人造石墨的主要原料是粉状的优质煅烧石油焦,在其中加沥青作为粘结剂,再加入少量其他辅料。各种原材料配合好以后,将其压制成形,然后在2500~3000℃、非氧化性气氛中处理,使之石墨化。经高温处理后,灰分、硫、气体含量都大幅度减少。
由于人造石墨制品的价格昂贵,铸造厂常用的人造石墨增碳剂大都是制造石墨电极时的切屑、废旧电极和石墨块等循环利用的材料,以降低生产成本。
熔炼球墨铸铁时,为使铸铁的冶金质量上乘,增碳剂宜首选人造石墨,为此,最好向附近用电弧炉炼钢的企业或电解铝生产企业购买废电极,自行破碎到要求的粒度。
天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。
微晶石墨灰分含量高,一般不用作铸铁的增碳剂。
鳞片石墨有很多品种:高碳鳞片石墨需用化学方法萃取,或加热到高温使其中的氧化物分解、挥发,这种鳞片石墨产量不多、价格高,一般也不作增碳剂;低碳鳞片石墨中的灰分含量高,不宜用作增碳剂;用作增碳剂的主要是中碳石墨,但用量也不多。
人造石墨和天然石墨都是常用的增碳剂。
增碳剂可以用作铸铁增碳剂的材料很多,常用的有人造石墨、煅烧石油焦、天然石墨、焦炭、无烟煤以及用这类材料配成的混合料。
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。
石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。
1.人造石墨
上述各种增碳剂中,品质最好的是人造石墨。
制造人造石墨的主要原料是粉状的优质煅烧石油焦,在其中加沥青作为粘结剂,再加入少量其他辅料。各种原材料配合好以后,将其压制成形,然后在2500~3000℃、非氧化性气氛中处理,使之石墨化。经高温处理后,灰分、硫、气体含量都大幅度减少。
由于人造石墨制品的价格昂贵,铸造厂常用的人造石墨增碳剂大都是制造石墨电极时的切屑、废旧电极和石墨块等循环利用的材料,以降低生产成本。
2.天然石墨
天然石墨可分为鳞片石墨和微晶石墨两类。
微晶石墨灰分含量高,一般不用作铸铁的增碳剂。
鳞片石墨有很多品种:高碳鳞片石墨需用化学方法萃取,或加热到高温使其中的氧化物分解、挥发,这种鳞片石墨产量不多、价格高,一般也不作增碳剂;低碳鳞片石墨中的灰分含量高,不宜用作增碳剂;用作增碳剂的主要是中碳石墨,但用量也不多。
天然石墨的大致成分见表2。
表2
天然石墨的大致成分(%)
品种
固定碳
硫
灰分
挥发分
水分
鳞片石墨
85~95
0.1~0.7
5~15
1~2
——
微晶石墨
60~85
0.1~0.2
20~40
1~2
0.5
天然石墨的价值及其纯度与粒度关系最大。纯度常用含碳量或灰分表示,一般含碳量越高,灰分越少,则价格越高。粒度常用英制(目)或公制(mm)来表示产品的平均粒径。对于正目数来说,粒径越大价格越高;对于负目数来说,粒径越小越值钱。所以石墨产品最后都要用标准筛筛分后才能包装,商品中一般要求正目数的筛上物高于80%,负目数的筛下物高于75%。在一些特殊用途中,对石墨结晶构造、灰分中微量元素含量、杂质粒径等有严格要求,如含硫、氯和铁量。硫和氯在使用中对接触金属有强腐蚀性,铁影响石墨制品的高温抗氧化性。
人造石墨循环比天然石墨好,天然石墨容量高,由于循环差的原因对电解液的选择比较重要,天然石墨比较软,但是压实过高其颗粒可能就形变了,并且吸液能力会急剧下降。
人工石墨是以无烟煤、焦炭或石油焦为原料,粉碎后加煤焦油及沥青混捏,经挤压或压模成型后,于电炉中隔绝空气焙烧后所得的产物。天然石墨,顾名思义就是自然界天然形成的石墨,一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。
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