《点、直线与圆的位置关系综合复习.docVIP

2 炭素生产用原材料 生产炭和石墨材料的原料都是炭素原料。由于来源和生产工艺的不同，其化学结构、形态特征及理化性能均存在很大差异。按照物态来分类，它们可以分为固体原料（即骨料）和液体原料（即粘结剂和浸渍剂）。其中，固体原料按其无机杂质含量的多少又可以分为多灰原料和少灰原料。少灰原料的灰分一般小于1％，例如石油焦、沥青焦等。多灰原料的灰分一般为10％左右，如冶金焦、无烟煤等。此外，生产中的返回料如石墨碎等也可作为固体原料。由于各种原料的作用和使用范围不同，对它们也有不同的质量要求。在炭素生产中还使用石英砂等作为辅助材料。 2.1 固体原料（骨料） 骨料的种类、制造方法及主要特征和用途归纳于表2-1。 表2-1 骨料的种类、制法及主要特征和用途 骨料种类 制造方法 主要特征及用途 石油焦 石油重质油轻延迟焦化而制得。 灰分较低,石墨化性能好,热膨胀系数小,用于制造人造石墨制品等。 沥青焦 煤沥青用延迟焦化法或炉室法制得。 沥青焦比石油焦易于获得密度高而各向异性小的制品。石墨化性能较差。用于制造石墨电极、石墨阳极、炭电阻棒、阳极糊等。 针状焦 石油重质油或煤沥青脱除杂质及原生QI后，经延迟焦化而制得。 各向异性明显，石墨化性能最好、热膨胀系数小。用于制造超高功率石墨电极或高功率石墨电极。 冶金焦 煤在炼焦炉中经高温干馏而制得。 机械强度较高，但灰分也较高。用于生产炭电极、炭块、电极糊等，又是焙烧炉的填充料和石墨化炉的电阻料。 石墨化冶金焦 冶金焦经石墨化制得。 导热和导电性优于冶金焦。在生产炭块、电极糊时少量加入，以提高导热、导电性。 硬沥青焦 天然硬沥青经焦化而制得。 球状，硬度、强度高，各向同性。用于制造密度各向同性石墨。 无烟煤 天然矿物，经开采。 组织致密、气孔少，耐磨、耐蚀性好。用于制造炭块，电极糊，填缝及粘结炭糊等。 天然石墨 天然矿物，经开采。 抗氧化性、耐热性、耐碱性好，导电、导热性良好，有自润滑性。用于制造电炭产品、机械用炭制品，不透性石墨、膨胀石墨等。 炭墨 低分子碳氢化合物由气相炭化而制得 作为骨料添加剂，以增加密度和硬度，减小各向异性，调整电阻率。用于电刷、核石墨等。 2.1.1 石油焦 2.1.1.1 石油焦的来源 石油焦是各种石油渣油、石油沥青或重质油经焦化而得到的固体产物。由于焦化的方式不同，石油焦可分为延迟焦和釜式焦。目前，石油行业生产的是延迟焦，釜式焦已被淘汰。 延迟焦化是将原料油经深度热裂化转化为气体烃类，轻、中质馏分油及焦炭的加工过程。其原料一般是深度脱盐后的原油经减压蒸馏所得的渣油。有时还在减压渣油中配有一定比例的热裂化渣油或页岩油。石油焦的质量主要取决于渣油的性质，同时也受焦化条件的影响，我国几种主要减压渣油及其所产石油焦的性质列于表2-2。 表2-2 几种主要减压渣油及其石油焦的性质 名称 产 地 大庆 胜利 辽河 减 压 渣 油 收率，% 密度，g/cm3(20℃) 运动粘度，mm2/s(100℃) 元素分析，% C H S N 残炭率，% 软化点(环球法)，℃ 42.9 0.922 104.5 86.43 12.27 0.17 0.29 7.2 35.0 47.1 0.970 861.7 85.50 11.60 1.26 0.85 13.9 40.5 39.3 0.972 549.9 87.54 11.55 0.31 0.60 14.0 42.1 石 油 焦 挥发分，% 硫含量，% 灰分，% 真密度，g/cm3(1300℃煅后) 热膨胀系数，10-6/℃(1000℃烧成，室温~600℃) 8.9 0.38 0.35 2.105 2.98 8.8 1.66 0.10 — — 9.0 0.38 0.52 2.112 5.62 延迟焦化的主体设备由两座直径5.4m的焦炭塔和一座直径3.2m的分馏塔组成。原料渣油首先与分馏塔馏出的馏分气进行间接换热，然后经加热炉加热到500±10℃，此温度已达到渣油的热解温度，但由于油料在炉管中具有较高的流速（冷油流速达1.4-2.2m/s），来不及反应就离开了加热炉，使焦化反应延迟到焦炭塔中进行，故这种焦化工艺称为延迟焦化。随着油料的进入，焦炭塔中焦层不断增高，直到达到规定的高度为止。生产中，一个焦炭塔进行反应充焦，另一个已充焦的焦炭塔经吹蒸汽与水冷后，用10-12Mpa的高压水通过水龙带从一个可以升降的焦炭切割器喷出，把焦炭塔内的焦炭切碎，使之与水一起由塔底流入焦炭池中。焦炭池中的焦炭经脱水后即得生石油焦。每个焦炭塔一次出焦约250t，循环周期约为48h。分馏塔是分馏焦化馏分油的设备，为了避免塔内结焦，要求控制塔底温度不超过400℃。同时，还须采用塔底油循环过滤的方法滤去焦粉，提高油料的