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石墨電極生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)落后于使用電極行業(yè)的要求。即使普通功率石墨電極，在其生產(chǎn)過程中還存在很多問題，如成品率低、生產(chǎn)成本高、使用效果差等。特別是在石墨電極行業(yè)處于低谷時(shí)，探究生產(chǎn)工藝上存在的問題和改進(jìn)措施很有必要。本文主要對(duì) 一些中小企業(yè)生產(chǎn)過程中存在的問題進(jìn)行分析總結(jié)。
1存在問題和差距
1.1原料
國內(nèi)用于生產(chǎn)超高功率石墨電極的原料客觀上存在著差距，國外無論是日本，還是美國，生產(chǎn)石電極用的原料來源穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。
國內(nèi)由于針狀焦的供應(yīng)問題，石墨電極生產(chǎn)企業(yè)不得不經(jīng)常更換供應(yīng)商和原料配比。況且國內(nèi)的針狀焦和進(jìn)口的針狀焦目前還存在一定質(zhì)量差距。
從主觀方面來說，國內(nèi)生產(chǎn)超高功率石墨電極的廠家從降低成本的角度考慮，生產(chǎn)時(shí)摻配了價(jià)格較低的大慶石油焦或撫順石油焦，甚至還有其他石油焦。
更有甚者，個(gè)別廠家在生產(chǎn)超高功率電極時(shí)粒針狀焦也不用，充其量是增加浸漬次數(shù)，用這樣的電極冒充超高功率電極，必然導(dǎo)致市場上價(jià)格混亂，嚴(yán)重危害了很多廠家的利益。
普通功率電極的生產(chǎn)同樣存在原料問題。特別是生產(chǎn)步500mm和少600mm的石墨電極，在選用原料時(shí)，通常會(huì)選用易石墨化的大慶或撫順石油焦。
但國內(nèi)很多中小企業(yè)為了降低成本，縛擇葫蘆島焦或者更差的石油焦作原料，在生產(chǎn)過程中就會(huì)出現(xiàn)大量廢品，最終在用戶使用時(shí)出現(xiàn)消耗高、掉塊等問題。
1.2 黏結(jié)劑
國外生產(chǎn)石墨電極采用專用的電極瀝青，國內(nèi)的瀝青生產(chǎn)廠家在不斷努力下也生產(chǎn)出了改質(zhì)瀝青，很多廠家使用后使電極質(zhì)量得到了提高，但要普及和推廣還有一個(gè)過程。
很多廠家沒有對(duì)黏結(jié)劑加以重視，有的廠家對(duì)煤瀝青的認(rèn)識(shí)只是停留在軟化點(diǎn)上，別的指標(biāo)都不檢查。生產(chǎn)過程中，黏結(jié)劑只有熔化，沒有靜置過程，必然在成型和焙燒過程中出現(xiàn)大量廢品。
1.3配料
(1)由于振動(dòng)篩或篩網(wǎng)選用上存在問題，粒子的純度很低，不少廠家的粒子純度只有50%￣60%，所以鍋與鍋之間粒子料差異很大，很難保證糊料的穩(wěn)定性。
(2)不少廠家至今還沒有采用電子秤配料，配料人為影響因素太多，導(dǎo)致鍋與鍋之間糊料的塑性和粒度組成差異很大。
(3)配料量過大。有不少廠家由于工人是按產(chǎn)量拿工資，就不管混捏鍋?zhàn)罴焉a(chǎn)量是多少，也不管混捏鍋?zhàn)畲螽a(chǎn)量是多少，一味地多配料。生產(chǎn)中混捏鍋上面的料都不動(dòng)，出糊時(shí)中間還夾雜著干料出糊時(shí)中間還夾雜著干料，生坯質(zhì)量當(dāng)然沒有保障。
(4)粉子太細(xì)。有不少廠家還沿用粉子純度為75%，甚至80%以上;粉料在進(jìn)行篩分分析時(shí)不規(guī)范，取來的粉子試樣不烘干，有的廠家篩分時(shí)連規(guī)定玻璃球也沒有，這些都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)用的粉子太細(xì)。而且國內(nèi)的混捏鍋很難將細(xì)粉子混合均勻，使用細(xì)粉子不僅成型工序成品率低，焙燒、石墨化成品率也低，最終在用戶使用時(shí)消耗很高。
(5)收塵粉的不合理使用。收塵粉一是太細(xì)，二是雜質(zhì)含量多。很多大廠在生產(chǎn)過程中將收塵粉用做他用，特別是在超高功率和高功率中不用;即使在普通電極中使用也應(yīng)是均勻加入，而不是有了加，沒了不加，或者直接將收塵粉排入粉料中，粉料和收塵粉非常不均勻地混在一起;如收塵粉加人量超過7%以上，生坯的質(zhì)量就會(huì)受到影響。
(6)配方粒度的合理性。近幾年在配方粒度組成方面國內(nèi)專業(yè)技術(shù)人員做了很多工作，并且大顆粒配方的理念很受推崇，但這個(gè)配方是怎樣來的，生產(chǎn)的產(chǎn)品用在什么樣爐型上，還需在炭素行業(yè)摸索總結(jié)。
1.4混捏
(1)濕料混捏。國外很多廠家即使剛進(jìn)來的針狀焦，都進(jìn)行800T二次煅燒，排出針狀焦中水分等。而國內(nèi)不少廠家沒有存放干料的庫房和料倉，干料就堆放在露天下，不僅會(huì)吸附空氣中水分，嚴(yán)重的會(huì)淋雨。
干混時(shí)混捏鍋上面觀察口有明顯的水蒸汽和水滴。僅憑干混將原料中水分全部排出是比較難的，如水留在原料中，當(dāng)瀝青加入時(shí)就會(huì)影響瀝青的滲透，混捏效果就會(huì)大大折扣。
(2)不合理的導(dǎo)熱油管網(wǎng)系統(tǒng)和混捏溫度。很多中小企業(yè)為了省錢，沒有請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行生產(chǎn)工序設(shè)計(jì)，都是自行設(shè)計(jì)、制作、安裝。特別是導(dǎo)熱油管網(wǎng)系統(tǒng)，只是簡單地、想當(dāng)然地連接管道，導(dǎo)熱油在管內(nèi)運(yùn)行，不能直觀反映整個(gè)管網(wǎng)內(nèi)的溫度分布情況。
必然出現(xiàn)幾臺(tái)混捏鍋的溫度不同，而且溫度還不斷地變化，而混捏時(shí)間又是按工藝要求一致，必然導(dǎo)致糊料溫度差異很大。
個(gè)別企業(yè)不是先制定工藝溫度，而是工藝溫度適應(yīng)生產(chǎn)條件。導(dǎo)熱油爐太小、煅燒余熱量太少等等原因，導(dǎo)熱油出口溫度只有150T左右，甚至還有更低的，也強(qiáng)行生產(chǎn)，出糊溫度只有120T左右，而瀝青軟化點(diǎn)卻在87￣90X，糊料塑性必然很差。
(3)干混時(shí)間過長，原料的粒度組成遭到破壞.干料加熱的重要性被越來越多的人認(rèn)知，但干料加熱必須是在料的粒度不被破坯的前提下。
不少企業(yè)為了提高干混溫度，不是在混捏鍋上增加干料加熱器，而是靠延長干混時(shí)間，有的甚至將干混時(shí)間延長到1h以上，雖然干料溫度得到一定的提高，但同時(shí)原料粒度組成也遭到破壞。
(4)攪刀與鍋底之間間距過大或過小。攪刀與襯板之間的距離應(yīng)是根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品粒度而定，不是很多書上籠統(tǒng)所說的不大于30mm。
不少企業(yè)混捏鍋買來用了四五年，也不檢查攪刀和襯板磨損情況，由于攪刀與襯板之間的間距過大，使捏合作用變小，引起混捏不均，出現(xiàn)夾干料現(xiàn)象;有的企業(yè)修理混捏鍋時(shí)，又使攪刀與襯板之間間距小于配料的最大粒度，大顆粒料被磨碎，從而改變了料的粒度組成。
(5)生碎塊度太大。不少企業(yè)生碎破碎時(shí)只有一級(jí)顎式破碎，破碎后生碎塊粒度在50mm左右，在混捏過程中很難使其與糊料融為一體，最終在產(chǎn)品使用時(shí)掉塊。
(6)加人過多黏結(jié)劑。雖然增加黏結(jié)劑量，糊料的流動(dòng)性變好，壓型工序易成型，但焙燒廢品率也增高。不僅給焙燒工序帶來空頭、變形廢品隱患，還會(huì)造成最終產(chǎn)品的體積密度和強(qiáng)度降低。
1.5涼料
(1)圓筒涼料，涼料過程中形成大大小小的圓球，在成型過程中，總會(huì)出現(xiàn)球與球之間的界面。下料溫度若低一點(diǎn)，電極內(nèi)部就出現(xiàn)很多結(jié)構(gòu)性裂紋。甚至在成品石墨電極中也會(huì)出現(xiàn)圓球形的塊，最終在用戶使用時(shí)掉塊嚴(yán)重。
(2)圓盤涼料，涼料過程時(shí)間越長，溫差越大，糊料塑性變差。但時(shí)間短了瀝青煙氣又排不出，造成后工序產(chǎn)品缺陷機(jī)會(huì)加大。
1.6擠壓成型
(1)用小壓機(jī)擠壓大規(guī)格產(chǎn)品。在一些中小企業(yè)由于沒有大壓機(jī)，就用小壓機(jī)強(qiáng)行生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品。大家知道大壓機(jī)生產(chǎn)時(shí)要將嘴型口一段結(jié)構(gòu)不好的部分切掉，而小壓機(jī)料室小，一共就能出一、兩根產(chǎn)品，所以基本都是兩鍋糊料接起來的產(chǎn)品，生坯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是比較差，在后工序和用戶使用時(shí)產(chǎn)品斷裂在所難免。
(2)無抽真空。抽真空有利于排出糊料中的瀝青煙氣，所以涼料時(shí)溫度可以稍高一些，便于成型和提高生坯體積密度。而很多企業(yè)用的壓機(jī)太簡單，無抽真空。
(3)無同步剪。所生產(chǎn)出的產(chǎn)品距端頭300￣500mm處內(nèi)部有不少小裂紋，電極加工成成品，正好處在電極孔底位置，石墨電極在使用時(shí)常從這里斷裂。
(4)內(nèi)襯磨損后未及時(shí)更換。壓機(jī)使用幾年后內(nèi)襯已磨損，壓料環(huán)與內(nèi)襯之間間距增大，預(yù)壓時(shí)糊料從壓料環(huán)與內(nèi)襯之間擠出，厚度有的達(dá)30￣50mm，這樣壓機(jī)很難保壓，糊料在料室內(nèi)很難被壓實(shí)。
1.7 焙燒(敞開式環(huán)式焙燒爐)
1.71測溫點(diǎn)不正確
論什么樣的焙燒爐，都存在選擇測溫點(diǎn)問題，如果測溫點(diǎn)選得不合理，再合理的曲線也燒不出合格的產(chǎn)品?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中很多人最關(guān)心的是曲線，對(duì)測溫點(diǎn)不重視。甚至有很多人認(rèn)為，曲線溫度的執(zhí)行情況要看爐室的熱電偶的溫度。
但實(shí)踐中，雖然控制了熱電偶的溫度但還是產(chǎn)生很多廢品，原因是這個(gè)溫度點(diǎn)的溫度是火道煙氣溫度。實(shí)際上，火道中的熱煙氣將溫度傳給耐火磚，耐火磚再將溫度傳給填充料，填充料再將溫度傳給制品，制品溫度存在溫升滯后。
開始升溫時(shí)溫度梯度不超過0.45T/cm，當(dāng)爐室內(nèi)熱電偶溫度升到300T以上后，溫度梯度可達(dá)到2.3-2.5。正因?yàn)闋t室溫度變量太多，同時(shí)溫升速度也有慣性，所以不能將爐室中間溫度做為曲線運(yùn)行控制點(diǎn)的溫度。
選擇曲線運(yùn)行控制測溫點(diǎn)應(yīng)選火道煙氣溫度最敏感的點(diǎn)，但對(duì)于敞開式環(huán)式焙燒爐來說就是熱煙氣在火道內(nèi)下去，再返上來的轉(zhuǎn)彎的位置。
也有人將熱電偶插在緊靠火道第一個(gè)火孔外側(cè)的料室中。必須依據(jù)選擇的測溫點(diǎn)來確定升溫曲線。
1.72填充料問題多
(1)濕料做填充料，在制品加熱過程中，填充料水分蒸發(fā)了，填充料下沉，致使制品間隙中出現(xiàn)有實(shí)有虛的地方，這在制品塑性階段就因四周填充料擠壓不均而變形;另一方面由于下沉使上層制品端部保護(hù)料過薄造成端部氧化。
(2)熱料，料的溫度高于毛坯黏結(jié)劑軟化點(diǎn)時(shí)，毛坯就要受熱軟化，而這種突變溫度只集中在毛坯表面一層，導(dǎo)致毛坯表面起泡和原有的分層、裂紋加大;返還料的熱量還不致于達(dá)到使毛坯全部軟化的程度，這就使毛坯在焙燒加熱過程中受熱軟化階段四周填充料擠壓力不均而產(chǎn)生變形，同時(shí)因局部受熱快，造成局部導(dǎo)熱快，造成毛坯局部受熱快產(chǎn)生局部裂紋或掉塊。
某廠敞開式環(huán)式焙燒爐裝出爐時(shí)，工人為了省力，將出爐的紅料直接用作上覆蓋料，造成填充料嚴(yán)重氧化和產(chǎn)品氧化，還出現(xiàn)了一次煙道著火，將電捕除塵器燒壞。
(3)填充料中有木塊、紙殼等物，毛坯在400t以上，這些雜物燃燒后，它們所占據(jù)的空間出現(xiàn)空洞或堆積密度較低地方，使得毛坯內(nèi)部氣體膨脹力大于此時(shí)外部擠壓力，造成此部位凸出變形和裂紋。
(4)填充料粒度過細(xì)。毛坯所用填充料相對(duì)毛坯規(guī)格過細(xì)，在350￣550T之間，毛坯內(nèi)的黏結(jié)劑受熱產(chǎn)生裂解氣體，由于毛坯周圍填充料粒度過細(xì)，導(dǎo)致透氣性差，毛坯內(nèi)裂解氣體不能及時(shí)逸出毛坯體外，造成毛坯內(nèi)氣體膨脹壓力不斷增大，當(dāng)這種膨脹力超出毛坯表面強(qiáng)度極限時(shí)就導(dǎo)致裂紋廢品。
(5)填充料粒度過粗。毛坯所用填充料粒度相對(duì)毛坯規(guī)格過粗，在250￣350丈之間，由于粒度大的填充料熱傳導(dǎo)系數(shù)大，使小規(guī)格毛坯內(nèi)部膨脹加劇，易產(chǎn)生變形或局部裂紋;另外在揮發(fā)階段由于透氣率相對(duì)過大，使毛坯中可焦結(jié)的裂解物逸出毛坯外量相對(duì)增加，最終使產(chǎn)品密度相對(duì)降低同時(shí)制品表面有細(xì)麻點(diǎn)。
1.8浸漬
(1)焙燒品清理不干凈。不少廠家焙燒品是靠人工清理，當(dāng)成型工序油量大時(shí)，粘附在電極上焦粒與溢出來的瀝青結(jié)合在一起，人工很難清理，有的厚達(dá)幾厘米，電極外面的這層殼必然影響浸漬效果。
(2)預(yù)熱溫度不均勻。局部溫差達(dá)300t以上電極浸完后各處體積密度差異很大，導(dǎo)致石墨化工序開裂.
(3)抽真空太差。抽真空用單級(jí)射流真空栗，真空度有限，浸漬效果也有限。
1.9石墨化
(1)裝爐量太大。為了追求產(chǎn)量和降電耗，盲目加大裝爐量。大直流爐出現(xiàn)偏流，石墨化產(chǎn)品出現(xiàn)一頭生的現(xiàn)象，用戶使用電極掉爐。內(nèi)串爐中由于電流密度小，石墨化度差。
(2)變壓器參數(shù)與爐子尺寸不匹配。近幾年新建的石墨化爐比較多，不少廠家沒有找專業(yè)的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，而是從生產(chǎn)變壓器的廠家和同行那里得到些技術(shù)參數(shù)，然后就參照別廠石墨化爐砌筑爐子，砌筑過程中再結(jié)合自己產(chǎn)品的一些情況做一些調(diào)整，結(jié)果建成后變壓器與爐體不匹配，石墨化后產(chǎn)生的廢品多，送電工藝曲線怎么調(diào)整也解決不了;由于變壓器要征收基本電費(fèi)，所以選擇變壓器時(shí)要慎重考慮，若變壓器容量過大，產(chǎn)量低時(shí)，變壓器利用率低，雖工藝電量低，綜合下來電費(fèi)不少。
(3)內(nèi)串石墨化預(yù)加緊壓力不合理?，F(xiàn)在很多廠電極的預(yù)加緊油缸是與銅母線和鋁排夾緊共用，為了銅母線與鋁排接觸可靠，油缸壓力通常調(diào)得大—些，但這樣對(duì)產(chǎn)品不利，容易造成電極端部裂紋，特別是多柱混裝時(shí)，容易造成小規(guī)產(chǎn)品或其中一柱較長產(chǎn)品開裂.
1.10成品加工
(1)車床的鋼性太差。
由于石墨電極向大規(guī)格發(fā)展，但用于加工電極的車床適合中小規(guī)格制品，不少廠家為了能加工大一些規(guī)格，只是簡單將床頭箱和托架加高，但忽略車床最重要的一點(diǎn)—車床的鋼性。在加工電極時(shí)，車床的床頭箱、托架等都在擺動(dòng)，先不說這對(duì)車床危害有多大，加工出來電極的同心度、精度就可想而知了。
(2)石墨電極本體與接頭不匹配
a)石墨電極本體與接頭內(nèi)在質(zhì)量不匹配。一些中小廠家由于自己不生產(chǎn)石墨電極接頭料，接頭料是靠外購，常常出現(xiàn)石墨電極本體與接頭之間匹配不合理現(xiàn)象。出現(xiàn)最多的是石墨電極本體的體積密度比接頭高，另外就是石墨電極本體的電阻率與接頭的電阻率相當(dāng)，或更低一些。必然導(dǎo)致在用戶使用時(shí)，從接頭處斷裂頻頻發(fā)生.
b)電極孔和接頭不匹配。由于國家標(biāo)準(zhǔn)存在上下偏差的問題，在加工石墨電極孔與接頭時(shí)，除了用量具量外，必須試預(yù)裝，否則會(huì)因?yàn)榻宇^外形大，孔小，連接在一起時(shí)偏緊，在使用時(shí)易從接頭最大徑處斷裂.
2建議
(1)對(duì)中小石墨電極生產(chǎn)企業(yè)而言，企業(yè)應(yīng)先建章立制，特別是先根據(jù)產(chǎn)品制定好工藝技術(shù)規(guī)程，而不是根據(jù)企業(yè)情況制定工藝規(guī)程。對(duì)那些做不到的應(yīng)逐步改進(jìn)。
(2)石墨電極生產(chǎn)應(yīng)該做好細(xì)節(jié)。生產(chǎn)管理最好實(shí)現(xiàn)看板操作，對(duì)每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)做到實(shí)處。
(3)企業(yè)之間多交流，查找自己的差距，不斷完善改進(jìn)。
評(píng)論區(qū)
