炭素工艺学思考题及答案.pdf

炭 素 思 考 题 及 答 案0-2炭 素 材 料 有 什 么 特 点 。 P3答 ： 炭 素 材 料 在 导 电 性 、 导 热 性 方 面 与 金 属 材 料 有 相 似 之 处 ； 在 耐 热 性 、 耐 腐 蚀 性 方 面与 陶 瓷 材 料 有 共 同 性 ； 而 在 质 量 轻 ， 具 有 还 原 性 和 分 子 结 构 多 样 性 方 面 又 与 有 机 高 分 子 材 料有 相 同 之 处 。 而 它 又 有 别 的 材 料 无 法 取 代 的 性 质 ： 比 弹 性 模 量 、 比 强 度 高 ， 减 震 率 大 ， 生 物相 容 性 好 和 具 有 自 润 滑 性 及 中 子 减 速 能 力 。0-3试 述 炭 素 材 料 在 国 民 经 济 中 的 地 位 。 答 ： 当 前 ， 炭 素 材 料 已 广 泛 应 用 于 冶 金 、 化 工 、 电 子 、 电 器 、 机 械 等 工 业 以 及 核 能 和 航空 航 天 工 业 ， 乃 至 作 为 人 体 生 理 补 缀 材 料 。 炭 素 材 料 已 经 成 为 近 代 工 业 中 不 可 缺 少 的 结 构 材料 和 功 能 材 料 。1-1.碳 的 同 素 异 形 体 在 结 构 上 有 什 么 差 别 ？ 造 成 性 质 上 各 有 什 么 特 点 ？ P5-7答 ： 碳 有 四 种 晶 体 ， 即 金 刚 石 ， 石 墨 ， 炔 炭 和 富 勒 烯 。金 刚 石 是 最 典 型 的 共 价 键 晶 体 ， 每 个 碳 原 子 通 过 SP3杂 化 轨 道 与 相 邻 的 4个 碳 原 子 形 成共 价 键 ； 石 墨 结 构 是 由 SP2杂 化 轨 道 形 成 的 ， 呈 六 角 平 面 网 状 结 构 ， 以 平 行 于 基 面 的 方 向 堆砌 ； 炔 炭 由 SP杂 化 轨 道 形 成 方 向 相 反 ， 交 角 为 180度 ， 2个 未 参 与 杂 化 的 2P电 子 形 成 键 ，生 成 线 性 聚 合 物 键 ； C60的 结 构 为 20个 正 六 角 环 和 12个 正 五 角 环 组 成 的 笼 状 结 构 ； 金 刚 石 具 有 很 高 的 硬 度 和 很 高 的 熔 点 ， 而 且 是 电 绝 缘 体 ， 而 石 墨 呈 偏 状 结 构 ， 具 有 很 好的 润 滑 性 和 导 电 性 ， 炔 炭 熔 点 比 石 墨 高 ， 性 质 较 为 稳 定 ， 而 富 勒 烯 对 称 度 高 ， 比 较 稳 定 ， 不易 导 电 。1-3.炭 素 材 料 的 强 度 有 什 么 特 点 ？ P10答 ： （ 1） 炭 素 材 料 的 强 度 具 有 各 向 异 性 ， 平 行 于 层 面 方 向 的 强 度 大 ， 而 垂 直 于 层 面 方 向的 强 度 低 。（ 2） 炭 素 材 料 的 比 强 度 在 常 温 下 属 于 中 等 ， 但 在 2500 以 内 ， 它 的 比 强 度 随 温 度 升 高而 增 大 。 1-4.什 么 叫 自 润 滑 性 ？ 为 什 么 石 墨 具 有 自 润 滑 性 ？ P13答 ： 自 润 滑 性 ： 由 于 晶 体 易 于 沿 晶 体 层 面 剥 离 ， 在 摩 擦 面 上 形 成 极 薄 的 晶 体 膜 ， 而 使 摩擦 系 数 显 著 降 低 的 性 质 。原 因 :主 要 是 因 为 石 墨 层 之 间 结 合 力 弱 ， 易 于 相 对 滑 动 的 缘 故 。 当 石 墨 在 金 属 表 面 形 成石 墨 薄 层 后 ， 就 成 为 石 墨 与 石 墨 之 间 的 摩 擦 。 在 水 和 空 气 存 在 情 况 下 ， 石 墨 工 作 面 上 吸 附 水和 气 体 分 子 ， 增 大 了 层 面 间 距 离 ， 减 弱 了 层 间 引 力 ， 另 外 ， 水 和 气 体 分 子 占 据 了 石 墨 边 缘 自由 键 的 位 置 ， 这 两 个 因 素 都 使 石 墨 两 摩 擦 面 不 易 附 着 。1-5.炭 素 材 料 的 电 阻 率 与 什 么 因 素 有 关 ？ 为 什 么 ？ P17 答 ： （ 1） 石 墨 化 程 度 ： 石 墨 化 程 度 高 ， 层 面 排 列 近 于 平 行 ， 晶 体 缺 陷 少 ， 有 利 于 自 由 电子 流 动 ， 所 以 电 阻 率 低 ；（ 2） 测 试 温 度 ： 一 方 面 石 墨 晶 体 受 热 时 ， 在 价 带 上 的 电 子 激 发 跃 到 导 带 上 ， 成 为 自 由电 子 的 数 量 多 ， 电 阻 率 减 小 ； 另 一 方 面 温 度 升 高 时 ， 晶 格 点 阵 的 热 振 动 加 剧 ， 振 幅 增 大 ， 自由 电 子 的 流 动 阻 力 加 大 ， 电 阻 率 加 大 ；（ 3） 原 料 ： 沥 青 焦 的 煅 烧 后 粉 末 电 阻 率 高 于 石 油 焦 ， 使 用 普 通 煅 烧 后 （ 煅 烧 温 度12001300 ） 无 烟 煤 生 产 的 炭 质 电 极 其 电 阻 率 高 于 使 用 电 煅 烧 无 烟 煤 （ 煅 烧 温 度15002000 ） 的 同 类 产 品 ；（ 4） 成 品 体 积 密 度 及 孔 隙 率 ： 在 一 定 范 围 内 ， 成 品 的 体 积 密 度 较 低 或 孔 隙 率 较 大 会 提高 电 阻 率 ； （ 5） 成 品 的 最 终 热 处 理 温 度 ： 以 石 墨 电 极 为 例 ， 焙 烧 半 成 品 的 电 阻 率 与 焙 烧 最 终 温 度成 反 比 例 ， 石 墨 化 后 成 品 的 电 阻 率 与 石 墨 化 最 终 温 度 成 反 比 例 ， 最 终 温 度 愈 高 得 到 的 焙 烧 半成 品 或 成 品 的 电 阻 率 愈 低 ；1-7.为 什 么 要 生 产 超 高 功 率 的 电 极 ？ 它 与 普 通 石 墨 电 极 有 何 不 同 ？ P28答 ： （ 1） 随 着 电 炉 炼 钢 的 迅 速 发 展 ， 出 现 了 大 功 率 、 高 电 压 和 短 电 弧 的 高 功 率 和 超 高 功率 电 炉 ， 这 类 电 路 可 使 冶 炼 时 间 缩 短 56%， 每 吨 钢 可 节 约 电 力 22%以 上 ， 产 量 可 相 应 增 加 1.3倍 ， 与 之 相 适 应 需 要 高 功 率 和 超 高 功 率 电 极 ；（ 2） 这 种 电 极 特 点 是 电 阻 率 低 ， 允 许 电 流 负 荷 比 普 通 电 极 高 25%40%； 允 许 的 电 流 密 度大 一 倍 以 上 ； 热 膨 胀 系 数 小 ； 抗 折 强 度 高 ； 氧 化 损 失 小 ； 具 有 良 好 “ 稳 弧 ” 性 能 。 2-1.石 油 焦 的 石 墨 化 性 优 于 沥 青 焦 与 同 级 石 油 针 状 焦 的 质 量 优 于 煤 沥 青 针 状 焦 这 两 件事 有 什 么 联 系 ？答 ： 针 状 焦 是 制 作 石 墨 电 极 的 原 料 ， 优 于 石 油 焦 的 石 墨 化 性 优 于 沥 青 焦 ， 所 以 其 针 状 焦的 质 量 也 更 好 。2-2.煤 沥 青 萃 取 所 得 的 各 组 分 在 炭 素 生 产 中 起 什 么 作 用 ？ 为 什 么 ？ P43答 ： 在 研 究 煤 沥 青 时 ， 常 以 不 同 溶 剂 对 煤 沥 青 进 行 抽 提 ， 分 为 不 同 组 分 。 由 于 所 采 用 的溶 剂 不 同 ， 所 得 到 的 组 分 也 是 不 同 的 。 经 典 的 方 法 是 用 苯 和 石 油 醚 作 为 溶 剂 ， 将 煤 沥 青 分 离为 、 、 三 种 组 分 。 近 年 来 常 用 的 方 法 则 是 以 甲 苯 、 喹 啉 做 溶 剂 得 到 甲 苯 不 溶 物 （ TI）和 喹 啉 不 溶 物 （ QI） 。 （ 1） 组 分 为 既 不 溶 于 苯 ， 又 不 溶 于 石 油 醚 的 组 分 。 组 分 的 分 子 量 在 800 以 上 。 一般 认 为 ， 组 分 没 有 粘 性 ， 石 墨 化 性 能 较 差 ， 但 组 分 又 是 煤 沥 青 焦 化 后 残 炭 的 主 体 。 因 此 ， 组 分 不 宜 过 多 或 过 少 ， 炭 素 生 产 中 一 般 要 求 煤 沥 青 中 组 分 的 含 量 为 17%28%；（ 2） 组 分 是 溶 于 苯 而 不 溶 于 石 油 醚 的 组 分 ， 也 称 沥 青 质 。 组 分 是 煤 沥 青 中 主 要 粘结 成 分 ， 有 较 好 的 石 墨 化 性 。 在 炭 素 生 产 中 ， 他 的 含 量 直 接 影 响 碳 素 制 品 精 密 度 、 强 度 和 电阻 率 。 一 般 用 于 炭 素 生 产 的 煤 沥 青 中 组 分 含 量 应 达 到 20%35%；（ 3） 组 分 为 溶 于 苯 和 石 油 醚 的 组 分 。 它 具 有 较 好 的 流 动 性 和 浸 润 性 ， 但 粘 结 性 不 如 组 分 ， 残 炭 率 低 于 和 组 分 。 组 分 主 要 起 到 改 善 沥 青 流 变 性 的 作 用 。 组 分 增 加 ， 可以 改 善 糊 料 塑 性 ， 易 于 成 型 ， 但 含 量 过 多 ， 会 降 低 沥 青 炭 化 后 的 析 焦 量 ；（ 4） 甲 苯 不 溶 物 与 组 分 性 质 相 近 ； （ 5） 喹 啉 不 溶 物 是 煤 沥 青 中 的 惰 性 成 分 。 原 生 QI会 阻 碍 中 间 相 的 成 长 和 发 展 ， 因 此 煤沥 青 中 QI以 较 少 为 宜 。3-1.焦 炭 的 煅 烧 与 最 终 生 成 的 炭 素 制 品 质 量 之 间 有 什 么 关 系 ？ P48-52答 ： 焦 炭 煅 烧 质 量 的 好 坏 会 直 接 影 响 到 最 终 生 成 的 炭 素 制 品 质 量 的 好 坏 。 煅 烧 是 炭 素 制品 生 产 的 原 料 预 处 理 工 序 ， 煅 烧 能 排 除 原 料 中 的 水 分 和 挥 发 分 ， 使 炭 素 原 料 的 体 积 充 分 收 缩 ，从 而 提 高 其 物 理 化 学 性 能 和 改 善 其 工 艺 性 能 。 如 果 原 料 的 挥 发 分 过 高 ， 则 生 制 品 在 焙 烧 过 程中 ， 将 会 发 生 过 大 的 收 缩 ， 以 至 变 形 ， 甚 至 导 致 生 制 品 的 断 裂 。 所 以 必 须 排 除 原 料 中 的 挥 发分 。 在 煅 烧 温 度 下 ， 原 料 本 身 体 积 逐 渐 收 缩 ， 从 而 提 高 了 原 料 的 真 密 度 和 机 械 强 度 ， 使 得 原料 愈 容 易 石 墨 化 。 3-2.煅 烧 过 程 中 ， 焦 炭 发 生 了 哪 些 变 化 ？ 如 何 判 断 煅 烧 的 质 量 ？答 ： （ 一 ） 煅 烧 前 后 焦 炭 结 构 的 变 化未 煅 烧 的 石 油 焦 微 晶 的 层 面 堆 积 厚 度 Lc和 层 面 直 径 La只 有 几 个 纳 米 ， 它 们 随 煅 烧 温 度的 升 高 不 断 变 化 。 在 700 以 前 ， Lc和 La有 所 缩 小 ， 700 以 上 则 不 断 增 大 。各 种 炭 素 原 料 在 煅 烧 过 程 中 ， 先 后 进 行 了 热 分 解 和 热 缩 聚 以 及 碳 结 构 的 重 排 。 随 着 缩 合反 应 的 进 行 ， 晶 粒 互 相 接 近 ， 导 致 原 料 因 收 缩 而 致 密 化 。 这 种 收 缩 (致 密 化 )直 到 挥 发 分 排 尽才 结 束 。煅 烧 过 程 中 ， 加 热 制 度 对 煅 烧 料 的 晶 体 尺 寸 也 有 影 响 。（ 二 ） 煅 烧 前 后 焦 炭 物 理 化 学 性 质 的 变 化 煅 烧 前 后 焦 炭 氢 含 量 的 变 化 。 在 1000 1300 温 度 范 围 内 ， 焦 炭 的 氢 含 量 几 乎 减 少 了 十 分 之 九 。 煅 烧 前 后 焦 炭 中 硫 含 量 的 变 化 。 高 温 可 促 进 焦 炭 结 构 重 排 ， 使 C-S的 化 学 键 断 裂 。 煅 烧 前 后 焦 炭 的 收 缩 和 气 孔 结 构 的 变 化 。 煅 烧 时 焦 炭 的 体 积 收 缩 是 挥 发 分 排 出 所 发 生的 毛 细 管 张 力 以 及 结 构 和 化 学 变 化 ， 使 焦 炭 物 质 致 密 化 而 引 起 的 。 煅 烧 前 后 焦 炭 导 电 性 的 变 化 。 焦 炭 导 电 性 的 变 化 与 其 结 构 变 化 相 关 ， 它 取 决 于 共 轭 兀键 的 形 成 程 度 。原 料 的 煅 烧 质 量 一 般 用 粉 末 电 阻 率 和 真 密 度 两 项 指 标 来 控 制 。 原 料 煅 烧 程 度 愈 高 ， 煅 烧后 料 的 粉 末 电 阻 率 愈 低 ， 真 密 度 愈 大 。3-3.煅 烧 设 备 有 哪 几 种 ？ 试 比 较 他 们 的 优 缺 点 及 对 不 同 原 料 的 适 用 性 ?P54-67 答 ： 1.罐 式 煅 烧 炉 优 缺 点 ： a.热 利 用 率 高 ； b.煅 烧 料 缓 慢 地 通 过 炉 膛 ， 挥 发 分 在 焦 炭 表面 热 解 ， 形 成 热 解 炭 膜 ， 提 高 了 焦 炭 强 度 。 而 且 因 煅 烧 料 移 动 缓 慢 ， 耐 火 砖 磨 损 较 小 。 c.煅烧 炉 封 闭 ， 空 气 进 入 少 ， 氧 化 损 失 少 ； d.煅 烧 料 在 罐 内 停 留 时 间 可 以 随 时 控 制 ， 保 证 煅 烧 质量 均 匀 。 e.基 建 投 资 大 ， 施 工 时 间 长 ； f.热 烟 气 不 易 自 动 调 节 平 衡 ， 造 成 火 道 温 差 越 来 越 大 。2. 回 转 炉 优 缺 点 ： a.结 构 简 单 ， 材 料 单 一 ， 造 价 低 ， 修 建 速 度 快 ； b.生 产 能力 大 ， 中 等 规 格 的 回 转 窑 生 产 能 力 为 2.53.5t/h； c.原 料 更 换 方 便 ， 对 原 料 适 应 性 强 ； d.便 于 实 现 机 械 化 和 自 动 化 ； e.燃 料 消 耗 少 ； f.使 用 寿 命 长 。3. 电 煅 烧 炉 优 缺 点 ： a.结 构 简 单 紧 凑 ， 操 作 连 续 方 便 ； b.操 作 自 动 化 程 度 高 ，特 别 适 用 于 无 烟 煤 的 煅 烧 ； c.挥 发 分 不 能 充 分 利 用 ； d.消 耗 电 能 ， 生 产 能 力 小 ； e.氧 化 烧 损较 大 ， 煅 烧 质 量 不 均 匀 。 4-1.什 么 叫 多 级 粉 碎 ？ 71为 什 么 采 用 多 级 粉 碎 ？ 画 出 多 级 粉 碎 流 程 。答 ： 在 整 个 流 程 中 ， 每 台 粉 碎 设 备 只 实 现 一 部 分 任 务 ， 形 成 粉 碎 和 磨 粉 各 阶 段 ， 这 种 粉碎 方 式 叫 做 多 级 粉 碎 。采 用 多 级 粉 碎 的 原 因 ： 在 碳 素 工 业 中 ， 所 用 的 原 料 破 碎 前 块 度 为 100200mm， 破 碎 后 的粒 度 在 40.075mm。 若 把 100mm的 物 料 破 碎 到 0.075mm， 破 碎 比 高 达 1333， 目 前 所 用 的 粉 碎机 械 不 可 能 一 次 完 成 ， 通 常 是 把 几 个 破 碎 机 和 磨 粉 机 依 次 串 联 ， 来 保 证 所 需 的 高 粉 碎 比 。 粉碎 流 程 图 ：颚 式 破 碎 机 锤 式 破 碎 机 笼 式 破 碎 机 球 磨 机 自 磨 机4-2粉 碎 时 的 基 本 原 则 是 什 么 ？ 为 什 么 ？ 如 何 能 实 现 ？ p75 答 ： “ 不 作 过 粉 碎 ” ； 加 料 速 度 与 排 料 速 度 相 同 ；加 料 速 度 与 排 料 速 度 不 相 同 ， 会 有 碎 成 料 滞 留 ， 碎 成 料 有 可 能 进 一 步 粉 碎 形 成 过 粉 碎 料 ，浪 费 粉 碎 功 ， 且 过 粉 碎 粒 子 会 将 尚 未 粉 碎 的 颗 粒 包 围 起 来 ， 由 于 细 小 颗 粒 构 成 的 弹 性 衬 垫 具有 缓 冲 作 用 ， 妨 碍 粉 碎 进 行 ， 降 低 粉 碎 效 率 。4-4.炭 素 生 产 中 的 配 料 包 括 哪 些 内 容 ？ 如 何 确 定 粒 度 组 成 ？ p8182答 ： 内 容 ： （ 1） 选 择 炭 素 原 料 种 类 ， 确 定 不 同 种 类 原 料 之 间 的 使 用 比 例 ；（ 2） 确 定 固 体 炭 素 原 料 的 粒 度 组 成 ， 即 不 同 大 小 颗 粒 的 使 用 比 例 ； （ 3） 确 定 粘 结 剂 的种 类 、 性 能 及 用 量 ；方 法 ： （ 1） 根 据 原 料 性 质 来 确 定 各 种 原 料 都 含 有 气 孔 ， 包 括 开 气 孔 和 闭 气 孔 。 有 些 原 料 结 构 比 较 致 密 ， 气 孔 少又 比 较 小 ， 而 有 些 原 料 气 孔 多 且 大 ， 最 大 气 孔 直 径 达 到 56mm， 因 此 使 用 石 油 焦 和 沥 青焦 时 ， 其 最 大 颗 粒 尺 寸 应 在 4mm以 下 ， 目 的 是 避 免 大 的 闭 气 孔 的 存 在 ， 而 使 用 无 烟 煤 时 ， 则可 以 使 用 612mm的 颗 粒 ， 在 生 产 电 极 糊 时 甚 至 可 以 使 用 20mm直 径 的 颗 粒 。（ 2） 根 据 产 品 的 直 径 或 截 面 大 小 来 确 定大 颗 粒 在 制 品 中 起 骨 架 作 用 ， 所 以 一 般 来 说 ， 产 品 直 径 或 截 面 愈 大 ， 其 配 料 中 大 颗 粒 的尺 寸 也 应 相 应 增 大 ， 以 提 高 产 品 的 抗 热 震 性 和 减 小 产 品 的 热 膨 胀 系 数 。 在 实 际 生 产 中 ， 不 可能 每 一 种 产 品 配 料 的 最 大 粒 度 都 选 一 个 尺 寸 ， 而 是 采 取 同 一 类 产 品 的 配 料 选 择 同 一 种 最 大 尺寸 的 颗 粒 。 （ 3） 根 据 制 品 的 用 途 来 确 定当 制 品 要 求 较 高 的 机 械 强 度 和 具 有 一 定 的 电 阻 时 ， 按 公 式 计 算 所 得 的 颗 粒 最 大 尺 寸 就 不尽 合 理 。 在 这 种 情 况 下 ， 使 用 大 颗 粒 的 尺 寸 要 比 计 算 的 小 ， 而 且 多 用 细 颗 粒 料 ， 混 捏 时 煤 沥青 的 用 量 也 要 多 一 些 ， 才 能 保 证 制 品 的 质 量 ， 以 满 足 用 户 的 要 求 。总 之 ， 在 不 影 响 产 品 的 质 量 前 提 下 ， 一 般 都 力 求 选 用 大 颗 粒 ， 因 为 大 颗 粒 不 仅 能 起 骨 架作 用 ， 还 可 以 减 少 破 碎 时 动 力 消 耗 ， 降 低 成 本 。4-5.粘 结 剂 的 作 用 是 什 么 ？ 应 具 备 什 么 条 件 ？ 如 何 确 定 其 用 量 ？ 85-87答 ： 粘 结 剂 作 用 ： 各 种 炭 素 制 品 的 物 理 化 学 性 能 ， 在 一 定 程 度 上 取 决 于 粘 结 剂 的 性 质 和 粘 结 剂 对 骨 料 颗 粒 的 浸 润 ， 渗 透 和 粘 结 力 。条 件 ： 每 使 用 不 同 原 料 ， 不 同 颗 粒 组 成 的 配 方 的 制 品 有 一 个 最 佳 的 粘 结 剂 比 例 ， 粘 结 剂过 多 或 过 少 都 会 影 响 产 品 的 物 理 化 学 性 能 ， 所 以 最 佳 时 的 粘 结 剂 用 量 在 20%22%之 间用 量 ： 1： 产 品 配 方 的 粒 度 组 成 较 粗 ， 即 粉 状 料 用 量 较 少 ， 大 颗 粒 用 量 较 多 ， 且 大 颗 粒尺 寸 较 大 时 ， 粘 结 剂 的 用 量 应 适 当 减 少 ， 反 之 粒 度 组 成 较 细 的 配 方 ， 粘 结 剂 用 量 必 须 适 度 增加 。 2： 粘 结 剂 用 量 与 固 体 原 料 的 颗 粒 表 面 性 质 有 关 ， 比 如 ， 无 烟 煤 表 面 光 滑 ， 气 孔 较 少 ，对 粘 结 剂 吸 附 能 力 较 差 ， 所 以 采 用 无 烟 煤 为 主 要 石 油 焦 原 料 的 炭 块 电 极 糊 等 产 品 的 粘 结 剂 用量 要 少 一 些 ， 沥 青 焦 等 为 多 孔 结 构 ， 比 表 面 积 大 ， 对 粘 结 剂 吸 附 能 力 大 ， 所 以 用 石 油 焦 或 沥青 焦 为 原 料 的 制 品 在 一 般 情 况 下 ， 粘 结 剂 用 量 要 多 一 些 。 3： 成 型 方 法 对 粘 结 剂 用 量 也 有 直接 用 量 也 有 直 接 影 响 。 挤 压 成 型 要 求 糊 料 塑 性 好 ， 所 以 粘 结 剂 用 量 应 多 一 些 ， 而 振 动 成 型 或 模 压 成 型 时 ， 糊 料 塑 性 可 以 差 一 些 ， 因 此 ， 粘 结 剂 用 量 可 以 相 对 少 一 些 。 4-6.混 捏 的 作 用 是 什 么 ？ 试 述 混 捏 的 原 理 。 从 混 捏 原 理 分 析 影 响 混 捏 质 量 的 因 素 。答 ： 混 捏 的 作 用 ： 1： 使 各 种 不 同 粒 径 的 骨 料 均 匀 混 合 ， 用 小 颗 粒 填 充 大 颗 粒 之 间 的 孔隙 ， 以 提 高 物 料 的 密 实 程 度 。 2： 使 骨 料 和 粘 结 剂 混 合 均 匀 ， 让 粘 结 剂 均 匀 地 覆 盖 在 骨 料 颗粒 的 表 面 ， 并 部 分 渗 透 到 颗 粒 的 孔 隙 中 去 。 由 于 粘 结 剂 的 粘 结 力 把 所 有 颗 粒 结 合 起 来 ， 赋 与糊 料 以 塑 性 ， 以 利 于 成 型 。原 理 ： 混 捏 有 2 种 情 况 ， 一 种 是 先 将 固 体 碳 素 材 料 加 热 到 100 以 上 ， 然 后 再 加 入 液 体沥 青 ， 另 一 种 是 将 固 体 沥 青 （ 多 数 采 用 软 化 点 高 的 沥 青 ） 破 碎 成 粒 状 与 固 体 碳 素 材 料 同 时 加入 混 捏 锅 。 随 着 温 度 提 高 ， 沥 青 粘 度 降 低 ， 沥 青 与 骨 料 湿 润 接 触 角 降 低 ， 毛 细 渗 透 压 增 加 ，沥 青 不 断 渗 透 到 颗 粒 孔 隙 中 ， 从 而 成 型 。影 响 因 素 ： （ 1） 混 捏 温 度 ： 沥 青 温 度 达 不 到 规 定 要 求 时 ， 沥 青 粘 度 大 ， 沥 青 对 骨 料 的 颗 粒 湿 润 性 差 ， 会 造 成 混 匀 不 均 甚 至 出 现 夹 料 使 糊 料 塑 性 差 且 增 加 搅 拌 机 的 负 荷 ， 严 重 时 会 烧坏 电 机 或 折 断 搅 刀 ， 容 易 使 生 制 品 结 构 疏 松 ， 体 积 密 度 低 ； 混 捏 温 度 高 会 使 沥 青 中 部 分 轻 组分 分 解 析 出 ， 而 一 些 重 组 分 由 于 氧 化 而 发 生 缩 聚 ， 使 沥 青 老 化 ， 对 骨 料 颗 粒 湿 润 性 变 差 ， 使糊 料 塑 性 变 坏 ， 甚 至 出 现 废 料 。（ 2） 混 捏 时 间 ： 混 捏 温 度 偏 低 ， 时 间 应 适 当 延 长 ， 反 之 混 捏 温 度 偏 高 ， 混 捏 时 间 可 缩短 ， 因 为 在 较 低 温 度 下 延 长 混 捏 时 间 可 使 沥 青 对 骨 料 的 湿 润 性 改 善 ， 有 利 于 大 小 颗 粒 分 布 均匀 ， 能 改 善 糊 料 的 塑 性 ， 当 温 度 高 时 ， 延 长 混 捏 时 间 只 会 导 致 糊 料 塑 性 变 坏 。 使 用 软 化 点 较低 的 沥 青 时 ， 在 同 样 的 混 捏 温 度 下 可 以 适 当 缩 短 混 捏 时 间 ， 因 为 沥 青 软 化 点 低 时 较 短 时 间 内湿 润 接 触 角 就 趋 于 稳 定 ， 再 延 长 混 捏 时 间 只 会 大 颗 粒 骨 料 遭 到 破 坏 ， 打 乱 原 来 粒 度 组 成 而 使堆 积 密 度 下 降 。 配 方 中 较 小 颗 粒 较 多 时 ， 要 适 当 延 长 混 捏 时 间 ， 因 为 小 颗 粒 的 比 表 面 积 大 ， 要 较 长 时 间 才 能 被 沥 青 湿 润 ；（ 3） 骨 料 表 面 性 质 ： 骨 料 颗 粒 表 面 粗 糙 ， 气 孔 多 ， 则 和 粘 结 剂 粘 结 力 强 ， 所 得 糊 料 塑性 好 ， 相 反 如 果 骨 料 表 面 光 滑 ， 气 孔 少 ， 则 与 粘 结 剂 不 易 粘 结 ， 所 得 糊 料 塑 性 差 一 些 ， 当 配料 中 加 石 墨 碎 和 石 墨 化 冶 金 焦 时 ， 要 适 当 提 高 粘 结 剂 用 量 才 能 保 证 混 捏 的 质 量 ；（ 4） 煤 沥 青 的 改 质 ： 采 用 载 热 体 加 热 代 替 传 统 的 蒸 汽 加 热 以 及 消 耗 更 多 的 热 量 ， 对 煤沥 青 进 行 稀 释 和 加 入 改 质 剂 ， 可 以 降 低 煤 沥 青 软 化 点 的 同 时 ， 提 高 析 焦 率 ；（ 5） 表 面 活 性 剂 的 使 用 ： 改 变 骨 料 的 表 面 活 性 ， 使 骨 料 对 沥 青 的 亲 和 力 增 加 ， 从 而 提高 粘 结 剂 的 析 焦 量 和 增 加 制 品 的 机 械 强 度 ；（ 6） 降 低 糊 料 粘 度 ， 从 而 减 少 粘 结 剂 用 量 使 沥 青 渗 入 骨 料 毛 细 管 中 的 深 度 增 加 。 5-1.炭 素 制 品 成 型 方 法 有 哪 几 种 ？ 它 们 与 制 品 的 各 向 异 性 程 度 有 什 么 关 系 ？ 它 们 适 用于 何 种 制 品 ？答 ： （ 1） 模 压 成 型 ， 挤 压 成 型 ， 振 动 成 型 ， 等 静 压 成 型 ；（ 2） 模 压 成 型 与 挤 压 成 型 各 向 异 性 大 ， 等 静 压 成 型 制 品 在 结 构 上 是 各 向 同 性 ， 振 动 成型 制 品 在 结 构 上 是 准 各 向 同 性 ；（ 3） 模 压 成 型 :适 用 于 压 制 长 宽 高 尺 寸 相 差 不 大 ， 要 求 密 度 均 匀 ， 结 构 致 密 的 制 品 ， 如电 机 用 电 刷 ， 电 真 空 器 用 石 墨 零 件 ， 密 封 材 料 等 ；挤 压 成 型 :适 合 于 生 产 长 条 形 的 棒 材 或 管 材 ， 如 炼 钢 用 电 极 ， 各 种 炭 棒 ， 电 解 用 炭 板 等 ；振 动 成 型 :大 尺 寸 产 品 如 铝 电 解 槽 用 的 大 规 格 阳 极 ， 高 炉 用 炭 块 等 ； 等 静 压 成 型 ； 用 于 生 产高 密 度 ， 结 构 均 匀 的 特 种 石 墨 。 5-2.影 响 模 压 成 型 制 品 质 量 的 因 素 有 哪 些 ？ p102答 ： 压 块 密 度 与 压 力 ， 糊 料 与 模 壁 间 的 压 力 损 失 ， 弹 性 后 效 ， 成 型 设 备 与 工 艺 操 作 。5-3.什 么 是 弹 性 后 效 ？ 如 何 防 止 ？ P104-105答 ： （ 1） 弹 性 后 效 :糊 料 在 成 型 过 程 中 ， 颗 粒 不 但 有 塑 性 变 形 ， 也 有 弹 性 变 形 。 当 压 块除 去 压 力 或 脱 模 后 ， 由 于 弹 性 应 力 的 弛 放 ， 压 块 将 发 生 弹 性 膨 胀 ， 体 积 增 大 这 种 现 象 称 为 弹性 后 效（ 2） 防 止 措 施 :a.混 捏 的 温 度 不 宜 过 高 ， 混 捏 时 间 不 宜 过 长 ， 掌 握 好 粘 接 剂 的 加 入 量 。 成 型 时 糊 料 的 温 度 不 要 太 低 ， 以 提 高 糊 料 塑 性b在 最 高 压 力 下 保 压 23min， 或 使 压 力 从 低 到 高 分 成 23段 加 压 ， 可 使 颗 粒 充 分 移 动 ，结 合 紧 密 ， 压 块 的 密 度 与 强 度 增 大 ， 从 而 减 小 弹 性 后 效 c加 压 速 度 减 慢d成 型 时 附 加 振 动 ， 可 以 消 除 颗 粒 间 架 桥 现 象 和 密 度 不 均 现 象 ， 从 而 减 小 弹 性 后 效e双 向 模 压 5-4.挤 压 废 品 的 产 生 原 因 是 什 么 ？答 ： 挤 压 废 品 产 生 的 原 因 ：（ 1） 、 糊 料 的 塑 性 不 好 ， 散 渣 ， 糊 料 间 粘 结 性 差 。 （ 2） 、 温 度 ： 下 料 温 度 过 低 ， 糊 料 发硬 ， 使 挤 压 压 力 增 高 ； 下 料 温 度 过 高 ， 糊 料 间 粘 结 力 减 弱 ， 易 产 生 裂 纹 。 （ 3） 、 料 室 温 度 ：若 料 室 温 度 低 于 下 料 温 度 ， 表 层 糊 料 就 把 热 量 传 给 料 室 ， 使 糊 料 本 身 温 度 降 低 ， 可 塑 性 变 差 ；若 料 室 温 度 太 高 ， 会 使 糊 料 表 层 温 度 升 高 ， 降 低 了 表 层 糊 料 的 粘 结 力 ， 使 裂 纹 废 品 率 增 多 。（ 4） 、 模 嘴 温 度 ： 模 嘴 温 度 过 高 ， 会 使 糊 料 表 面 变 软 ， 减 少 糊 料 间 粘 结 力 ， 容 易 产 生 横 裂 纹和 生 制 品 接 头 断 裂 ； 模 嘴 温 度 太 低 ， 会 增 大 糊 料 和 模 壁 间 摩 擦 力 ， 使 糊 料 内 外 层 压 制 速 度 相差 太 大 ， 产 生 分 层 ， 并 导 致 生 制 品 表 面 出 现 麻 面 。 （ 5） 、 糊 料 内 各 部 分 的 温 差 超 过 4 ， 糊 料不 经 过 预 压 。 （ 6） 、 模 嘴 出 口 端 内 壁 的 尺 寸 比 成 品 所 要 求 的 尺 寸 小 或 刚 好 相 等 。 模 嘴 的 长 度 不 够 长 。 模 嘴 变 形 部 分 的 圆 弧 半 径 过 大 将 会 失 去 挤 压 作 用 而 影 响 制 品 的 质 量 。5-5.振 动 成 型 的 优 缺 点 是 什 么 ？ p115答 ： 优 点 ： 设 备 结 构 简 单 ， 易 于 自 制 ， 造 价 低 ， 所 需 动 力 较 小 ， 操 作 简 单 ； 在 正 确 选 择工 艺 因 素 和 振 动 成 型 参 数 的 条 件 下 ， 所 成 型 的 砖 坯 密 度 较 高 且 比 较 均 匀 ， 气 空 率 较 低 ， 耐 压强 度 高 ， 外 形 规 整 ， 棱 角 完 好 ； 采 用 振 动 成 型 时 ， 对 砖 模 的 压 力 和 摩 擦 力 很 小 ， 故 对 模 板 的材 质 要 求 不 高 。缺 点 ： 用 于 操 作 的 振 动 成 型 设 备 的 零 部 件 都 应 具 有 较 高 的 强 度 和 刚 度 ， 要 采 用 抗 振 基 础 ；震 动 成 型 设 备 的 噪 声 较 大 ， 必 须 采 用 隔 声 设 备 。 5-6.等 静 压 成 型 有 何 特 点 和 规 律 ？答 ： 等 静 压 成 型 的 主 要 特 点 ： 1.能 够 压 制 具 有 凹 形 ， 空 心 等 复 杂 形 状 的 生 制 品 ； 2.能 够压 制 各 向 同 性 结 构 的 制 品 ； 3.可 以 制 造 高 密 度 的 制 品 ， 而 且 制 品 各 部 位 的 密 度 比 较 均 匀 ； 4.所 得 生 制 品 的 强 度 较 高 ； 5.生 制 品 的 外 形 尺 寸 和 表 面 光 洁 度 不 易 得 到 保 证 ， 要 留 有 充 分 的 加工 余 量 。等 静 压 成 型 的 规 律 ： 1.在 其 他 条 件 相 同 的 情 况 下 ， 等 静 压 成 形 所 得 生 制 品 的 体 积 密 度 与加 压 压 力 成 正 比 ； 2.等 静 压 成 形 升 压 过 程 中 ， 模 具 内 气 体 排 出 量 对 生 制 品 的 体 积 密 度 有 很 大关 系 。 3.为 了 获 得 结 构 致 密 的 生 制 品 ， 可 以 在 等 静 压 成 型 的 同 时 进 行 加 热 。 使 糊 料 在 塑 性 状态 下 受 压 ； 4.在 高 压 下 保 持 的 时 间 对 提 高 生 制 品 的 体 积 密 度 也 有 一 定 关 系 。 保 持 高 压 的 时 间长 一 些 ， 有 利 于 提 高 生 制 品 的 体 积 密 度 。 6-1.粘 结 剂 成 焦 和 沥 青 单 独 焦 化 有 何 异 同 ？答 ： 粘 结 剂 成 焦 和 沥 青 单 独 焦 化 的 异 同 ： 粘 结 剂 焦 化 的 实 质 是 炭 化 反 应 。 一 般 炭 素 制 品都 用 煤 沥 青 作 为 粘 结 剂 ， 煤 沥 青 的 成 焦 过 程 即 是 煤 沥 青 进 行 分 解 、 环 化 、 芳 构 化 和 缩 聚 等 反应 的 综 合 过 程 。 煤 沥 青 的 炭 化 是 液 体 炭 化 ， 在 350400 之 间 形 成 中 间 相 小 球 体 ， 这 种 小 球体 随 加 热 温 度 提 高 进 行 融 并 、 长 大 ， 最 终 生 成 可 石 墨 化 炭 。 但 粘 结 剂 的 炭 化 过 程 与 单 纯 沥 青的 炭 化 过 程 有 着 一 定 的 差 异 ， 这 一 方 面 是 因 为 粘 结 剂 沥 青 中 含 有 10 20 的 游 离 碳 ， 它 会妨 碍 中 间 相 小 球 体 的 融 并 和 长 大 ， 另 一 方 面 ， 更 为 突 出 的 是 因 为 粘 结 剂 沥 青 填 满 骨 料 的 间 隙 ，以 薄 膜 形 态 受 到 热 处 理 。 因 此 ， 粘 结 剂 焦 的 石 墨 化 性 较 骨 料 焦 差 。 6-2.如 何 制 定 焙 烧 曲 线 ？ p124该 曲 线 和 制 品 质 量 有 什 么 关 系 ？答 ： 焙 烧 温 度 曲 线 要 适 应 沥 青 的 挥 发 分 、 析 出 速 度 和 沥 青 焦 化 的 物 化 变 化 ， 应 该 遵 循 “ 两头 快 ， 中 间 慢 ” 的 原 则 ； 根 据 产 品 种 类 和 规 格 的 不 同 制 定 曲 线 ； 根 据 焙 烧 炉 的 不 同 制 定 相 应的 焙 烧 曲 线 ； 根 据 炉 体 结 构 制 定 相 应 的 焙 烧 曲 线 ； 生 制 品 体 积 密 度 大 时 ， 升 温 速 度 要 慢 些 ，生 制 品 骨 料 粒 度 小 的 ， 升 温 时 间 要 长 些 ， 粒 度 大 的 ， 升 温 时 间 可 短 些 。关 系 ： （ 1） 制 品 体 积 密 度 变 化 随 着 曲 线 上 粘 结 剂 软 化 点 的 升 高 而 增 大 。（ 2） 焙 烧 时 电 极 制 品 的 质 量 损 失 在 混 捏 时 间 不 变 时 随 温 度 的 增 加 而 减 少 ， 在 混 捏温 度 不 变 时 ， 随 混 捏 时 间 的 增 加 而 降 低 。 6-5.根 据 化 学 反 应 平 衡 移 动 的 原 理 ， 解 释 匣 钵 焙 烧 与 加 压 焙 烧 对 煤 沥 青 析 焦 率 影 响 的 原因 。 答 ： 匣 钵 焙 烧 时 ， 匣 钵 加 盖 ， 虽 未 密 封 ， 但 仍 阻 碍 了 挥 发 分 的 自 由 析 出 ， 使 匣 钵 内 形 成一 个 相 对 封 闭 的 微 正 压 区 域 ， 具 有 一 定 加 压 焙 烧 作 用 ， 因 此 ， 沥 青 析 焦 量 和 制 品 体 积 密 均 有所 增 大 。 采 用 加 压 焙 烧 时 ， 当 焙 烧 体 系 达 到 300400 时 ， 粘 结 剂 的 分 解 和 缩 聚 反 应 同 时 进行 ， 此 时 增 加 体 系 的 压 力 ， 反 应 将 向 缩 聚 方 向 移 动 ， 同 时 ， 提 高 焙 烧 压 力 还 可 以 减 少 分 解 产物 的 浓 度 梯 度 ， 延 长 第 一 次 反 应 产 物 在 焙 烧 体 系 中 的 停 留 时 间 ， 有 利 于 参 与 缩 聚 反 应 ， 提 高沥 青 析 焦 量 。 6-6.二 次 焙 烧 与 一 次 焙 烧 的 不 同 之 处 是 什 么 ？ 143二 次 焙 烧 的 技 术 要 求 是 什 么 ？ 144答 ： 二 次 焙 烧 与 一 次 焙 烧 的 主 要 不 同 之 处 在 于 二 次 焙 烧 的 制 品 是 经 过 了 一 次 焙 烧 而 再 浸渍 的 制 品 ， 它 已 经 固 定 了 几 何 形 状 ， 在 二 次 焙 烧 时 ， 不 会 发 生 整 体 变 形 ； 浸 渍 制 品 的 热 导 率比 原 来 的 生 制 品 大 ， 因 此 二 次 焙 烧 比 一 次 焙 烧 的 热 处 理 过 程 要 快 ； 二 次 焙 烧 时 不 用 填 充 料 。浸 渍 电 极 二 次 焙 烧 存 在 的 主 要 技 术 问 题 是 ， 当 焙 制 品 达 到 400500 时 ， 浸 渍 电 极 中 将会 有 部 分 沥 青 受 热 而 熔 化 并 流 出 ， 另 有 一 部 分 则 挥 发 成 可 燃 气 体 溢 出 。 因 此 ， 二 次 焙 烧 时 ，应 使 入 窑 制 品 得 到 充 分 预 热 ； 应 有 效 地 控 制 溢 出 物 ， 控 制 窑 内 温 度 ， 尽 可 能 采 用 能 使 电 极 中溢 出 可 燃 物 有 控 制 地 在 窑 内 直 接 燃 烧 的 焙 烧 装 置 。6-7.焙 烧 工 序 产 生 废 品 的 原 因 是 什 么 ？ 答 ： 焙 烧 工 序 产 生 的 废 品 的 原 因 主 要 有 以 下 几 方 面 :1、 焙 烧 体 系 中 气 氛 的 影 响 。 焙 烧 过 程 中 ， 由 于 生 制 品 中 粘 接 剂 的 热 分 解 和 热 缩 聚 反 应 ，在 生 制 品 内 部 及 周 围 形 成 一 定 的 焙 烧 气 氛 。 但 实 际 焙 烧 过 程 并 不 在 封 闭 体 系 中 进 行 ， 且 焙 烧体 系 中 存 在 着 氧 ， 因 而 会 产 生 硬 壳 性 废 品 。2、 压 力 的 影 响 。 在 加 热 工 程 中 ， 若 制 品 内 外 收 缩 不 均 匀 ， 则 会 造 成 硬 壳 性 裂 纹 。3、 加 热 制 度 的 影 响 。 升 温 速 度 过 快 ， 引 起 生 制 品 内 外 收 缩 不 均 匀 ， 产 生 内 应 力 ， 造 成制 品 开 裂 ； 升 温 过 慢 延 长 了 粘 接 剂 氧 化 时 间 ， 将 使 带 硬 壳 裂 纹 的 废 品 增 加 ； 冷 却 速 度 太 快 ，使 制 品 内 外 温 度 梯 度 过 大 ， 造 成 制 品 开 裂 。4、 填 充 料 的 影 响 。 焙 烧 过 程 中 为 保 证 制 品 质 量 ， 不 使 新 鲜 补 充 的 填 充 料 与 生 制 品 接 触 ，填 充 料 的 材 料 和 粒 度 组 成 应 保 持 稳 定 。 补 充1.表 征 炭 石 墨 材 料 晶 体 结 构 参 数 有 哪 些 ？ 各 表 示 什 么 物 理 意 义 。答 ： d002层 间 距 ： 石 墨 六 角 网 状 层 结 构 层 间 距 离 ； La： 石 墨 晶 体 沿 平 面 a方 向 的 平 均 大小 ； Lc： 石 墨 平 面 沿 与 其 垂 直 的 c轴 方 向 进 行 堆 积 的 厚 度 ； P： 石 墨 化 程 度 。2.简 述 炭 石 墨 材 料 的 结 构 多 样 性 ？答 ： 炭 材 料 结 构 具 有 多 样 性 ， 具 体 表 现 在 几 个 方 面 ： （ 1） C-C键 的 键 和 方 式 ： 碳 原 子 有三 种 杂 化 方 式 ； （ 2） 六 角 面 网 大 小 及 其 积 层 形 式 ： 随 热 处 理 温 度 的 升 高 ， 微 晶 生 长 ， 构 成 微晶 的 六 角 面 网 的 积 层 形 式 逐 渐 向 具 有 规 则 取 向 的 石 墨 结 构 变 化 ； （ 3） 微 晶 取 向 ： 不 同 的 取 向 形 式 与 取 向 程 度 与 碳 材 料 的 物 性 有 很 大 关 系 ； （ 4） 集 合 组 织 ： 不 同 的 组 织 集 合 ， 进 一 步 影 响材 料 的 多 样 性 。3.简 述 炭 石 墨 材 料 的 主 要 性 能 特 点 。答 ： （ 1） .高 导 电 性 ： 导 电 性 与 铁 相 当 。 （ 2） .高 导 热 性 ： 导 热 性 接 近 铜 。 （ 3） .耐 高 温性 ： 最 耐 高 温 的 材 料 之 一 ， 常 温 下 没 有 熔 点 ， 4000 开 始 升 华 。 （ 4） 自 润 滑 性 ： 在 一 定 湿 度下 润 滑 性 能 好 ， 但 在 真 空 干 燥 环 境 中 润 滑 性 能 下 降 。 （ 5） 耐 腐 蚀 性 ： 耐 酸 、 碱 和 有 机 溶 剂 的腐 蚀 ， 但 不 耐 强 氧 化 性 酸 的 腐 蚀 。 （ 6） 易 氧 化 性 ： 在 450 的 热 空 气 中 开 始 氧 化 。 （ 7） 抗 热震 性 ： 热 膨 胀 系 数 小 ， 温 度 急 剧 变 化 不 易 产 生 裂 纹 和 破 坏 。 4.简 述 炭 石 墨 材 料 物 理 化 学 性 能 及 其 利 用 该 性 能 的 主 要 应 用 领 域 。答 ： 一 真 密 度 ： 指 不 包 括 孔 隙 在 内 材 料 单 位 体 积 的 物 质 质 量 ， 常 用 的 测 定 方 法 是 溶 剂置 换 法 ， 其 他 方 法 有 气 体 置 换 法 射 线 衍 射 测 定 法 炭 素 材 料 的 真 密 度 反 应 其 石 墨 化 程 度 。二 密 度 ： 即 体 积 密 度 。 三 孔 隙 率 ： 分 闭 合 孔 ， 开 口 孔 ， 贯 通 孔 三 种 类 型 。 四 机 械 强 度 ：抗 压 强 度 ， 抗 拉 强 度 ， 抗 折 强 度 。 五 弹 性 模 量 ： 材 料 在 弹 性 变 形 范 围 内 ， 应 力 和 应 变 的 比值 称 为 弹 性 模 量 。 六 电 阻 率 ： 影 响 因 素 ： .原 料 ， .成 品 最 终 热 处 理 温 度 ， 成 品 的 密度 ， 电 阻 率 与 测 试 温 度 ， .石 墨 制 品 电 阻 率 的 各 向 异 性 。 七 热 导 率 ： 即 材 料 试 样 在 单位 温 度 梯 度 下 ， 单 位 面 积 在 单 位 时 间 内 传 递 的 热 量 。 八 热 膨 胀 系 数 ： 即 材 料 受 热 后 膨 胀 程度 的 度 量 。 九 抗 热 震 性 ： 即 热 稳 定 性 。 十 灰 分 。 十 一 抗 氧 化 性 。 5.简 述 石 墨 电 极 的 损 耗 类 型 及 影 响 电 极 消 耗 的 因 素 。答 ： 石 墨 电 极 主 要 用 于 电 弧 炼 钢 炉 ， 其 损 耗 的 主 要 类 型 有 ： 正 常 消 耗 ： 弧 光 消 耗 （ 蒸 发消 耗 ） ： 由 于 电 极 和 炉 料 之 间 产 生 产 生 电 弧 ， 温 度 高 达 3000 以 上 ， 因 此 电 极 端 部 出 现 持 续的 电 极 消 耗 ； 化 学 消 耗 ： 电 极 与 钢 渣 中 的 铁 钙 锰 等 氧 化 物 作 用 或 与 钢 水 中 的 铁 反 应 而 被 消 耗 ；氧 化 消 耗 ： 电 极 与 炼 钢 过 程 中 的 氧 气 、 水 汽 反 应 而 产 生 的 消 耗 ； 非 正 常 消 耗 ： 机 械 、 人 为 的折 断 ， 接 头 脱 扣 、 扣 内 严 重 氧 化 以 及 接 头 膨 胀 将 电 极 胀 裂 等 。 影 响 电 极 消 耗 的 因 素 ：1)电 阻 率 ： 电 流 相 同 时 ,电 阻 率 越 大 ， 电 极 温 度 越 高 ， 氧 化 速 度 也 越 快 ， 电 极 消 耗 速 度增 加 。2)电 极 的 石 墨 化 程 度 ： 电 极 的 石 墨 化 程 度 越 高 ， 抗 氧 化 性 越 好 ， 电 极 消 耗 就 较 小 。3)体 积 密 度 ： 石 墨 电 极 的 机 械 强 度 、 弹 性 模 量 、 热 导 率 随 体 积 密 度 的 提 高 而 增 大 ， 电 阻 率 、 气 孔 率 随 之 增 加 而 减 小 ， 随 着 电 极 体 积 密 度 的 提 高 ， 电 极 消 耗 减 少 。4)机 械 强 度 ： 一 般 来 说 ， 随 抗 压 强 度 的 增 加 ， 抗 热 应 力 的 能 力 强 ， 所 以 电 极 消 耗 下 降 ，但 是 抗 压 强 度 太 高 时 ， 热 膨 胀 系 数 会 增 高 。5)接 头 质 量 ： 接 头 是 电 极 的 薄 弱 环 节 ， 它 比 电 极 本 体 更 容 易 损 坏 ， 常 会 出 现 电 极 丝 底 断裂 ， 接 头 中 间 断 裂 和 接 头 松 动 脱 落 。6.简 述 制 备 高 密 度 高 纯 度 各 向 同 性 石 墨 材 料 的 主 要 技 术 途 径 。答 ： 制 备 高 纯 度 石 墨 :制 备 工 艺 与 普 通 石 墨 大 体 相 同 ， 但 必 须 选 用 灰 分 低 于 0.15%的 原 料 ，多 数 采 用 模 压 和 等 静 压 成 型 ， 石 墨 化 程 度 高 ， 并 在 石 墨 化 过 程 中 通 入 卤 素 气 体 ， 以 降 低 杂 质含 量 。 高 密 度 各 向 同 性 石 墨 制 造 工 艺 基 本 上 可 分 为 一 元 系 和 二 元 系 ：一 元 系 ： 原 料 用 单 一 的 骨 料 ， 如 硬 质 球 状 沥 青 焦 ， 沥 青 中 间 相 球 体 ， 特 殊 处 理 的 石 油 焦二 元 系 ： 用 细 粒 骨 料 +粘 结 剂 ， 如 菲 焦 +沥 青 粘 结 剂 为 了 达 到 高 密 度 各 向 同 性 在 工 艺 上 采 取 如下 措 施 ：（ 1） 采 用 热 处 理 时 收 缩 率 大 的 骨 材 ， 各 向 同 性 骨 材 ， 添 加 炭 黑 ， 采 用 炭 化 收 率 高 的 粘结 剂 ， 也 可 用 加 压 炭 化 或 在 粘 结 剂 中 加 入 硫 或 者 硝 基 化 合 物 ， 以 促 进 缩 合 ；（ 2） 在 一 元 系 法 时 ， 尽 可 能 使 用 细 颗 粒 ， 如 150 m一 下 ， 使 粒 度 配