3 原材料、辅助材料与燃料
3.1 原 材 料
3.1.1 石墨制品用石油焦中硫含量的规定,按照现行行业标准《延迟石油焦(生焦)》SH 0527共分2个级别,即一级品和合格品,其中合格品又分为1A、1B、2A、2B、3A、3B共6种。根据石墨制品的生产要求,一级品和合格品1A质量指标中,挥发分和灰分的含量都在生产允许范围之内,而1B类焦的硫分含量高达0.8%,超过了生产允许的范围。根据生产实践,使用高硫分含量的石油焦,制品在石墨化过程中由于气胀(或晶胀)将出现裂纹或断裂废品。
3.1.2 关于针状焦技术标准,由于我国目前针状焦生产量较小,质量也不稳定,因此相应的标准也尚在制定中。我国2010年生产以针状焦为原料的超高功率石墨电极达193kt,但均由各厂自己控制质量指标。表1为典型的针状焦质量指标,供参考。正式的针状焦技术标准发布后则以正式的标准要求为准。
表1 针状焦技术指标
3.1.3 预焙阳极用石油焦,由于产量的迅速增加,低硫石油焦供应不足,因此允许使用硫含量相对较高的合格品中的2A及2B焦。由于生石油焦集中煅烧在投资、污染物治理、余热利用及煅烧焦的产品质量稳定方面具有一定的规模优势,在国外普遍采用,国内也逐步开始使用煅烧焦直接进厂方式,预焙阳极厂使用煅烧焦应符合煅烧石油焦的标准。
3.1.4 生产石墨化阴极用石油焦,因为要进行石墨化,为防止制品在石墨化过程中开裂,不宜选用硫含量较高的1A级以下焦。
3.1.6 冶金焦炭作为炭素生产的原材料选用时,主要应控制其灰分和硫分的含量。灰分影响制品的电阻率,硫分将使制品产生裂纹或断裂。冶金焦炭的国家标准就是按该两项成分含量进行分类的,从冶金焦炭生产的实际情况和经济的合理性考虑,生产炭制品的原材料应选用一级冶金焦炭。因为炭素制品灰分要求低,而冶金焦末中灰分含量较高,故宜用焦末含量较低的粒度大于25mm的焦。
3.1.7、3.1.8 由于目前国家对用作炭素原料的无烟煤的质量指标尚无统一标准,这两条对无烟煤灰分、硫分所作的规定,是根据国内炭素厂长期生产实践制定的。
3.1.9、3.1.10 从提高产品质量、环境保护和改善煤沥青生产的劳动条件考虑,改质沥青优于中温沥青。采用改质沥青作粘结剂,是提高炭素制品质量的有效措施。铝用预焙阳极绝大部分厂采用改质沥青作粘结剂,不再选用中温沥青。但由于我国石墨电极生产中沿用中温沥青作粘结剂,由中温沥青改用改质沥青需要成型工艺作大量的实验工作,改质沥青较少采用,故仍保留中温沥青作为原料。有些炭素厂已经开始使用改质沥青作为粘结剂,这是国内石墨电极厂的发展方向。
3.1.11 浸渍沥青目前尚无国家或行业标准,但国内根据石墨电极生产要求在逐步按浸渍工艺要求的品质供应低QI或无QI专用沥青,故提出专项要求。
3.1.12、3.1.13 按照现行国家标准《微晶石墨》GB/T 3519标准技术要求,微晶石墨的粒度分为75μm及45μm两种,固定碳含量为75%~99%,并根据固定碳含量及粒度对产品分级。根据生产经验,固定碳含量80%以上粒度为75μm的无定形石墨粒WT80-75适用于生产自焙炭块、炭电极、密闭糊等;固定碳含量75%以上粒度为75μm的无定形石墨粒WT75-75适用于生产电极糊。