石墨电极抑制气胀的几种措施

石墨电极抑制气胀的几种措施抑制气胀的几种措施

（1）降低原料焦炭的硫、氮等元素的含量，如氢气接触法脱硫，采用高温煅烧等，经测定，含硫量为1.5％的石油焦在不同温度煅烧后的残余硫含量如下。

煅烧温度/℃11001200130014001600

硫含量/％1.51.491.32、1.130.36

国外曾在600~800℃对半焦（尚未煅烧的生焦）用氢气接触法脱硫进行过研究，脱硫后，含硫量减少，细孔增多，在焦炭还没有收缩的温度下进行脱硫效果最佳。

（2）控制石墨化过程某一温度区间的升温速度，也即降低在1700~2100℃区间杂质气体释放的速度，有利于减少气胀。串接石墨化的温升速度较大，所以如用含氮量较高的煤系针状焦生产的大规格超高功率石墨电极不宜用串接石墨化炉石墨化，否则剧烈的气胀会导致裂纹废品的增加。

（3）配料时加入少量气胀抑制剂，可延缓杂质气体的释放，气胀抑制剂通常使用氧化铁粉，抑制剂与硫反应生成硫化物，随后在较高的温度下以较低的速度分解出单质硫，金属氧化物防止气胀的效果是由于其硫化物的稳定性作用，当用氧化铁为气胀抑制剂时，硫的逸出推迟到2100~2500℃间。对煤系针状焦而言，氧化铁与氧化铬一起使用时抑制气胀效果更好，氧化镍和氧化钴对抑制煤系针状焦的气胀也有较好效果。将气胀看作是有害影响的原因之一是因为气胀的结果降低了石墨电极的密度，铁、镍、钴的氧化物还有一定的石墨化催化作用，并有利于提高沥青的残炭率，使由气胀引起的密度下降得到一定补偿。使用同一种气胀抑制剂，颗粒度越小效果越佳。据研究报道，气胀主要是在0.1~1um的微孔中产生，因此抑制剂应当和粘结剂一起进入焦炭颗粒的微孔中。两种颗粒度的氧化铁粉对煤系针状焦石墨制品焙烧过程中沥青残炭率和抑制气胀效果的实验数据举例。

（4）调整焦炭的微观结构，焦炭如拥有大量的微裂纹，不仅可降低焦炭的热膨胀系数，而且可抑制气胀。焦炭的微观结构受焦化和煅烧两个过程的影响，一般由延迟焦化得到的焦炭是半焦，而半焦的结构主要与焦化原料、焦化工艺条件（温度、压力等）有关，半焦在1400℃左右温度下煅烧，体积收缩，微裂纹和孔结构进一步变化。采用两步煅烧法（中间一次冷却）可使焦炭微裂纹增加。