电极糊的原料以及各原料的特性介绍

 电极糊的原料

电极糊的原料主要组成部分是碳。碳具有以下性质，因而使它能成为制造电极糊的基本原料。
1 承受在工业技术上必要的高温
2 其氧化物为气体
3 导电性能良好
4 与许多化学物质不易反应。
制造电极糊使用的原料有以下两类。
1 固体碳素原料，无烟煤、石油焦和人造石墨等
2 粘结剂沥青、与煤焦油。
在这里应该指出用作粘结剂的原料，经焙烧后要能够转变为坚固的焦炭钢起焦结作用，形成自烧电极整体。

一、固体炭素原料
1.无烟煤

无烟煤乃是电极糊的主要部分，当电极烧成后，它就成为电极的骨架，和钢筋混凝土中的鹅卵石所起的作用很相似。
采用无烟煤不仅是因为其价格便宜，更主要的是使用它能改进电极糊的使用质量。无烟煤是致密的、带有金属光泽的黑色油脂矿物。无烟煤与其它矿藏煤的不同点是，含碳量高，机械强度大，挥发物少，无烟煤仅有少量的灰分，均匀分布于碳内其灰份基本上以薄层及斑点状存在的矿物质。
制造电极糊用的无烟煤其灰分含量一般不大于10%。因此，进厂以后经过拣选，一般灰份稳定在8%以下。当煤成片状及长形块，在加热煅烧时，因热爆易碎裂成片。
在煅烧的时候无烟煤的收缩与挥发量的大小成线性关系，因此，制造电极糊所用之无烟煤，其所含之挥发物要少，小于7%为宜。
2.焦炭
焦炭是制造电极糊尤其是生产石墨化电极的最重要的原料之一。最有价值的焦炭为低灰份的焦炭，有时称为无灰份焦炭，其灰份含量不超过1%。这些焦炭包括有石油焦和沥青焦。第一种是石油渣油经过焦化而得到的焦炭，第二种是化学炼焦工业炉用煤沥青加工制成的焦炭。 石油焦，石油渣油经高温处理得到的固体含碳产物叫做石油焦。
由于原料及制造方法的不同这些产物之成分也不同。目前看来，有两种性质不同的石油焦，一种是釜式石油焦，另一种是延迟焦化石油焦。前者含挥发分3-7%，后者含挥发分达10-18%。
沥青焦，将煤沥青放在与煤焦化炉相同的焦炉内焦化所得残渣，其挥发份含量只有0.8-1%。一般同石油焦混合煅烧，用于生产。
3. 人造石墨
根据研究和实践在电极糊中加入灰份含量不超过1%的人造石墨，可以增加制品的导电系数，导热系数和热稳定性。
人造石墨有易于附着在坚硬表面上的特性，这种特性好像液体润湿于固体表面一样形成薄膜，同时对沥青的吸附力也比较大。这对使用来说，有着它的现实意义。

二、粘结剂

作为粘结剂的原料当电极糊在自焙烧结时，所剩下之焦化残渣能使电极的强度增加和质地均匀。最好的粘结剂为煤沥青和煤焦油。
1.煤焦油
煤焦油是比煤沥青分馏温度低的一组馏分是一种粘滞液体，颜色由深棕色到黑色，相对密度1.05-1.25。焦油的质量主要取决于焦化的温度条件和炉子结构。在同一结构炉子内温度条件相同，焦化不同成分的配合煤时，也能得到成分和物理性质相同的焦油。本节所讲煤焦油经过热处理后用于密闭炉电极糊调整软化点用。
2. 煤沥青
沥青是一种黑色有光泽的固体物质相对密度为1.245-1.299。当蒸馏温度为360℃以上时将焦油内其他馏份提取后所剩下的残渣，即为沥青。
根据软化点的大小，沥青可分为软沥青，油质的40-50℃的中沥青，65-75℃的硬沥青，高于80℃。本节所讨论的是中沥青。中沥青进厂标准为

软化点 水银法 ℃ 65-75℃
游离碳 C 18-25%
水分 W ≯ 5%
灰分 ≯ 0.5%
挥发分 55-70%

沥青的水分包括机械悬浮状和被吸收两部分，经过130℃以上数昼夜的热处理排除水分，减少膨胀而后方可用于生产。
沥青的成分中含有游离碳它是从焦油中带到沥青里来的而另一部分则是由高分子化合物在蒸馏焦油时分解而成。
沥青和焦油最珍贵的部分为结焦部分，即粘结焦炭。由焦化残渣中除掉游离炭，即可得出粘结焦炭。