耐高溫 電爐石墨電極 選福軍碳素
石墨電極是指以石油焦、瀝青焦為骨料，煤瀝青為黏結(jié)劑，經(jīng)過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導電材料，稱為人造石墨電極（簡稱石墨電極），以區(qū)別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。
石墨電極主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝青做結(jié)合劑，經(jīng)煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據(jù)其質(zhì)量指標高低，可分為普通功率石墨電極、高功率石墨電極和超高功率石墨電極。
石墨電極生產(chǎn)的主要原料為石油焦，普通功率石墨電極可加入少量瀝青焦，石油焦和瀝青焦含硫量都不能超過0.5%。生產(chǎn)高功率或超高功率石墨電極時還需要加針狀焦。鋁用陽極生產(chǎn)的主要原料為石油焦，并控制硫分不大于1.5%～2%，石油焦和瀝青焦應符合有關質(zhì)量標準。
優(yōu)點：
(1)模具幾何形狀的日益復雜化以及產(chǎn)品應用的多元化導致對火花機的放電精確度要求越來越高。石墨電極的優(yōu)點是加工較容易，放電加工去除率高，石墨損耗小，因此，部分群基火花機客戶放棄了銅電極而改用石墨電極。另外，有些特殊形狀的電極無法用銅制造，但石墨則較容易成型，而且銅電極較重，不適合加工大電極，這些因素都造成部分群基火花機客戶應用石墨電極。
(2)石墨電極較容易加工，且加工速度明顯快于銅電極。比如采用銑削工藝加工石墨，其加工速度較其他金屬加工快2～3倍且不需要額外的人工處理，而銅電極則需要人手挫磨。同樣，如果采用高速石墨加工中心制造電極，速度會更快，效率也更高，還不會產(chǎn)生粉塵問題。在這些加工過程中，選擇硬度合適的工具和石墨可減少刀具的磨損耗和銅電極的破損。如果具體比較石墨電極與銅電極的銑削時間，石墨電極較銅電極快67%，在一般情況下的放電加工中，采用石墨電極的加工要比采用銅電極快58%。這樣一來，加工時間大幅減少，同時也減少了制造成本。
(3)石墨電極與傳統(tǒng)銅電極的設計不同。許多模具廠通常在銅電極的粗加工和精加工方面有不同的預留量，而石墨電極則使用幾乎相同的預留量，這減少了CAD/CAM和機器加工的次數(shù)，單是這個原因，就足以在很大程度上提高模具型腔的精度。
加工
(一)石墨材料的加工形式
石墨電極的加工主要有三種形式：加壓振動法、數(shù)控自動成形法和機械加工方法。
(1)加壓振動法：加壓振動法需要專門機床，電極母模與電極形狀相反。石墨材料和成形工具在加工時相對放置，留有一定的間隙。由水和磨料混合而成的加工液注入其問。在通過加工液的同時，使石墨和成形工具發(fā)生超聲波振動。在磨料沖擊力的作用下，石墨被微量剝離而成所需要的形狀。磨料為SiC、B4C或金剛石，磨料越粗則加工速度越快。機床工作時采用密封式和水幕式進行加工。適合于批量生產(chǎn)情況用的電火花成形加工。
(2)數(shù)控自動成形法：數(shù)控自動成形法需要專用的石墨電極成形機，它采用數(shù)控方式，有刀具自動調(diào)換裝置，可容納多把刀具。為改善加工環(huán)境，加工石墨電極的四周用水幕包圍，防止石墨粉塵四處分散。另外也可以用濕式加工法，由水溶性切削液防止刀具被磨損和石墨粉塵飛散。機床具有高性能過濾裝置，可以將切削液和石墨切屑分離，可保證長時間連續(xù)加工，是石墨電極加工的理想專用設備，適合于模具用電極加工。但是其價格較高，在國內(nèi)應用還不普遍。
(3)機械加工方法：機械加工方法為國內(nèi)一般模具生產(chǎn)單位采用的主要方法。
石墨材料可以采用車削、銑削、鉆削和磨削的方法進行加工。另外，石墨材料在機械加工時易產(chǎn)生灰粉飛揚，給加工設備和操作人員帶來不利的影響。
(二)石墨材料的加工程序
1)石墨浸油。石墨材料在機械加工之前，應該在機油內(nèi)浸數(shù)十小時，使油滲入石墨材料，以使機械加工時灰粉不致飛揚，并能得到較光滑的表面。
2)涂漆劃線。電極在外形表面粗加工以后，在劃線表面噴涂一層很薄的白漆再進行劃線，這樣線條清晰，便于機械加工。
3)進行機械加工。
生產(chǎn)特點
(1)生產(chǎn)周期長。普通功率石墨電極的生產(chǎn)周期為45天左右，超高功率石墨電極的生產(chǎn)周期達70天以上，而需要多次浸漬的石墨電極接頭生產(chǎn)周期更長。
(2)能源消耗較高。生產(chǎn)1t普通功率石墨電極需要消耗電能6000kW·h左右，煤氣或天然氣數(shù)千立方米，冶金焦粒和冶金焦粉約1t。
(3)生產(chǎn)工序多。生產(chǎn)工序包括原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工等。其生產(chǎn)需要許多專用機械設備和特殊結(jié)構(gòu)的窯爐，建設較大，回收期較長。
(4)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定數(shù)量的粉塵和有害氣體，需要采取完善的通風降塵及消除有害氣體的環(huán)境保護措施。
(5)生產(chǎn)所需炭質(zhì)原料石油焦和煤瀝青等為煉油企業(yè)和煤化工企業(yè)生產(chǎn)加工副產(chǎn)品，原料的質(zhì)量及其穩(wěn)定性難以得到充分的保障，尤其是高功率和超高功率石墨電極生產(chǎn)用針狀焦、改質(zhì)電極瀝青和低喹啉不溶物含量專用浸漬劑瀝青，急需我國石油和煤化工加工企業(yè)的重視和積極配合。
應用
(1)用于電弧煉鋼爐
電爐煉鋼是石墨電極的使用大戶。我國電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼產(chǎn)量的18%左右，煉鋼用石墨電極占石墨電極總用量的70%～80%。電爐煉鋼是利用石墨電極向爐內(nèi)導入電流，利用電極端部和爐料之間引發(fā)電弧所產(chǎn)生的高溫熱源來進行冶煉。
(2)用于礦熱電爐
礦熱電爐主要用于生產(chǎn)工業(yè)硅和黃磷等，其特點是導電電極的下部埋在爐料中，在料層內(nèi)形成電弧，并利用爐料自身的電阻所發(fā)出的熱能來加熱爐料，其中要求電流密度較高的礦熱電爐需用石墨電極，例如每生產(chǎn)1t硅需消耗石墨電極約100kg，每生產(chǎn)1t黃磷需消耗石墨電極約40kg。
(3)用于電阻爐
生產(chǎn)石墨制品的石墨化爐、熔化玻璃的熔窯和生產(chǎn)碳化硅用的電爐等都屬于電阻爐，爐內(nèi)所裝物料既是發(fā)熱電阻又是被加熱對象，通常，導電用的石墨電極嵌入電阻爐端部的爐頭墻中，用于此處的石墨電極不連續(xù)消耗。
(4)用于制備異型石墨產(chǎn)品
石墨電極的毛坯還用于加工成各種坩堝、模具、舟皿和發(fā)熱體等異型石墨產(chǎn)品。例如，在石英玻璃行業(yè)，每生產(chǎn)1t電熔管，需用石墨電極坯料10t；每生產(chǎn)1t石英磚，需消耗石墨電極坯料100kg。
