炭素是什么?炭素制品的用途与分类介绍

　　1、 什么是炭素

　　炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为碳素材料（或碳材料）。

　　2、 炭素制品主要特征

　　轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性好。

　　3、 炭素制品按产品用途

　　可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、碳素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。碳素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。碳素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、碳素纤维、特种石墨制品等。碳素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l%）。

　　碳素行业的上游企业主要有：1、无烟煤的煅烧企业；2、煤焦油加工生产企业；3、石油焦生产及煅烧企业。

　　4、 碳素制品分类

　　4.1 石墨电极类

　　主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括：

　　（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于 17A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

　　（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。

　　（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A/厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。

　　（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于 25A/厘米 2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。

　　4.2石墨阳极类

　　主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括：

　　（1）各种化工用阳极板。 （2）各种阳极棒。

　　4.3特种石墨类

　　主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。 它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。

　　4.4石墨热交换器

　　将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。包括：

　　（1）块孔式热交换器；

　　（2）径向式热交换器；

　　（3）降膜式热交换器；

　　（4）列管式热交换器。

　　4.5炭电极类

　　以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括：

　　（l）多灰电极（用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；

　　（2）再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电极）；

　　（3）炭电阻棒（即炭素格子砖）；

　　（4）炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；

　　（5）焙烧电极毛坯。

　　4.6炭块类

　　以无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂，经原料制备、配料、混粘、成型、焙烧、机加工而制成。其中高炉炭块作为耐高温抗腐蚀材料用于砌筑高炉内衬；底部炭块、侧部炭块、电炉块则用于铝电解槽和铁合金电炉等。包括：

　　（1）高炉炭块；

　　（2）铝槽炭块（底部炭块及侧部炭块）；

　　（3）电炉炭块。

　　4.7碳素纤维

　　它包括各种炭纤维、石墨纤维、预氧丝、炭布、炭带、炭绳、炭毡及其复合材料。其中炭纤维为含碳量高于93%的纤维。用聚丙烯睛纤维、粘胶丝和沥青纤维经碳化制成。热处理温度由低至高，可分别制成耐热纤维、碳化纤维和石墨纤维。