(qi)容(rong)量在550kVA/t以(yi)上(shang)。壹(yi)部分新建(jian)的煉鋼電爐的單(dan)位(wei)爐容(rong)的(de)變壓(ya)器(qi)容(rong)量達(da)到(dao)800 kVA以上(shang)，個別電爐(lu)達到1000-1200kVA。

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)直(zhi)徑(jing)與(yu)電弧(hu)爐(lu)容(rong)量的(de)對應(ying)關(guan)系



三相（交流(liu)）電弧(hu)爐石墨(mo)電(dian)極(ji)消(xiao)耗量為(wei)1.5—2.5千克(ke)/噸



2

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)簡介(jie)

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)，主要以石油(you)焦、針狀(zhuang)焦為(wei)原(yuan)料(liao)，煤(mei)瀝青(qing)作(zuo)結合劑(ji)，經煆燒(shao)、配料(liao)、混(hun)捏、壓(ya)型(xing)、焙燒(shao)、石墨(mo)化(hua)、機(ji)加工(gong)而制成，是(shi)在電(dian)弧(hu)爐中(zhong)以電(dian)弧形(xing)式釋放電能(neng)對爐(lu)料(liao)進(jin)行加熱熔化(hua)的(de)導(dao)體，根(gen)據其質量指標高(gao)低，可(ke)分為(wei)普通功率(lv)、高(gao)功率(lv)和(he)超(chao)高(gao)功率(lv)。

石墨(mo)電(dian)極(ji)分類

圖(tu)片(pian)

分類

指標

普通功率(lv)石墨(mo)電(dian)極(ji)

允許(xu)使(shi)用電(dian)流(liu)密度低於(yu) 17A/厘(li)米(mi)2的(de)石墨(mo)電(dian)極(ji)，主要用於煉鋼、煉矽(gui)、煉黃(huang)磷等的(de)普通功率(lv)電爐(lu)。

高(gao)功率(lv)石墨(mo)電(dian)極(ji)

允許(xu)使(shi)用電(dian)流(liu)密度為(wei)18～25A/厘(li)米(mi)2的(de)石墨(mo)電(dian)極(ji)，主要用於煉鋼的高(gao)功率(lv)電弧(hu)爐。

超(chao)高(gao)功率(lv)石墨(mo)電(dian)極(ji)

，允許(xu)使(shi)用電(dian)流(liu)密度大於 25A/厘(li)米(mi) 2的(de)石墨(mo)電(dian)極(ji)，主要用於超(chao)高(gao)功率(lv)煉鋼電弧爐



3

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)使(shi)用說(shuo)明

1、受(shou)潮(chao)濕的(de)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)，使(shi)用前要烘幹。

2、去除備(bei)用(yong)石墨(mo)電(dian)極(ji)孔(kong)上的泡沫(mo)塑料(liao)保(bao)護帽(mao)，檢查電(dian)極(ji)孔(kong)內螺(luo)紋(wen)是(shi)否完整。

3、用不(bu)含(han)油(you)和(he)水(shui)的壓(ya)縮空氣(qi)清(qing)理(li)備(bei)用(yong)石墨(mo)電(dian)極(ji)表(biao)面(mian)和(he)孔(kong)內螺(luo)紋(wen)；避免用鋼絲(si)團(tuan)或金(jin)屬刷砂(sha)布清(qing)理(li)。

4、將(jiang)接頭(tou)小心地旋入(ru)備(bei)用(yong)石墨(mo)電(dian)極(ji)壹(yi)端（不建(jian)議將(jiang)接頭(tou)直(zhi)接(jie)裝入(ru)爐(lu)上(shang)撤(che)換(huan)下(xia)來(lai)的電極(ji)）的(de)電極(ji)孔(kong)內，不(bu)得(de)碰(peng)撞(zhuang)螺紋(wen)。

5、將(jiang)電極(ji)吊(diao)具(ju)（建(jian)議采用石(shi)墨(mo)材質(zhi)的(de)吊(diao)具(ju)）擰入(ru)備(bei)用(yong)電極(ji)另(ling)壹(yi)端的電極(ji)孔(kong)內。

6、起(qi)吊(diao)電(dian)極(ji)時，墊(dian)松軟(ruan)物到備(bei)用(yong)電極(ji)裝接頭(tou)壹(yi)端的下面(mian)，以(yi)防止(zhi)地(di)面(mian)碰(peng)損(sun)接(jie)頭；用(yong)吊(diao)鉤(gou)伸(shen)入(ru)吊(diao)具(ju)的吊(diao)環(huan)後(hou)吊(diao)起(qi)，吊(diao)運(yun)電極(ji)要(yao)平穩，防止(zhi)電(dian)極(ji)由(you)B端(duan)松(song)脫或與(yu)其它的固(gu)定(ding)裝置碰(peng)撞(zhuang)。

7、將(jiang)備(bei)用(yong)電極(ji)吊(diao)到(dao)待接電(dian)極(ji)上(shang)方(fang)，對準(zhun)電(dian)極(ji)孔(kong)後(hou)慢(man)慢(man)落(luo)下(xia)；旋轉備(bei)用(yong)電極(ji)，使(shi)螺旋吊(diao)鉤(gou)與(yu)電極(ji)壹(yi)起轉動下降(jiang)；在兩(liang)支(zhi)電極(ji)端(duan)面(mian)相距10-20mm時，再(zai)次用(yong)壓(ya)縮空氣(qi)清(qing)理(li)電(dian)極(ji)兩(liang)個端面(mian)和(he)接(jie)頭的(de)裸露(lu)部分；在最(zui)後(hou)完全(quan)下(xia)放電極(ji)時，不(bu)可(ke)過(guo)猛，否則(ze)因(yin)猛烈(lie)碰(peng)撞(zhuang)，會導致電極(ji)孔(kong)和(he)接(jie)頭的(de)螺(luo)紋(wen)受(shou)損(sun)。

8、用(yong)力矩(ju)扳(ban)手(shou)擰(ning)備(bei)用(yong)電極(ji)，直(zhi)到兩支電(dian)極(ji)的(de)端面(mian)緊(jin)密接觸為(wei)止(zhi)（電(dian)極(ji)和(he)接(jie)頭的(de)正(zheng)確連(lian)接(jie)夾縫(feng)小於0.05mm）。

石墨(mo)在大自然中(zhong)非常(chang)普遍，並且(qie)石(shi)墨(mo)烯(xi)是(shi)人(ren)類已知強度最高(gao)的物質，但(dan)科學(xue)家可能(neng)仍然(ran)需(xu)要(yao)花(hua)費數(shu)年(nian)甚至幾十(shi)年(nian)時間，才(cai)能(neng)找(zhao)到壹(yi)種將(jiang)石墨(mo)轉(zhuan)變(bian)成大片(pian)高(gao)質量石(shi)墨(mo)烯(xi)“薄(bo)膜(mo)”的方(fang)法(fa)，從而可(ke)以(yi)用它們(men)來(lai)為(wei)人(ren)類制造(zao)各種(zhong)有用(yong)的物質。



據(ju)科學(xue)家稱，石墨(mo)烯(xi)除了(le)異常牢(lao)固(gu)外(wai)，還(hai)具(ju)有壹(yi)系列獨(du)壹(yi)無(wu)二(er)的(de)特(te)性(xing)，石(shi)墨(mo)烯(xi)還(hai)是(shi)目(mu)前已知導電性(xing)能(neng)最出(chu)色(se)的(de)材料(liao)，這(zhe)使(shi)它在微(wei)電子(zi)領域也(ye)具(ju)有巨(ju)大的應用潛(qian)力。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)甚至將(jiang)石墨(mo)烯(xi)看作(zuo)是(shi)矽的(de)替(ti)代(dai)品，能(neng)用來(lai)生產(chan)未(wei)來(lai)的超級計算(suan)機(ji)。

4

石墨(mo)電(dian)極(ji)優(you)越(yue)性(xing)

註(zhu)：電火花(hua)加工用(yong)石墨(mo)電(dian)極(ji)，也(ye)稱為(wei)銅公

1、模具(ju)幾何形(xing)狀(zhuang)的(de)日(ri)益復(fu)雜化(hua)以及產(chan)品應用(yong)的(de)多(duo)元(yuan)化(hua)導(dao)致對火(huo)花(hua)機(ji)的放電精(jing)確度要求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。石墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)優點是(shi)加工(gong)較(jiao)容(rong)易(yi)，放電加(jia)工去(qu)除率(lv)高(gao)，石墨(mo)損(sun)耗(hao)小，因(yin)此(ci)，部(bu)分群基(ji)火花(hua)機(ji)客戶放棄了(le)銅(tong)電極(ji)而改(gai)用(yong)石墨(mo)電(dian)極(ji)。另(ling)外，有(you)些(xie)特殊(shu)形(xing)狀(zhuang)的(de)電極(ji)無(wu)法(fa)用銅(tong)制造(zao)，但石(shi)墨(mo)則(ze)較(jiao)容(rong)易(yi)成型，而且(qie)銅(tong)電極(ji)較(jiao)重，不(bu)適合(he)加(jia)工(gong)大電極(ji)，這(zhe)些(xie)因(yin)素都造(zao)成部(bu)分群基(ji)火花(hua)機(ji)客戶應用石墨(mo)電(dian)極(ji)。

2、石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)較(jiao)容(rong)易(yi)加工，且(qie)加(jia)工速度明顯快(kuai)於(yu)銅(tong)電(dian)極(ji)。比(bi)如(ru)采用銑(xi)削(xue)工藝(yi)加(jia)工石(shi)墨(mo)，其加工(gong)速度較(jiao)其它金(jin)屬加工(gong)快(kuai)2～3倍(bei)且(qie)不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)人(ren)工處(chu)理(li)，而銅(tong)電(dian)極(ji)則(ze)需(xu)要(yao)人(ren)手挫(cuo)磨(mo)。同(tong)樣(yang)，如(ru)果(guo)采用高(gao)速石(shi)墨(mo)加(jia)工(gong)中(zhong)心制造(zao)電極(ji)，速(su)度會更(geng)快(kuai)，效(xiao)率(lv)也(ye)更(geng)高(gao)，還(hai)不(bu)會產(chan)生粉(fen)塵問(wen)題(ti)。在這(zhe)些(xie)加工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，選(xuan)擇(ze)硬度合適的(de)工(gong)具(ju)和(he)石(shi)墨(mo)可(ke)減(jian)少刀(dao)具(ju)的磨損(sun)耗(hao)和(he)銅(tong)公的(de)破損(sun)。如(ru)果具(ju)體比(bi)較(jiao)石墨(mo)電(dian)極(ji)與(yu)銅電(dian)極(ji)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)銑(xi)削(xue)時間，石(shi)墨(mo)較(jiao)銅電(dian)極(ji)快(kuai)67%，在壹(yi)般(ban)情況(kuang)下(xia)的(de)放電加(jia)工中(zhong)，采用石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)加工要比(bi)采用銅(tong)電(dian)極(ji)快(kuai)58%。這(zhe)樣(yang)壹(yi)來(lai)，加工時間大幅減(jian)少(shao)，同(tong)時也(ye)減(jian)少(shao)了制造(zao)成本(ben)。

3、石墨(mo)電(dian)極(ji)與(yu)傳(chuan)統(tong)銅(tong)電極(ji)的(de)設(she)計不(bu)同(tong)。許(xu)多(duo)模具(ju)廠通常(chang)在銅(tong)電(dian)極(ji)的(de)粗加工和(he)精(jing)加工(gong)有(you)不同(tong)的(de)預留量，而石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)則(ze)使(shi)用幾乎相同(tong)的(de)預留量，這(zhe)減(jian)少了(le)CAD/CAM和(he)機(ji)器(qi)加工(gong)的次數(shu)，單(dan)是(shi)這個原(yuan)因(yin)，就足以在很(hen)大程度上提(ti)高(gao)模具(ju)型腔的(de)精(jing)度。

模具(ju)廠由(you)銅(tong)電(dian)極(ji)轉(zhuan)用石墨(mo)電(dian)極(ji)後(hou)，首(shou)先(xian)應該清楚的是(shi)該如何使(shi)用石(shi)墨(mo)材料(liao)以(yi)及考慮(lv)其他相關因(yin)素。如(ru)今部(bu)分群基(ji)火花(hua)機(ji)客戶采用石(shi)墨(mo)以(yi)電(dian)極(ji)放電加(jia)工，這(zhe)免除了(le)模具(ju)型腔拋(pao)光(guang)和(he)化(hua)學(xue)物品拋光(guang)的(de)工序(xu)卻仍然(ran)能(neng)達到(dao)預期的(de)表(biao)面(mian)光(guang)潔(jie)度。如不(bu)增加(jia)時間和(he)拋(pao)光的(de)工(gong)序(xu)，銅電(dian)極(ji)不(bu)可能(neng)制作出(chu)這(zhe)樣(yang)的工件(jian)。另(ling)外，石(shi)墨(mo)分為(wei)不同(tong)的(de)等(deng)級，在特(te)定(ding)的應(ying)用程序(xu)下使(shi)用適當(dang)等(deng)級的石(shi)墨(mo)和(he)電(dian)火花(hua)放電參(can)數(shu)才(cai)能(neng)達到(dao)理(li)想(xiang)的加(jia)工效(xiao)果(guo)，若在使(shi)用石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)火花(hua)機(ji)上操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)使(shi)用與(yu)銅電(dian)極(ji)相同(tong)的(de)參(can)數(shu)，那(na)麽(me)結果(guo)肯(ken)定是(shi)令人(ren)失(shi)望的。如果要(yao)嚴(yan)格控制電極(ji)的(de)物料(liao)，可(ke)將(jiang)石墨(mo)電(dian)極(ji)在粗(cu)加(jia)工時設(she)於(yu)非損(sun)耗(hao)狀(zhuang)態（損(sun)耗(hao)少於(yu)1%），但(dan)銅(tong)電(dian)極(ji)則(ze)不(bu)使(shi)用。

5

石(shi)墨(mo)具(ju)有以下(xia)銅(tong)無(wu)法(fa)比(bi)擬(ni)的優質特(te)性(xing)

1、加(jia)工速度：高(gao)速銑(xi)粗(cu)加工(gong)較(jiao)銅快(kuai)3倍(bei)；高(gao)速銑(xi)精(jing)加工(gong)較(jiao)銅快(kuai)5倍(bei)

2、可(ke)加(jia)工(gong)性(xing)好(hao)，能(neng)實現(xian)復(fu)雜(za)的幾何造(zao)型

3、重(zhong)量輕(qing)，密度不足(zu)銅(tong)的(de)1/4，電極(ji)容(rong)易(yi)夾持(chi)

4、可減(jian)少單(dan)個電極(ji)的(de)數(shu)量，因(yin)為(wei)可捆(kun)綁(bang)做成組合(he)電極(ji)

5、熱(re)穩定性(xing)好(hao)，不變形(xing)無(wu)加工(gong)毛(mao)刺

6

石墨(mo)電(dian)極(ji)國(guo)家標準(zhun)

普通功率(lv)石墨(mo)電(dian)極(ji)國(guo)家標準(zhun)：

標(biao)準(zhun)名(ming)稱

石墨(mo)電(dian)極(ji)

標(biao)準(zhun)分類號(hao)

Q51

標準(zhun)號(hao)

索(suo)取號

代(dai)替(ti)號(hao)

實施(shi)時間

2000/12/1 0:00:00

發布時間

2000/7/26 0:00:00

采標情(qing)況(kuang)

頁(ye)數(shu)

7

國(guo)際(ji)標準(zhun)詳(xiang)情(qing)

本(ben)標(biao)準(zhun)規(gui)定了(le)石墨(mo)電(dian)極(ji)的(de)外形(xing)、尺寸(cun)及允許(xu)偏差(cha)、技術要求(qiu)、試驗方(fang)法(fa)、包裝、標誌、儲存(cun)、運(yun)輸(shu)和(he)質(zhi)量證(zheng)明書。本(ben)標(biao)準(zhun)適用(yong)於(yu)以(yi)優(you)質石(shi)油(you)焦、瀝青(qing)焦等為(wei)主要原(yuan)料(liao)，經成型(xing)、焙(bei)燒(shao)、浸漬(zi)、石(shi)墨(mo)化(hua)和(he)機(ji)械加(jia)工(gong)而制成，供(gong)電弧(hu)爐(lu)作(zuo)導(dao)電材料(liao)的(de)普通功率(lv)石墨(mo)電(dian)極(ji)。

7

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)發展(zhan)歷程

據悉，從上世(shi)紀90年代(dai)坐(zuo)落(luo)於(yu)北京發展(zhan)較(jiao)早的(de)，以為(wei)首(shou)的(de)企業壹(yi)直秉承專(zhuan)業研制、生產(chan)石(shi)墨(mo)制品的企(qi)業。擁有(you)先進(jin)的數(shu)控(kong)生產(chan)設(she)備(bei)及加(jia)工(gong)中(zhong)心，生產(chan)技(ji)術精湛，檢測手(shou)段(duan)完備(bei)。從90年代(dai)初(chu)至今，由(you)於(yu)產(chan)品性(xing)能(neng)優異，質量穩定，受(shou)到國(guo)內外(wai)用(yong)戶的壹(yi)致好評(ping)。產(chan)品有：石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)，工(gong)業爐高(gao)溫(wen)處理(li)用(yong)石墨(mo)制品，金(jin)剛石工(gong)具(ju)燒(shao)結用石墨(mo)制品，有色(se)金(jin)屬冶(ye)煉用(yong)石(shi)墨(mo)制品，機(ji)械密(mi)封(feng)用(yong)石墨(mo)制品，電子(zi)半導(dao)體工(gong)業用石(shi)墨(mo)制品，分析儀器(qi)用石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)、分析坩堝制品。產(chan)品廣泛(fan)應用於機(ji)械、模具(ju)、紡織、機(ji)電、金(jin)剛石工(gong)具(ju)等各行業。近(jin)年(nian)來(lai)，產(chan)品越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的服(fu)務於(yu)礦(kuang)山(shan)系統(tong)、柴(chai)油(you)機(ji)系統(tong)、鐵(tie)路系統(tong)以(yi)及高(gao)新技(ji)術(shu)產(chan)業。部分技術已達國內領(ling)先(xian)水(shui)平。

8

石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)抗(kang)氧(yang)化塗層(ceng)石墨(mo)電(dian)極(ji)

表(biao)面(mian)塗覆(fu)壹(yi)層抗(kang)氧(yang)化保(bao)護層(ceng)（石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)抗(kang)氧(yang)化劑(ji)）的石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)。形(xing)成(cheng)既能(neng)導電(dian)又(you)耐(nai)高(gao)溫(wen)氧化(hua)的保(bao)護層(ceng)，降(jiang)低(di)煉鋼時的(de)電(dian)極(ji)消(xiao)耗（19%~50%），延長(chang)電極(ji)的(de)使(shi)用壽命(ming)（22%~60%），降(jiang)低(di)電(dian)極(ji)的(de)電能(neng)消耗(hao)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術的推廣使(shi)用可(ke)以(yi)帶(dai)來(lai)這樣的經濟(ji)社(she)會效(xiao)應(ying)：

① 石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)單(dan)位(wei)消耗(hao)的較(jiao)少，生產(chan)成(cheng)本有壹(yi)定的降(jiang)低(di)。例(li)如某(mou)煉鋼廠，按全(quan)年(nian)未(wei)發生停產(chan)壹(yi)級LF精煉爐(lu)每(mei)周35根(gen)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)左(zuo)右，精煉處(chu)理(li)165爐(lu)的消(xiao)耗量計算(suan)，采用石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)抗(kang)氧(yang)化技術(shu)後(hou)，每(mei)年可(ke)節省(sheng)373根（153噸）電(dian)極(ji)，每(mei)年每(mei)噸超(chao)高(gao)功率(lv)電極(ji)16，900元(yuan)人(ren)民幣計算(suan)，可節省(sheng)258.57萬元(yuan)人(ren)民幣。

② 石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)所(suo)耗電能(neng)較(jiao)少，節約(yue)單(dan)位(wei)煉鋼電消耗量，節約(yue)了(le)生產(chan)成(cheng)本，節能(neng)！

③ 由(you)於(yu)石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)換(huan)次數(shu)較(jiao)少，就較(jiao)少了(le)操作(zuo)工人(ren)勞(lao)動量和(he)危(wei)險系數(shu)，提(ti)高(gao)了生產(chan)效(xiao)率(lv)。

④ 石(shi)墨(mo)電(dian)極(ji)是(shi)低消(xiao)耗和(he)低(di)汙染(ran)產(chan)品，在節能(neng)減排(pai)環(huan)保(bao)提(ti)倡的(de)今天(tian)，具(ju)有非常(chang)重(zhong)要的(de)社(she)會意(yi)義(yi)。

這(zhe)種技術(shu)在國(guo)內尚處於研究(jiu)開發階(jie)段(duan)，也有些(xie)國內廠家也開(kai)始生產(chan)。在日(ri)本等(deng)發達(da)國(guo)家有得(de)到比(bi)較(jiao)廣泛(fan)的應用。目(mu)前國內也(ye)出(chu)現(xian)了(le)專(zhuan)門進(jin)口(kou)這(zhe)種(zhong)抗(kang)氧(yang)化保(bao)護塗層(ceng)的公司。