石墨电极真密度的测定及其他介绍

石墨电极真密度的测定及其他介绍

石墨电极以石油焦、沥青焦为颗粒料，煤沥青为黏结剂，经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料，通过石墨电极向电炉输入电能，利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源，使炉料熔化进行炼钢，其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右，中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能，在其他工业部门中也有广泛的用途，以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。

直流电弧炉用石墨电极 直流电弧炉是20世纪80年代初发展成熟的新型电炉炼钢设备，初期的直流电弧炉是在原来的交流电弧炉基础上改造而成，有的使用3根石墨电极，有的使用2根石墨电极，但80年代中期以后新设计的直流电弧炉多数只用1根石墨电极，与相同功率使用3根石墨电极的交流电弧炉相比，在高温下受到氧化的电极总表面积大大减少，同样以超高功率运行的直流电弧炉，每吨钢的石墨电极的消耗可以降低50％左右，直流电弧炉电流通过电极时不产生趋肤效应及邻近效应，在电极横截面上电流分布均匀，而且直流电弧的稳定性好，运行中机械振动较小，电炉的噪声也较低。直流电弧炉配用石墨电极的直径也是根据电炉容量和电极允许电流密度计算出来的，对相同输入功率的超高功率电炉而言，使用1根石墨电极的直流炉，电极直径要大一些，如容量为150t的交流电弧炉使用直径600mm的电极，而相同容量的直流电弧炉要使用直径700～750mm的电极，直流电弧炉对石墨电极的质量要求比交流电弧炉使用的还要高一些。

石墨电极真密度的测定

测定石墨电极试样的真密度为不含孔隙的试样单位体积的质量。测定石墨电极真密度的方法有X射线衍射法和密度瓶法。前者一般用于科学研究，后者广泛用于生产检测，也适用于炭素原料真密度的测定。

测定方法 将干燥石墨电极试样粉碎至0.15mm以下，称取3g，放入25mL密度瓶中，加入15mL蒸馏水，在砂浴(或电热板)上煮沸5min排除试样孔隙中的气体，取下密度瓶冷至室温，加入事先煮沸并冷至室温的蒸馏水到密度瓶的刻线，把密度瓶放人20℃±1℃的水浴中20min，密度瓶液面应低于水浴液面，zui后调整至刻线，取出密度瓶，用干毛巾将瓶外水分擦干，用天平迅速称量。真密度按下式计算：

dt=m•dw/(m+m1–m2)

式中dt为真密度，g/cm3；m为试样质量，g；m1为密度瓶加水的质量，g；m2为密度瓶加水加试样的质量，g；dw为水在20℃的密度，g/cm3。

除水之外，作为浸润介质的还有乙醇、丁醇苯、煤油等，这些介质的浸润性优于水，测定精度稍高，但易挥发和燃烧。此外，还可采用真空法排除试样孔中的气体，在保持一定真空度的条件下，测定真密度(真空排气法见炭块显气孔率的测定)。