石墨化保溫料

石墨化保溫料（insulation material for graphitization）是指石墨化爐中起到保溫和電絕緣作用的材料。保溫料對石墨化爐的爐溫上升及爐芯兩側及頂部產品的最終溫度都有一定影響，爐芯兩側及頂部這幾處熱量損失比較大，在正常情況下爐芯兩側及頂部的溫度低於爐芯中間的溫度，如果保溫效果不好則爐溫差異更大。

基本介紹

• 中文名：石墨化保溫料
• 外文名：insulation material for graphitization
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 範圍：炭素
• 作用：起到保溫和電絕緣作用的材料

簡介

串接石墨化工藝技術因具有節電、電極石墨化均質性好、生產周期短等特點而被普遍採用。而串接石墨化生產過程中保溫料的採購、使用控制對產品質量和成本降低具有直接的影響。若保溫料採購不當，將造成質量問題或消耗保溫料偏多，致使生產成本上升；保溫料循環使用過程中，若控制管理不當，將造成電極廢品增加或電極表面出現氧化，甚至出現電單耗不變的情況下電極電阻率偏大等質量問題。因此，串接石墨化生產過程中，在工藝條件成熟穩定的前提下，保溫料是影響生產成本變化的最主要因素。

新保溫料購進的控制

新保溫料應選用二級冶金焦粉，冶金焦粉除含有生產過程產生的水分、灰分和少量的揮發分外，不能含有外源性的其他雜質。主要控制指標為固定碳≥85%，灰分<12%。固定碳和灰分兩項指標，需嚴格控制，灰分越少越好。灰分過高，在使用過程中易對產品質量產生不良影響，同時增加生產成本；保溫料水分含量直接影響成本，採購過程中要加強對水分含量的控制，以利於成本的降低。保溫料的採購粒度指標應控制在5-12mm之間，保溫料的粒度偏小，在使用過程中消耗將偏高，使成本上升；保溫料的粒度偏大，其透氣性好，保溫效果差，易出質量問題。保溫料粒度控制在5-12mm之間，能夠較好的兼顧消耗與質量控制的問題。

循環使用中保溫料的控制

隨著保溫料循環使用次數的增加，保溫料中細粉和灰分的含量會不斷增加，保溫料的石墨化程度也逐步增加。保溫料循環使用達到一定程度，就必須對保溫料進行過篩處理，使保溫料中細粉和灰分含量不超出控制要求，降低保溫料的石墨化程度，否則，將會出現質量問題，主要表現為電極表面氧化或電阻率超標等，造成較大的損失。

保溫料循環使用應定期取樣進行分析，原則上每月進行2次，具體操作要結合實際情況進行。如果生產的連續性出現變化，取樣的頻次也要做出相應的調整；如果全部更換過合格的新保溫料，2月內不需要取樣分析；如果補充過部分新保溫料，可以減少分析頻次；另外，在使用質量指標沒有達到規定要求的新保溫料時，要視情況進行取樣分析，並根據分析結果，做出處理與否的決定。

循環使用的保溫料經取樣分析，如果≤0.15mm比例達到15%及以上，必須對保溫料進行過篩處理。保溫料中粒度≤0.15mm的比例原則上應控制在10%以下，超過15%很容易頻繁出現質量問題。保溫料中粒度≤0.15mm的比例控制得越少，對保證質量是有好處的，但過高的控制要求會使生產成本增加。

在使用保溫料的過程中，為了減少料的粉化速度，降低生產成本，建議冷卻過程最好不用噴水的方法，採用自然通風冷卻，這樣能夠減緩保溫料的粉化，增加循環使用的次數，有利於降低生產成本。

爐底保溫料的控制

爐底保溫料使用達到一定的爐次後，由於高溫燒損，自身灰分和外源性灰分不斷增多，爐底保溫料就會出現硬結層，保溫料石墨化程度也會加劇，這會帶來兩方面的問題，一是爐底料保溫效果變差，二是爐底保溫料導電性趨好，即爐底保溫料漏電增加，這將導致石墨化毛坯在電單耗不變的情況下，電阻率增大，達不到工藝控制的要求，出現質量問題。同時由於爐底部保溫料溫度過高，容易損壞爐底部。當用戶普遍對產品質量指標要求較高時，電阻率增大，有可能造成產品降檔銷售，形成較大的損失。

生產過程中，應注意檢查爐底硬結的情況，出現輕度硬結時，裝爐前可人為地進行切割、破碎，破壞爐底面硬結層的整體性結構；出現中度硬結時，可採取將硬結層去除，補充部分爐底保溫料的辦法解決；出現大面積硬結且硬結深度達200-300mm以上時，就需要全部更換爐底保溫料，用新保溫料重鋪爐底。一般情況下，每個石墨化爐爐底保溫料使用25爐次左右就需全部更換。使用爐次接近上述爐次時，要加強檢查，視情況適時更換。對於添加氧化鐵粉成型的電極，石墨化過程中氧化鐵粉溢出，易被保溫料吸附，造成保溫料粘結，會加速保溫料硬結層的產生，因此，石墨化爐加工這樣的焙燒品電極時，需視情況提前更換爐底保溫料，以免造成損失。

補充新保溫料的控制

保溫料循環使用到一定的時間後，就需要進行過篩處理，抽掉部分細粉，保溫料總量將隨之減少，需要補充部分新料。補充新料時應將新料直接覆蓋到電極表面，然後再覆蓋舊保溫料至工藝要求的厚度。新保溫料與舊保溫料相比電阻率高很多，這樣有利於減少保溫料的漏電，在工藝電耗不變的條件下，電極的電阻率會略有降低，有利於產品質量的提高。

爐底舊保溫料的重複利用控制

爐底保溫料出現大面積硬結後，需要全部更換成新保溫料。如果更換出的舊保溫料全部廢棄，將導致生產成本上升，造成浪費，顯然是不合理的；如果進行破碎，全部進行利用，因硬結塊中含有較高的灰分和其他雜質，對產品質量會有不良的影響，也是不可取的。合理的辦法是將硬結塊除掉，對沒有硬結塊部分進行過篩處理，抽掉細粉後的保溫料與正常使用的保溫料進行均勻地混合後可繼續使用。

總結

串接石墨化生產所用保溫料的採購和使用過程的控制對產品質量和成本的高低是有直接影響的，上述控制要求只是保溫料控制的主要方面。在實際生產過程中，保溫料的控制要求還受其他因素的影響和制約，如保溫料粒度組成的分布梯度不合理，對保溫料的粉化速度是有影響的；爐牆間距過小或裝爐量過大，在送電過程中高溫層保溫料占保溫料總量比例將增大，保溫料粉化速度將加劇；生坯電極和浸漬電極在焙燒裝爐前塗刷泥漿層的，焙燒出爐後，電極表面清理不乾淨的，將使石墨化爐中保溫料的外源性灰分增加等，上述這些方面都對保溫料的使用控制具有影響。因此各炭素生產廠家應根據各自的生產實際提出符合自身的具體控制要求，方能達到最終的目的，實現預想的控制結果。