炭素生產問答資料

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1、1、石墨化生產的工藝流程：瀝青石油焦2、石墨材料具有哪些特性？A、良好的導熱、導電性，被視為半金屬；B、較低的熱膨脹系數；C、很高的熔點；D、很好的化學穩定性，特別適合用于鋁電解陰極內襯；E、良好的抗熱震性能；F、很好的自潤滑性能。3、炭素生產的原料有哪些？ 通常有固體炭質原料和粘結劑及浸漬劑。固體炭質原料包括石油焦、冶金焦、無煙煤、 天然石墨、石墨碎。粘結劑和浸漬劑包括煤瀝青、煤焦油、蒽油、合成樹脂。還有一些 輔料，包括冶金焦和焦粉。4、為什么原料中硫對石墨制品生產是一種有害元素？如果生產石墨制品的原料含硫量咼，則會在石墨化過程中（16001 8 0 0 ）,由于原料所含硫化物以氣體狀態突然

2、釋放制品產生體脹現象，從而引發制 品裂紋廢品。5、原料貯存過程中要注意什么？A、炭質材料的堆場必須是水泥地面，盡量減少外界雜質的混入。B、在貯存過程中嚴禁混入灰塵、泥沙或其它雜質的混入，少灰原料最好入庫保管。C、防止原料互混。D、防止雨雪淋，以免煅燒時影響質量和燃料消耗。E、要注意對貯存的新舊原料的周轉使用，有些原料貯存的時間不宜過長。F、要加強對貯存原料的質量檢查，以便及時掌握貯存原料的質量情況。6、延遲石油焦根據微觀結構的差別可以分為哪幾類？ 海綿狀焦、蜂窩狀焦、針狀焦、等方狀焦。7、如何評價石油焦質量？ 石油焦的質量可用灰分、硫分、揮發分和煅后真密度來衡量?；曳趾渴鞘徒沟闹饕?質量指

3、標，一般炭素原料石油焦的灰分含量應小于 0.5%，硫分對炭素生產來說是一種有 害元素，一般對生產石墨制品要求硫含量較低，但對生產預焙陽極可以較高的硫含量。 揮發分的高低表明其焦化的程度，對煅燒操作有較大影響，延遲焦的揮發分為718%。 煅后焦的真密度的大小標志石油焦石墨化的難易程度，煅后焦的真密度越大，則石油焦 越易石墨化。8、如何評價煤瀝青粘結劑的質量？A、軟化點是煤瀝青最重要的物理性質之一，軟化點在7 5以下的稱為軟瀝青，軟化 點在7590之間的稱為中溫瀝青，軟化點在90以上的稱為高溫瀝青。瀝青 軟化點高，則揮發分含量少，焙燒后殘炭量大，制品機械強度高，但瀝青熔化、混捏和 成型都需要高一些

4、的溫度。B、瀝青的粘度隨溫度上升而減小，同時又取決于瀝青本身的特性。粘度和軟化點都代 表瀝青的可塑性，影響著炭素生產中糊料的混捏和成型。一般炭素生產只需測定瀝青在 100200范圍內的粘度。C、煤瀝青的密度反映了它的含氫量或碳氫原子比，煤瀝青的密度大，則混捏時填充在 骨料顆粒間的瀝青量也多，焙燒后制品的密度高，機械強度大。D、瀝青的結焦質是評價瀝青質量的重要依據，它與瀝青的揮發分含量密切相關，高軟化 點瀝青結焦值高。瀝青的結焦值還與生坯焙燒時的升溫速度有關，慢速升溫有利于提高 結焦值。E、煤瀝青在加熱過程中的氣體析出曲線對制定焙燒升溫曲線關系很大，因為在某些溫度 階段，揮發分劇烈排除，所以要放

5、慢升溫速度，否則易產生裂紋廢品。瀝青的氣體析出 曲線與其軟化點高低有關。F、煤瀝青的溶劑萃取組分含量對煤瀝青粘結劑的質量影響很大，常用于評價煤瀝青質量 的組分包括苯（或甲苯）不溶物、喹啉不溶物和B樹脂（即苯不溶喹啉可溶物），這些組 分的含量在一定范圍內才能保證煤瀝青的粘結性和結焦性。9、煤瀝青的溶劑萃取原理是什么？它有哪些組分？ 煤瀝青是由很多復雜的芳香烴和雜環烴組成的混合物，一般很難從瀝青中提取單獨的具 有一定化學組成的物質，而只能用不同的溶劑萃取煤瀝青，將它分離成若干組分。煤瀝 青的溶劑萃取分析原理是根據化學相似相溶原則，即兩種物質的分子大小、元素組成、 化學結構和性質愈相似，就愈能很好地

6、互相溶解，因此用同一種溶劑抽提出來的一組物 質，其物理化學性質就比較相似。在炭素材料工業，一般用苯（或甲苯）和喹啉兩種溶劑將煤瀝青萃取為三個組分：A、不溶于喹啉的組分一一a樹脂，或直接稱喹啉不溶物（QI）。QI組分單獨炭化時不軟 化熔融，屬難石墨化組分，它不利于炭化時中間相小球體的生長，使炭化產物各向異性 區域減少，但 QI 的存在可以提高煤瀝青焦化時的殘炭量，從而提高制品的密度和機械強 度。B、溶于喹啉而不溶于苯的組分一B樹脂，即BI-QI, BI為苯不溶物，B樹脂是煤瀝青中 起粘結作用的主要成分，其含量的多少直接影響制品的密度、強度、導電性。一般認為 B樹脂的含量越高，越有利于提高制品的上

7、述性質，煤瀝青的粘結質量越好。C、可溶于苯的組分一Y樹脂，或直接稱為苯的可溶物（BS），Y樹脂的含量決定了瀝青 的粘度性質，提高其含量可改善糊料的塑性，使成型工藝簡單化。D、把不溶于苯（或苯）的組分稱為游離碳，它是由多種不同化學成分的高分子碳氫化合 物組成的。游離碳含量過低會影響焙燒制品的強度和孔隙率，但過高會影響煤瀝青的粘 結性能。10、煤瀝青的 QI 的組分是怎樣的？按QI的形成，分為原生QI和次生QI。原生QI就是煤焦化時形成的QI,它存在于煤焦 油中，當煤焦油進行蒸餾加工時，原生 QI 又轉移到煤瀝青中。原生由無機 QI 和有機 QI 構成，無機QI是由煤中的灰分顆粒、爐壁耐火磚粉、以

8、及爐門鐵件和煤氣收集總管中的 鐵和氧化物粉末等組成。有機 QI 主要是由煤的大芳烴分子裂化而成，或者由裂化產物中 分子量較低的芳烴在焦爐的高溫下熱聚合而形成的。次生QI是煤焦油在蒸餾過程中經熱聚合而形成的那一部分QI，其中大部分是在400C范 圍內生成的，又稱為中間相QI，無論原生QI還是次生QI都是高度聚合的稠環芳烴。 降低原生QI，提高次生QI的含量，可以使瀝青粘結焦和制品具有較少的鑲嵌結構和較多 的流線性結構，使制品的熱膨脹系數降低，各向異性提高。制品的密度、機械強度、導 電性、傳熱性等也得到提高，其結果是提高制品的抗熱震性能。11、粘結劑瀝青和浸漬瀝青的質量要求有和差異？粘結劑瀝青需具

9、有高軟化點、較高的苯不溶物，且應含有相當數量的B樹脂，同時具有 較低的灰分和高結焦值，QI應在518%范圍內。而浸漬瀝青的軟化點要低些，以保 證液態瀝青的滲透性，通常用煤焦油或蔥油來調整浸漬瀝青的軟化點，浸漬瀝青的QI 含量應較低，因為QI易在制品孔隙入口處形成不滲透濾餅而降低浸漬效果。12、改質瀝青是怎樣生產的？我過生產炭素用改質瀝青主要用兩種方法：A、熱聚合法生產改質瀝青 將中溫瀝青加熱熔化輸入密閉釜中，緩慢加熱到規定溫度，在常壓或加壓條件下保持一 段時間，使瀝青進行熱解、聚合反應，中間相球體成長融并，軟化點逐漸提高，其分子 量和結焦值也相應增大。熱聚合溫度為400C左右,熱聚合時間為48

10、小時。B、閃蒸法生產改質瀝青 經過管式爐蒸餾所得的中溫瀝青輸入閃蒸塔內，在距離塔底 1.5 米處噴滴出來.由于閃蒸 塔頂部由蒸汽噴射泵造成塔內真空狀態，因此中溫瀝青在360370C受到減壓蒸餾，在很 短時間內軟化點提高到110120C,然后由瀝青泵打到冷卻塔中用水噴淋冷卻.13、改質瀝青作為炭素生產粘結劑有何特點？A、結焦值高，焙燒時可生產更多的粘結焦，制品的機械強度更高；B、軟化點高，夏天運輸和遠距離運輸問題更易于解決；C、混捏、成型過程中逸出的瀝青煙氣較少；D、要提高熔化溫度和保溫輸送溫度；E、因含較多的B樹脂和次生的QI,具有較咼的穩定性，有利于提咼制品質量。14、煤瀝青炭化規律如何？中

11、間相小球體是怎樣形成的？煤瀝青是一大群稠環芳烴化合物及其衍生物的混合物，其中已經確認出的化合物已有幾百種之多，因此煤瀝青的炭化過程相當復雜。煤瀝青炭化時隨著溫度的升高，將發生如下所示的多階段反應，這些反應可以概括為兩類：前期以熱分解反應為主，后期以熱縮第一階段 輕餾分析出第二階段 劇烈分解、芳 構化?？s聚過程的重殘留物及固體產物r半焦r焦炭氫第三階段 縮聚過程第四階段半 焦脫氫、脫 烷基的過程聚反應為主，隨著縮合環數的增多，稠環芳烴的熱穩定性則增高。當瀝青被加熱后軟化熔融成為各向同性的基質，當它們被加熱到350480C并維持一段 時間，存在于各向同性基質中的芳香族分子產生脫氫縮聚等反應，逐步形

12、成分子量大且 熱力學穩定的稠環芳烴分子的層片。這些稠環芳烴分子片層在范德華力和熱擴散作用下 平行疊砌，形成球形的可塑性物質，這就是小球體形成前的胚核，它們存在于各向同性 的具有較低粘度的母向基質中。為了使體系的表面能最小，故要保持最小的表面積，即 呈球體。這種初生球不斷吸收周圍流動的母相基質而長大。與此同時，在熱擴散作用下 新的初生球體不斷產生，母相基質中小球體濃度增加，容易產生單球體之間的接觸，融 并成復球。復球內部分子又進行重排和有序化，吸收周圍流動的基質后成為較大球體。 較大球體又相互接觸融并成更大的復球。如此反復，直至各向同性的母相基質因被小球 體吸收而粘度迅速增大后，小球體的表面張力

13、再也不能維持其球體形狀時，在流動相中 逸出氣體的壓力及剪切應力的作用下產生流變，成為流動態的各向異性區域固化，最終 光學各向異性的焦炭。隨著中間相階段分子的預定向，形成明顯的各向異性，這種有序結構為產生盡可能規整 的石墨結構奠定了基礎，因此中間相小球體的形成對炭素原料的難易石墨化有決定作用。15、延遲焦是如何生產的？石油焦是石油蒸餾后的殘渣、渣油或石油瀝青經過高溫焦化后產品，通常采用延遲焦化 法生產。延遲焦化的主要設備為 30 多米的焦化塔（一般每組兩座）及渣油加熱爐。渣油 先用泵打入加熱爐，加熱到500C左右，在打入焦化塔內。由于進塔渣油本身溫度很高， 渣油借助本身的熱量進行熱解縮聚反應，在

14、逸出大量輕質油和石油氣的同時，留下殘渣 石油焦將塔充滿后冷卻出焦。焦化周期從打入渣油到出焦需24小時。雖然渣油在流經加 熱爐時已獲得熱解縮聚反應所需溫度，但由于渣油流速很快，來不及進行反應就離開了 加熱爐，使反應延遲到焦化塔內進行，因此稱為延遲焦化，其產品稱為延遲焦。 延遲焦化生產效率及機械自動化程度高，勞動條件好，操作方便，但由于此法是原料在 渣油不斷噴吹的情況下成焦的，成焦溫度低，且采用高壓水出焦，因此焦炭結構疏松， 粉焦量大，揮發分高、水含量也高，給炭素煅燒帶來不利。16、煅燒的目的是什么？A、排除水分和揮發分；B、提高原料的密度和機械強度；C、改善導電性能；D、提咼原料的抗氧化性能。1

15、7、煅燒溫度如何確定？實踐證明，經過1300C煅燒的炭質原料已達到充分收縮，因此通常的煅燒溫度選擇1300C 比較合適。如果煅燒溫度太低，炭質原料就得不到充分的收縮，原料中揮發分不能完全 排除，原料的理化性能不能達到穩定均勻，在后續的焙燒過程中原料就會二次收縮，導 致制品變形和裂紋，而且制品的密度和機械強度都比較低，所以為了避免裂紋，一般煅 燒溫度應高于焙燒溫度。但煅燒溫度過高，原料因高燒反而會降低體積密度和機械強度， 而且砌筑煅燒爐的耐火材料也不允許煅燒溫度過高。因此合適的煅燒溫度既可以保證煅 燒物料的質量，又可以延長煅燒設備的使用壽命。18、石油焦煅燒過程中物料的真密度如何變化？從煅燒前的

16、1.421.61g/cm3提高到2.02.12g/cm3,提高了 40%,真密度隨煅燒溫度的 變化呈良好的直線關系，煅后焦的真密度可以直接反映煅燒程度以及所處的煅燒溫度。 煅后焦真密度的提高主要是由于炭質原料在高溫下不斷逸出揮發分并同時發生分解縮聚 反應，導致結構重排和體積收縮。真密度的增大與揮發分的逸出密切相關。由于真密度 可以表示煅后焦的致密程度和微晶規整化程度，因此煅后焦的真密度可以用來評價煅后 焦的質量和煅燒工藝的好壞。19、石油焦在煅燒過程中比電阻將發生什么變化？ 比電阻隨溫度的變化可分為四個溫區：A、500C左右，炭質材料的比電阻最大；B、5001000C，比電阻直線下降，從107

17、Q.cm降到10-2Q.cm；C、10002200C，比電阻的變化很??；D、2200C以上，比電阻隨溫度的提高而進一步降低，這與物料的石墨化程度有關。20、影響球磨機生產的因素有哪些？A、磨機的轉速，適宜轉速n=32/D0.5(rpm);B、裝球量，裝入的鋼球一般占筒體容積的40%，應略低于進出料口的高度，一般選用直 徑6080mm的鋼球作為大球，4050mm的鋼球作為中球，2030mm作為小球，大、中、 小的鋼球配比一般為5：1：4，物料與鋼球的載重量之比為1：1.11.2.C、襯板形狀，有波形襯板和凹坑襯板，一般為凹坑襯板。D、筒體直徑，直徑越大，產能越大。E、操作條件，負壓、風量、裝球量

18、、給料量。21、影響篩分的因素有那些？A、物料的性質：物料的粒度特性和物料的含水量含“易篩?！保ㄐ∮?.8倍篩孔尺寸的顆粒）越多則越好篩,生產效率也越高;若物料中“難篩?！?（0.81倍篩孔尺寸的顆粒）越多，且越接近篩孔尺寸，則越難篩，這時的篩分效率 和生產率都將下降；11.5倍篩孔尺寸的顆粒稱為“障礙?！?。 物料含有水分時，篩分效率和產能都會降低。B、篩面種類和結構參數：篩子的有效面積、篩面種類、篩孔大小、篩孔形狀、篩面運 動情況。篩子的有效面積越大，則篩分效率和產能越大，反之則越??； 鋼絲篩的有效面積最大，但使用壽命短，棒條篩的使用壽命最長，但有效面積最小，鋼 板篩的使用面積和壽命中等。篩

19、孔的尺寸越大，篩面單位面積生產率和篩分效率越高，但篩孔的尺寸是根據篩分的目 的和要求決定的。長方形篩孔的有效面積大，有利與條狀和片狀顆粒通過，所以產能最高，圓孔篩和其它 形狀篩孔相比，在尺寸相同的情況下透過同種篩孔的篩下料的粒度較小。篩面與物料之間的相對運動，有利于粒子通過篩孔。固定條篩的篩分效率為5060%，而 搖動篩為7080%，振動篩的篩分效率90%。C、操作條件：加料均勻性和篩面傾角 均勻連續加料，控制加料量，使物料沿整個篩子的寬度布滿一薄層，既充分利用了篩面 又利于細粒通過篩孔，提高產能和篩分效率。增大篩面傾角可以提高送料速度，生產能力增大，但縮短了物料在篩上的停留時間，篩 分效率降

20、低，因此應選擇適當的篩面傾角。22、炭素生產配料包括哪幾個方面？應注意哪些問題？A、選擇原材料的種類；B、確定不同種類原料的配比；C、確定固體炭素原料的粒度組成；D、確定粘結劑的軟化點和用量。在配料操作時應注意以下問題： 定期檢查配料設備，確保其準確性； 認真核對配料單，對各組分的有關數字應清楚； 經常檢查各配料倉的粒子純度，如不合格應及時糾正； 絕對禁止多灰產品與少灰產品混雜； 當改變產品品種時，應注意將設備清掃干凈后才能更換； 在生產正常穩定的情況下，不應隨便改變配料單。23、確定配方中各種顆粒粒度配比的依據是什么？應考慮以下幾個方面：A、產品截面大??；產品截面大，就應當采用較大的粒度和較

21、少的細粉；產品截面小就選 用較小的粒度和較多的細粉。例如對大規格電極，球磨粉占全部干料的3040%,中規格 占40-50%，小規格占50-70%。B、產品使用要求；對那些要求密度大、強度高、孔隙率低和加工后表面要求光潔的產品 則采用較小的粒度。而對那些要求抗熱震性和抗腐蝕性好，對機械強度和孔隙要求不高 的產品，宜采用粗的粒度組成。C、原料性質；不同原料顆粒的強度系數和回脹系數以及對粘結劑的吸附性能存在差異， 因此采用不同原料生產同類產品是，各粒度的配比需作適當調整，比較理想的是大顆粒 采用強度系數較高的原料，而把顆粒強度系數低的原料磨粉使用。原料對瀝青的吸附性 能不同時，吸附性差的原料不宜磨粉

22、。D、工藝條件和工序成品率；每種產品要選用幾粒級配方，要視工藝條件和實際生產流程 而定，在符合技術要求的前提下，要盡可能地減少粒級。每種規格的產品配方中，至少 有一種粒級的用量可以自由調節，即對這種粒級在配方中不作要求。對大中規格的產品 過多使用小顆粒和粉子會降低成型、焙燒、石墨化的成品率，因此在保證最終產品質量 的前提下，應盡可能減少細粉用量，對小顆粒也作適當控制。24、配料中大顆粒和小顆粒的作用是什么？ 石墨制品的配料除選擇原料配比外，還要確定粒級配比，即使用不同尺寸的大顆粒、中 顆粒、小顆粒（細粉）配合使用，目的是使制品具有的較高的密度和較低的孔隙率。一 般大顆粒和細粉占較大的比例，而中

23、間顆粒占較小比例。大顆粒在配體中起骨架作用，適當增大大顆粒的尺寸和用量可以提高制品的抗氧化性和 抗熱震性別1，較少成型和焙燒工序的裂紋廢品，但其副作用是產品的孔隙率增大，降低 制品密度和機械強度，加工后表面粗糟。小顆粒粉料的作用是充填作用，在適當范圍內增加其用量，可以提高產品的密度和機械 強度，降低孔隙率，產品加工后表面光潔。粉料一般在配料中占40-70%，但粉料過多會 走向反面，增大裂紋廢品率，同時因粉子用量增大而是瀝青用量增大反而使強度降低， 增大孔隙率。不同規格石墨制品配方所用原料顆粒尺寸產品規格mm大顆粒mm中顆粒mm粉料mm100以下1-1.50.5-0.0750.075以下100-

24、1502-11-0. 50.075以下175-2752-11-0. 50.075以下300-3504-22-1 1-0. 50.075以下400-4504-22-1 1-0. 50.075以下500-6004-64-2 2-0. 50.075以下600-8006-86-4 4-22-0. 50.075以下25、什么是球體最緊密堆積原理?如何根據最大容積比重來確定粒級配比?等徑圓球的最緊密堆積的空間利用率為74.05%，因此單一直徑的球體堆積后不可能得到致密的堆積體.在直徑較大的球體堆積后的孔隙中加入一定數量的直徑較小的球，則堆積 體的孔隙就會大大下降。實踐證明，當堆積用球體超過四組，孔隙變化就

25、不顯著了，如 用兩組配合，大球與小球直徑的比值時，堆積最密集；當用三組球時，三種球的直徑比 值為7：1：2時堆積最緊密。炭素原料破碎后形狀非常復雜，不是規則的球體，因此實際工作中還是采用容重試驗。 用試驗法選擇各種粒度的比例，首先用兩種顆粒作實驗，一般用大顆粒和另外一種顆粒， 以大顆粒重量為100可，然后把它分別與0-100可的第二種顆?；旌?，取得最大容重之 混合物100克，再與0-100克的第三種顆?；旌?，再選取容重最大的三種顆?；旌狭?， 與第四種顆?；旌显囼?，依此類推直到得到容重最大的混合物為止，由此可以確定最佳 的粒級配比。26、配料單計算舉例(工作配方計算) 所謂工作配方，就是當規定了

26、每一鍋糊料的重量后，如何依據指定的配方以及各種粒子 的粒度組成后，進一步計算出各配料倉的粒子用量。計算步驟如下：A、從給定的原料比例計算干料的百分組成；B、根據給定的粒級配比要求，計算各配料倉的粒子用量；C、確定了各粒子料倉的用量后，篩混合篩驗證計算的正確性，如不理想則進行用量調整；D、根據每鍋糊料的總重量，計算配料單中干料和瀝青用量；E、若糊料中要求配本身生碎，則應從總重量中扣除其量，再計算各料倉的用量，如加非 本身生碎，應扣除粒度影響和瀝青差值。已知某石墨制品的原料比為：混合焦點0-4mm675% 石墨碎0-4mm 105% 瀝青232% 每鍋糊重1700kg粒度要求：粒級mm+4-4+2

27、-2+1-0.15-0.075要求%V2113143583432各配料倉的粒度組成：原料粒級+4-4+2-2+1-1+0.5-0.5+0.15-0.15+0.075-0.075混合焦八4-25652552-148010511-0.52905210.5-05652010粉子52075石墨 碎4-2560201052-052035101515計算過程如下:計算干料的百分組成混合焦67/(67+10)=0.87=87%石墨碎10/(67+10)=0.13=13%計算各顆粒料的百分組成:選取混合焦和石墨碎使用的粒級,根據要求,混合焦用4-2,2-1,1-0.5,0,5-0,粉子,石墨碎用4-2,2-0

28、 的各粒度料.確定石墨碎的用量:根據石墨碎的產量,石墨碎確定用量為4-2料5%,2-0料8%. 計算確定混合焦各粒子料倉的用量4-2 料倉：ll-(5X0.6+8X0.05)/65=0.12=12%2-1 料倉：14-(5X0.2+8X0.2+12X0.25)/80=0.n=n%粉料：43-(8X0.15)/75=0.56=56%求和:對于有粒度要求的各項干料總用量為：56%+11%+12%+8%+5%=92%余8%可在沒有技術要求的各料倉中配,取1-0.5料3%,0.5-0料5%調整：4-2 料倉:11-(5X0.6+8 X0.05+11X 0.04)/65=0.11=11%2-1 料倉：1

29、4-(5X0.2+8X0.2+12X0.25+3X0.02)/80=0.10=10%粉料：43-(8X0.15+5X0.1)/75=0.55=55% 對于有粒度要求的各項干料總用量為：55%+10%+11%+8%+5%=89%余11%根據粒度產量確定用量 1-0.5料5%0.5-0料6%若驗算調整還不合適,可以繼續調整直到合格.驗算:對于粒度要求中有要求，在計算中未用到的各項需驗算+4 粒度0.05 X 11%+0.05 X 5%=0.8%2%-0.15粒度 0.55X95%+0.3X6%+0.03X5%+0.01X10%+0.3X8%=56.7% 經驗算后全部合乎要求，故確定選用下列工作配料

30、比：混合焦： 4-211% 2-110%1-0.55% 0.5-0 6% 粉料 55%石墨碎：4-2 5% 2-0 8%瀝青：23%工作配方中各組分的重量計算瀝青重量：1700X 23%=391kg干料重量：1700-391=1309 kg各粒子料倉用量：4-2 倉 1309X11%=144 kg 2-1 倉 1309X10%=131 kg 1-0.5 倉 1309X5%=65 kg 0.5-0 倉 1309X6%=79 kg粉料倉 1309X55%=720 kg石墨碎： 4-2倉1309X5%=65 kg 2-0倉1309X8%=105 kg實際的配料單為：原料料倉百分比重量kg混 合 隹八

31、、4-2111442-1101311-0.55650.5-0679粉子55720石墨碎4-25652-18105瀝青2339127、何為混捏？其作用是什么？炭素顆粒和粉料與粘結劑在一起，在一定的溫度下攪拌，混合成為可塑性糊料，稱為混 捏，其作用是：A、使各種原料混合均勻，充填密實；B、使干料和粘結劑混合均勻，液體粘結劑均勻涂布于顆粒表面，然后滲入其孔隙之中；C、粉子與瀝青形成膠料，使糊料具備適宜的塑性，以利于成型。28、為什么要控制干混溫度？ 如果干料溫度過低，原已吸附在原料中的水分就不能脫除，這些水分在顆粒表面形成強 極性的吸附，會顯著降低瀝青對固體炭素顆粒的濕潤作用。如果干混時各種干料顆粒

32、的 溫度低于所加入液體瀝青的溫度，當干料與干料顆粒接觸時，瀝青的溫度會有所降低， 從而使瀝青粘度增加，使瀝青對干了的濕潤和滲透作用變差，導致糊料塑性不好，糊料 混捏質量降低。因此要保證干料干混溫度與加入液體溫度接近或略超過一點。29、混捏時間是依據什么確定的？ 間斷混捏機混捏分干混和濕混兩個階段，加入干料后先干混 10-15 分鐘，使各種粒子混 合均勻，并把干料加熱到略高于瀝青溫度，然后加入瀝青繼續混捏 30-50 分鐘（濕混）， 成為可塑性良好的糊料?；炷髸r間的長短應考慮如下因素：A、混捏溫度低時可以適當延長問捏時間；溫度高時可以適當縮短混捏時間；B、使用較高軟化點瀝青時，在相同的混捏溫度下

33、可適當延長混捏時間；C、配料中細料和粉料較多時，應適當延長混捏時間；D、加入生碎時應適當延長混捏時間；E、混捏時因故短時間停機應保溫并適當延長混捏時間。30、影響混捏質量的因素有那些？A、溫度B、時間C、干料性質D、粘結劑31、為什么要在成型要進行涼料？A、因為現在炭素生產為了提高焙燒的結焦率而普遍采用改質高溫瀝青，為了提高混捏質 量勢必提高混捏溫度，而混捏溫度的提高，不利于后續的成型，若成型溫度過高會導致 裂紋廢品和變形廢品，因此在成型之前需對糊料降溫，以利于成型；B、可以排除瀝青煙氣，改善成型環境；C、減少瀝青煙氣導致的成型廢品。32、炭素生產有哪幾種成型方式？它們各適用于什么產品？A、模

34、壓成型，適用于長、寬、高接近和密度均勻、結構致密的產品；B、擠壓成型，適用于長形產品；C、振動成型，適用于長、寬、高接近的粗短產品；D、等靜壓法，適用于各向同性的異性產品。33、振動成型的工作原理振動成型時，成型模具固定在振動臺上，糊料加入模具內，料面用重錘加上少量壓力。 振動臺啟動以后，由于臺面的強烈振動，使模具及模具內的糊料都處于強烈的振動，這 種振動頻率高但振幅不大，在強烈振動下糊料顆粒間的摩擦力及糊料對內壁的摩擦力急 劇下降，幾乎呈流動狀態的糊料迅速充填到摩具的各個角落，在重錘的壓力作用下，密 度提高，一段時間后即振出合格產品。34、如何選擇振動成型的比壓？A、小規格且不太高的產品，比

35、壓為0.lMPa;B、中等規格而又比較高的產品，比壓為0.15-0.25 MPa;C、大規格，高度在1米以上，比壓為1-1.5 MPa.35、什么是焙燒？其目的是什么？ 成型后的生制品在加熱爐內的保護介質中，隔絕空氣的條件下，按一定的升溫速度進行 加熱處理的過程叫焙燒。其目的是：A、排除揮發分；B、粘結劑焦化；C、固定形狀；D、降低電阻率；E、體積進一步收縮。36、生制品在焙燒爐內怎樣隨加熱而焦化？ 生制品在焙燒過程中主要是粘結劑的焦化過程，即瀝青進行分解、環化、芳構化和縮聚 等反應的綜合過程。當產品加熱到200C時，制品開始軟化，進一步加熱到200-300C時，制品內的吸附水和 化合水以及低

36、分子烷烴被排除。同時，在此溫度范圍內還將伴隨著游離基反應的發生， 非芳香族物質獲得一定的能量后，呈氣態或液態脫離基本構造單位，而在400C時則表現 最突出。當溫度繼續升到400C以上時，一方面熱分解更激烈進行，主要是甲基以及較長的側鏈分 解產生甲烷、氫、CO和CO2等低分子化合物;另一方面基本結構單位的芳香族在500-650C 時，碳環聚合成半焦。570C以上半焦熱解并在制品的表面形成一層致密而堅固的碳層。 700C以后，半焦結構分解劇烈，氫和CO大量地產生，芳香族碳核結合的程度顯著提高, 逐漸形成焦炭。同時對熱不穩定的一些原子團從粘結劑的基本結構上失去，發生劇烈的 分解反應。與此同時，具有反

37、應能力的原子團又會相互作用產生合成、縮聚反應，生成 分子量較大的分子。這種基本構造單位由于側鏈脫落而呈活性，有利于基本構造單位進 行縮聚反應而成為半焦和瀝青焦。構成亂層堆積結構基本單位的六角網狀平面。900C以上時，這種二維排列的炭原子網格進一步脫氫和收縮，以后就變成了瀝青焦。炭化過程前期后期主要揮低分子低分子發分烷烴芳香烴CO2 CH4COH2在殘留的液相、固相中分解芳香族化炭素前驅體固相烯烴中的縮聚，共軛系的擴大,異種元素的脫離。炭化結束的主要 變化溫度。C200300400500600700800900100037、焙燒過程可分為哪幾個階段？A、低溫預熱階段：制品從室溫升到200C時（明

38、火溫度約350C）,粘結劑軟化，但還沒 有顯著的物理化學變化，主要排除吸附水，揮發分排出量不大，粘結劑產生劇烈遷徙 故此階段升溫要快；B、變化劇烈的中溫階段：制品溫度200-700C,揮發分大量排除，同時粘結劑逐漸焦化, 此階段升溫速度應均勻緩慢，否則會產生裂紋、結構疏松、孔隙率增加、體密下降。C、高溫燒結階段：制品達到700C以上，焦化基本完成，為了指標的改善應繼續升溫至 1000C左右，并保溫20小時。D、冷卻階段：冷卻降溫速度應控制在50C/小時，當800C時以下可以自由冷卻，在400C 以下可以出爐。38、為什么制定焙燒曲線一定遵循“兩頭快、中間慢”的原則？ 因為在開始低溫階段如果升溫

39、慢，會產生變形、彎曲、空頭廢品，中間快的話會產生裂 紋、疏松廢品，降溫態快的話也會產生裂紋廢品。39、根據什么來制定焙燒曲線？A、根據制品在焙燒過程中的變化規律；B、根據產品的種類和規格；C、根據焙燒爐型；D、根據填充料種類和燃料的種類；E、根據生坯的特性和成型方式，升制品體密大應放慢速度，粘結劑含量小也應放慢速度, 小粒子配方也應慢速升溫。40、影響焙燒品質量不均的因素有哪些？如何克服？因素有：A、加熱速度對粘結劑遷移的影響減少預熱爐室數，即采取低溫通煤氣的措施，可以大大減少制品處在粘結劑遷徙的臨界 溫度帶的時間，而這個時間正是粘結劑產生劇烈遷徙的時間。B、溫度梯度的影響：熱流從爐內流過時，

40、熱氣流量不可能很均勻，因此各處受熱的強度 不均，且制品間也存在熱傳導，所以溫差的存在決定制品在各個階段上的加熱速度以及 最終溫度的不同?？朔k法：低溫通煤氣，加快低溫時的升溫速度，減少粘結劑遷徙； 不同規格的產品混裝，大規格裝在下層、小規格在上層； 確保保溫時間，以減少垂直和水平溫差。41、如何提高預焙陽極質量？A、合理選擇和穩定原料配比；B、控制干料的粒級配比和瀝青用量，特別要控制粉子的純度，從篩混合篩分析，波動最 大的是-0.075mm的粉子，由于細粉比表面積大，吸附的粘結劑多，穩定-0.075mm含量的措 施是:穩定控制粉子純度和根據純度波動適當調整粉子用量.控制瀝青用量在15.80.8

41、% 的范圍內;C、合理使用殘極；D、加強控制生坯的體積密度；E、優化配方，減少制品的孔隙率；F、優化焙燒工藝；42、怎樣規定環式焙燒爐焙燒曲線各階段的溫度誤差范圍？A、在低溫送煤氣點火時，允許溫度波動土 50C，但必須在半小時內調整正常，溫升速度 15C/小時，直到350C；B、中溫階段，爐室溫度在350-800C，允許溫度波動土30C，由于某種原因溫度滯后， 可以每班帶5 C。C、高溫階段，爐室溫度800-1300C，允許溫度誤差土 30C，由于某種原因溫度滯后，可 在800-1000C，每班帶15C，在1000-1300C，每班可以帶25C，在最高保溫階段，允 許波動土 25C。D、爐溫由

42、高溫冷卻到800C，降溫速度4010C, 800C以下切斷煤氣。43、何為“串煤氣”？可以采取哪些預防措施？ 在焙燒系統中，某一爐室的煤氣，未得到充分的燃燒，而串入下一爐室，使其溫度突然 升高，超過設定的溫度的現象。預防措施有：A、該爐室的煤氣過量，應減少煤氣量；B、打開二次空氣孔，增加空氣量；C、將冷卻爐室的蓋提前墊起來，減少空氣流動阻力；D、用耐火泥或其它材料密封好爐蓋縫隙和爐邊間隙。44、焙燒爐室發生爆炸的原因有哪些？A、停排煙機，煤氣聚集；B、低溫滅火，溫度太低，火焰沒熄，煤氣聚集；C、低溫點火不正確，在空氣充足的情況下，應先點火，后送煤氣。45、何為二次焙燒？它與一次焙燒有何差異？

43、對一次焙燒品高壓浸漬后，再次加熱焦化粘結劑的過程稱為二次焙燒。其區別見下表焙燒對象焙燒窯爐能否析出瀝青最高溫度焙燒曲線一次焙燒生制品環式爐不析出瀝青125025C長384小時二次焙燒浸漬品環式爐、隧道窯可能析出瀝青700C短138小時46、焙燒工序會出現那些廢品？各是什么原因？ 主要有縱裂紋、橫裂紋、內裂紋、分層、雜質、空頭、彎曲、變形、氧化、碰損、電阻 率大。一般由于上道工序的原因，多使制品產生橫裂和內裂，而由于本工序的原因多導致縱裂 各種裂紋產生的原因如下：成型溫度低，成型不密實；原料煅燒程度不夠，或配料時混入生焦，產生二次收縮；粘結劑少，粉子含量高；糊料混捏不均，或含有水分；中溫階段升溫

44、太快；爐墻局部漏料，受熱太快；分層的原因如下：兩鍋糊料的塑性不同，前一鍋的糊料串入下鍋成型；成型溫度低；糊料中混入水、灰塵、油等；糊料混捏不均或涼料不均；油量太少；產生雜質廢品的原因：原料中混入雜質，如鐵器、石子、砂石、泥塊；生產過程中混入雜質。產生空頭廢品的原因有：配料時粉子量少；低溫焙燒階段升溫慢；配料時瀝青加多。 產生變形廢品的原因：裝爐時溫度太高；裝爐時間太長，沒及時裝填充料；填充料溫度太高；填充水分太大；裝爐時產品不垂直；填充料粒度不合適；粘結劑用量太多；爐室破損漏料；產品間距和與爐墻的距離太小。產生彎曲廢品的原因：裝爐時不垂直； 上道工序漏檢。產生氧化廢品原因：上層保溫料太??； 爐

45、室漏風和漏料； 出爐溫度太高； 填充料水分大。產生粘結廢品的原因：產品間距太小，下填充料時將制品沖歪； 制品未裝垂直。產生碰損的原因： 抓都抓料時碰損； 吊運時碰損； 清理時碰損； 堆垛時倒垛。電阻不合格的原因： 焙燒溫度不足，保溫時間短； 原料性質影響。47、制品在焙燒過程中各種理化指標有哪些變化？真密度有1.8g/cm3升到2.0 g/cm3;體積密度由 1.68-1.72g/cm3 降到 1.56-1.62 g/cm3;電阻率由很大降到50-60 口 Qm;抗壓強度由60MPa降到50MPa以下；孔隙率增大近20-23%;重量損失近10% ;體積收縮2-3%.48、煙道著火有何現象？應如

46、何處理？ 煙道著后溫度升高，排煙機和煙囪冒黑煙或著火，爐內負壓減少，溫度發生變動。處理 措施：A、根據著火現象確定那個料室著火，切斷通往的煤氣，切斷廢氣，打開火焰觀察孔，排 除廢氣；B、迅速向煙道內噴入蒸汽，熄滅火焰，防止火焰蔓延；C、待火焰全部熄滅后恢復生產。49、什么是耐火材料的耐火度、荷重軟化點、耐激冷激熱性、體積穩定性、導熱率、溫 度傳導性、抗渣性？耐火度是表示材料使用過程中抗高溫而不熔化的性能指標； 荷重軟化點表示材料對高溫和荷重同時作用下的抵抗能力； 耐激冷激熱性表示材料使用過程中抵抗溫度激冷激熱而不損壞的能力； 體積穩定性表示材料使用過程中，體積發生不可逆的變化性能（收縮和膨脹）

47、； 導熱率：一定厚度的耐火材料在單位面積上，在一定時間內在單位溫差條件下所傳導的 熱量。溫度傳導性：表示耐火材料受熱時溫度表面向內傳遞的速度。 抗渣性表示材料使用過程中抵抗液態焙液、氣態以及固態物質侵蝕的能力。50、敞開式焙燒爐與帶蓋爐有哪些結構上的不同？A、不帶爐蓋，爐室主要靠填充料密封；B、煙氣的流動通路不同，是靠兩側的火道，火道呈“W”型，加強傳熱；C、火道砌磚立縫不打耐火泥，作為揮發分通道。51、哪些生產因素影響焙燒制品的性質？A、粘結劑性質；B、混捏溫度和時間；C、粘結劑用量；D、升溫曲線；E、最終焙燒溫度；F、產品尺寸；G、裝爐方式；H、填充料性質；I、冷卻速度。52、如何評價浸漬

48、重量和浸漬效果？評價浸漬重量可以測定浸漬后的增重大小來判斷，增重率二(W2-W1) /W1X100%W2浸漬后的重量，W1浸漬前的重量。判斷浸漬效果的方法是測量浸漬的填孔率，即浸漬劑進入孔隙的體積與開口孔隙的體積 之比。浸漬率二浸漬增重率F (浸漬劑比重X開口孔率)53、影響浸漬質量的工藝參數有哪些？A、預熱溫度；B、浸漬罐的溫度；C、真空度；D、浸漬劑溫度；E、浸漬壓力。54、對浸漬劑有和質量要求？A、灰分不大于0.3%;B、水分不大于0.2%;C、揮發分60-70%;D、軟化點 70-90C;E、游離碳18-25%.55、何為石墨化？石墨化的目的是什么？把焙燒制品置于石墨化爐內保護介質中加

49、熱到高溫，使六角碳原子平面網個從而維空間 的無序重疊轉變為三維空間的有序重疊，具有石墨結構的高溫熱處理過程。其目的是：A、提高制品的熱、電傳導性；B、提咼制品的耐熱沖擊性和化學穩定性；C、提高產品的潤滑性和抗磨性；D、排除雜質。56、石墨品和焙燒品在性能上有什么不同？ 主要差別是碳原子之間的晶格在排列順序和程度上存在差異。焙燒品的碳原子屬“亂層 結構”，而石墨品屬“有序石墨結構”。其理化性質也差異較大，石墨化后電阻率降低 1/3-1/4，真密度提高10%，導熱率提高幾十倍，膨脹率降低1/2，氧化溫度提高，抗鈉 侵蝕性提高，雜質氣化逸出，機械強度略降低。對比見下表：項目焙燒品石墨品電阻率yQm4

50、0-606-12真密度g/cm32.0-2.052.20-2.23體積密度g/cm31.50-1.601.50-1.65抗壓強度MPa25-3417-30孔隙率%20-2525-30灰分%0.50.3導熱率W/k.m3.6-5120-200膨脹系數10-6/k1.6-4.5(20-500C)2.6(20-500C)開始氧化溫度 C450-550600-70057、無定型碳如何轉化為石墨的？石墨是含碳物質在常壓熱處理后的最終產物，是一種結晶狀態碳，是由非晶體狀態的碳 素集合體在高溫下結晶而成，關于這一結晶的機理有碳化物轉化理論、再結晶理論和微 晶成長理論，一般公認的是微晶成長理論。碳質原料的初始

51、物質都是稠環芳香化合物， 這些多環化合物在熱的作用下，經過不斷地分解與聚合等一系列反應，最終生成含碳量 很高的碳青質。碳青質的結構單元是二維平面原子網格的堆積體，網格的邊緣有各種側 鏈，如功能團、異類原子等，由于它們之間原子的相互作用，使得平面網格作一定角度 的旋轉。這是一種特殊的物質，既不是樹脂或玻璃體一樣的非晶體，也不是結晶體，晶 成長理論把它稱為“微晶”，這種微晶可以視之為一些大原子團，它們有六角形規則排列 的結構，具備轉化成石墨結構的基礎。由于含碳物質的化學組成、分子結構的不同，碳化后這些原子團的聚集狀態也不一樣， 石墨化性不一樣，一般以平行定向堆積和雜亂交錯堆積來區分原料石墨化的難易

52、程度。無定形碳在高溫下通過微晶成長而轉換成石墨，在1600C以前，其變化并不明顯，但在 1600-2100C，微晶的變化明顯加快。此時，微晶邊緣上的側鏈開始斷裂或氣化，或是進 入碳原子的平面網格，進而是微晶的結構發生變動，即一些大致平面定向的微晶在高溫 下逐漸合成更大的平面體。隨著過程的進行，微晶將在a軸上迅速地增大，并且在C軸 上也進行重新排列，從而使有序排列的厚度增加，如下圖所示，這一過程可一直延續到 2700C，即當微晶以二維空間的無序排列基本上轉化為三維空間的有序排列，并最終形 成石墨晶體時才基本結束。doo23.354A doo2 3.354A1.24A2.46A58、影響石墨化的因

53、素有哪些？A、原料的性質：原料本身的石墨化難易程度，如果原料含雜質較多，雜質原子占據碳原 子的位置會造成晶格缺陷，降低石墨化程度；B、溫度：石墨化程度不僅與溫度有關，而且與高溫下的持續時間有關。溫度與石墨化程度的關系溫度，C在該溫度下停留時間分鐘電阻率口 Qm相鄰晶層間距A20006835.23.423322506323.53.3989253067133.74327806010.53.36743000688.53.3644同一溫度下不同停留時間與石墨化程度的關系溫度，C停留時間分鐘電阻率口 Qm相鄰晶層間距A20001520001535.23.425720001835.23.423320001

54、8334.33.4223200036333.23.4201200060832.23.41852000120431.53.416522506324.03.3989225018722.13.3929石油焦在石墨化的過程中，石墨晶粒寬度與厚度的增長在2000C以后才顯著，一直到 2300C左右才接近于理想石墨結構.C、壓力：加壓石墨化具有明顯的促進作用，如果lOGPa壓力下在1400-1500C時就開始 石墨化，相反減壓時會抑制石墨化。D、催化劑：B、Fe、Si、Ni、Mg及某些化合物具有催化作用，石墨電極中加入鐵粉催化。59、石墨化過程有哪三個過程？A、重復焙燒階段性：室溫-1300C，此階段可以

55、快速升溫。B、嚴格控溫階段：1300-1800C，此階段制品的物理結構和化學組成發生很大變化，碳 平面網格逐漸轉化為石墨晶體結構，同時雜質排除會引起結構缺陷，促使熱應力過分集 中，極易產生裂紋廢品，為緩解熱應力，此階段應嚴格控制升溫速度。C、自由升溫階段：1800C以后到最高溫度階段，主要進一步改善制品性能。60、什么是石墨化度？如何評價和計算石墨化度？石墨晶體結構的完善程度，即碳原子排列的規整程度。常用X射線粉末衍射法。按X射 線圖計算出炭素材料的層間距離的平均值，然后按照間距隨熱處理溫度提高而減小的規 律來計算石墨化度：石墨化度二 Ad/AO = (3.44-d002) /(3.44-3.

56、354)X100%Ad完全未石墨化的炭素材料的層間距與待測石墨材料的層間距(d002);A 0-完全未石墨化的炭素材料的層間距與理想石墨材料的層間距(d002).61、兩臺3340KVA變壓器與一臺石墨化的參數匹配應如何校驗？3340KVA 變壓器原設計是按單機帶單爐考慮的，這樣爐芯單位體積的功率太小，只有100KVA/m3 (要求在 160 KVA/m3)，爐芯電流密度為 1.2A/cm2(要求的 2.0-3.51.2A/cm2), 石墨化爐受這兩個主要條件的限制，只有2100-2300C,溫度低導致制品的石墨化程度不 理想.A、整機輸出電壓的校驗取爐芯截面3m2,爐芯長度12米，即3X12

57、=36個單元爐芯V=VtXLvt單元爐芯電壓，一般取9伏/米，L=12米 需要108伏實際的二次輸出電壓為105伏，比較接近要求。B、整機二次電流校驗Id=ItXS要求電流密度 2.0A/cm2=20000A/m2,S=3m2要求總電流60000A,而兩臺實際輸出電流為68000A.C、最低電壓校驗，以防死爐Vmin= (RminXItXS) /KK-系數，取 1.2計算出最低電壓為42.5伏,而實際輸出最低電壓為40伏.D、整機容量和產量驗算產量G= (TXPt) / (KXW) 按石墨制品電耗為4000kwhT年生產時間 Pt變壓器容量 K -系數取2.5 W 工藝電耗62、強化石墨化需要

58、什么條件？A、足夠的功率，及單位體積功率160KVA以上；B、足夠大的電流密度，大于2-3A/cm2；C、整流設備與爐子的最高電壓和最低電壓相匹配。63、選擇石墨化爐長、爐芯截面的主要依據是什么？A、根據變壓器的容量和直流電壓來確定爐長；B、根據整流裝置的最大輸出電流確定爐芯截面。64、有哪些石墨化廢品？A、打斷：運輸或清理時打斷；B、掉塊：C、氧化：空氣氧化和水氧化；D、裂紋：見專題幻燈片；E、彎曲：F、雜質氧化后的孔洞；G、電阻率不合格。65、內串式石墨化爐與愛契遜爐工藝比較有哪些優點？A、熱效率高愛契遜爐內串式石墨化爐熱損失77%51%B、爐芯溫度高C、制品質量更均勻D、節能；E、省時：各種類型石墨化爐的時間比較變壓器容量KVA16000 愛17959 愛12160 愛9322 愛3340 愛16000 內最大電流 A100000125000800007400036000125000噸產品耗分鐘3245525460-803066、石墨化爐的熱平衡21