含碳石墨制品应用以及生产工艺123.docx

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含碳石墨制品应用以及生产工艺123

含碳石墨制品应用以及生产工艺

毕业实习报告

目录

1.实习目的3

2.实习地点3

3.实习时间4

4.实习内容4

4.1安全教育4

4.2实习单位简介4

4.3石墨5

4.3.1石墨的简介5

4.3.2石墨的分类5

4.3.3石墨的主要用途6

4.4部分石墨制品的工艺流程6

4.4.1石墨电极的生产工艺流程6

4.4.2石墨坩埚的生产工艺流程10

5.实习总结11

6.致谢11

1.实习目的

生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程，培养学生实际动手能力和分析问题解决问题能力、理论与实践相结合的基本训练。

通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，同时也是学生接触社会、认识企业的好方式，是提高学生业务素质和思想素质的重要环节。

赴林亮新型碳石墨制品厂学习是学生理论联系实际的一次机会；是对教学的重要补充。

此次毕业实习的主要目的是：

（1）了解我国当前的含碳石墨制品行业的发展趋势及工艺过程。

（2）通过对生产车间，管理单位及部门的接触，使我们对含碳石墨制品的整个生产工艺流程、常用设备、生产原材料的选用等有关情况，有一个清楚的认识，初步掌握含碳石墨制品的具体生产过程，掌握各种生产设备的工作原理和作用,为毕业打下良好的基础。

（3）实习期间学生到生产第一线，深入生产实际参加施工技术组织、施工管理及技术经济等方面的实际工作，培养学生理论联系实际的能力，锻炼我们的分析问题和解决问题的能力，并进一步巩固和深化所学的理论知识。

为后续的毕业设计以及今后的工作打下良好的基础。

（4）通过毕业实习，培养和强化我们的工程意识，获得工程实践知识，生产技术及相关的企业管理知识。

通过毕业实习，密切接触工人师傅和工程技术人员，学习他们的优秀品质和献身社会主义建设事业的精神，使我们进一步培养自己的专业素质，明确自己的社会责任和历史使命。

同时学习他们的生产经验，技术革新和科研成果，认真倾听他们生产过程中的教训以避免我们在以后工作过程中少走弯路。

（5）通过对实习过程中的师傅们所介绍知识的记录，撰写实习报告，锻炼与培养我们的观察分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。

2.实习地点

西安市灞桥区林亮新型碳石墨制品厂

3.实习时间

2014年3月17日至2014年3月20日

4.实习内容

4.1安全教育

实习期间要注意的首要问题就是安全问题，只有保护好自身的安全，才能保障我们更好的学习，作为一名大四的学生，我们即将踏入社会，毕业实习对我们来讲是一个加强技能训练，提升操作技能的有效锻炼，但是我们应把安全放到第一位。

在实习期间，我们必须严格遵守以下安全规则：

（1）实习工作期间，应遵循实习单位有关安全的规定，牢固树立自我防范意识。

（2）进厂前应排好队伍，集体有序的参观生产现场；

（3）实习衣服应穿戴整齐，女生必须将头发盘起，不许穿高跟鞋，并且戴上厂里给我们准备的安全帽，有时到了灰尘大的厂房，还要带上口罩，特别注意不允许穿凉鞋进厂；

（4）在现场参观时，牢记安全常识，施工现场吊装作业时，不要在下面行走或停留，要绕道行走；不乱摸带电物体或不乱操作不明情况的设备，不在实习场所追逐、打闹、不在实习场所用火，不在实习场所吃零食、喝饮料，尽可能避免事故的发生。

（5）实习工作中要端正工作和劳动态度，认真听取带队老师的讲解，虚心向工程技术人员和工人学习，独立思考，主动求教，勤学好问，吃苦耐劳，对实习中遇到的一些重大问题，要做到请示、汇报、分析，不得擅自处理。

4.2实习单位简介

林亮新型碳石墨制品厂坐落于于浐河东岸，南邻中外闻名的半坡遗址，北接风景如画的霸柳名胜，地形优越，交通便利。

该厂创建于2003年，是由以45之久的经营研发石墨制品，是西北地区最早的西安石墨制品厂科研，技术人员组成。

改制后的林亮企业对产品开发更有新思路，新品种。

现在经营生产的品种有：

人造石墨，高纯石墨，浸渍石墨，浸渍碳，热压石墨，抗氧化石墨，柔性石墨，石墨粉,增碳剂等石墨制品.该厂主要从事石墨发热体、石墨电极、石墨坩埚、隔热碳毡、含碳耐火材料等碳素制品的研制、生产、加工的高技术企业。

4.3石墨

4.3.1石墨的简介

碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。

石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。

每一网层间的距离为3.40人，同一网层中碳原子的间距为1．42A。

属六方晶系，具完整的层状解理。

解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。

石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体.　石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。

硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。

比重为1．9～2．3。

比表面积范围集中在1-20m2/g，在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。

自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。

这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。

此外，还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。

因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。

石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：

耐高温，较好的导电、导热和润滑性，且抗热震性和可塑性较高，在常温下有良好的化学稳定性。

4.3.2石墨的分类

石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。

结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。

工业上，根据结晶形态不同，将天然石墨分为三类：

致密结晶状石墨、鳞片石墨、隐晶质石墨。

石墨在工业上运用极广，几乎每个行业都会用到。

工业上多用的是人造石墨，也就是特种石墨。

按其成型的方式可分为以下几种。

　　1、等静压石墨。

也就是很多人叫的三高石墨，但是并不是三高就是等静压。

　　2、模压石墨

　　3、挤压石墨，多为电极材料。

　　其中按石墨的颗粒度分，也可分为：

细节构石墨、中粗石墨（一般的颗粒度在0.8mm左右）、还有就是电极石墨（2-4mm）。

4.3.3石墨的主要用途

石墨在工业上用途很广，用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯；广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。

鳞片石墨经过深加工，又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。

也作为耐腐蚀、导热好的石墨化工设备使用。

随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途，柔性石墨制品是近代开发的一种新的石墨制品。

　　高纯石墨广泛应用于铸造、冶金、模具等各行业，高精度数控加工设备使生产水平连铸用高纯、高强、高密石墨结晶器；电子行业用石墨模具；冶金行业用石墨模具以及其他各种形状、各种用途的石墨加工成品件得以实现，能加工精度和粗糙度的石墨的需求。

产品包括高纯石墨坩埚、石墨拉管模具、石墨拉片模具和各种石墨异形模具等产品由高纯石墨制造，性能优越。

4.4部分石墨制品的工艺流程

4.4.1石墨电极的生产工艺流程

石墨电极,主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、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。

石墨电极生产工艺流程如图1：

图1石墨电极生产工艺流程图

（1）原料选用及煅烧

在炭素生产中，通常采用的原料可分为固体炭质原料和粘结剂及浸渍剂两类。

固体炭质原料包括石油焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎等；粘结剂和浸渍剂包括煤沥青、煤焦油、蒽油和合成树脂等。

此外生产中还使用一些辅助物料，如石英砂、冶金焦粒和焦粉。

生产一些特种炭和石墨制品（如炭纤维、活性炭、热解炭和热解石墨、玻璃炭）则采用其他一些特殊原料。

碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1200-1500°C）热处理的过程称为煅烧。

煅烧是炭素生产的第一道热处理工序，煅烧使各种炭质原料的结构和物理化学性质发生一系列变化。

无烟煤和石油焦都含有一定数量的挥发份，需要进行煅烧。

沥青焦和冶金焦的成焦温度比较高（1000°C以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅烧，只需烘干水分即可。

但如果沥青焦和石油焦在煅烧前混合使用，则应与石油焦一起送入煅烧炉煅烧。

天然石墨和炭黑则不需要进行煅烧。

（2）配料与成型

煅后焦经过破碎后，可以得到不同大小的碳质颗粒材料，为了获得高质量的石墨制品，我们要把不同粒度的碳质材料和不同种类的原料适当的混合。

用合适的称量设备，按配方要求准确的称取不同粒度的重量，在碳和石墨制品生产中，正确的制定配方和准确的配料操作，对以后的压型、焙烧石墨化工序都有很大的影响。

成型有挤压成型，震动成型和模压法。

现在工厂多采用的是2500t或3500t的挤压机挤压成型。

挤压成型过程是在料室（或称糊缸）和圆弧式型嘴内进行的。

装入料室内的热糊料在后部主柱塞的推动下。

迫使糊料内的气体不断排除，糊料不断密实，同时糊料向前运动。

当糊料在料室的圆筒部分运动时，糊料可看作稳定流动，各颗粒料层基本上是平行移动的。

当糊料进入到具有圆弧变形的挤压嘴子部位时，紧贴嘴壁的糊料前进中受到较大的摩擦阻力，料层开始弯曲，糊料内部产生不相同的推进速度，内层糊料推进超前，导致制品沿径向密度不均匀，因此在挤压块内产生内外层流速不同而引起的内应力。

最后糊料进入直线变形部分而被挤出。

（3）焙烧

焙烧是压型后的生制品在加热炉内的保护介质中，在隔绝空气的条件下，按一定的升温速度进行加热的热处理过程。

焙烧的目的在于：

a.排除挥发分：

使用煤沥青作粘结剂的制品，经焙烧后一般排出约10%的挥发分。

因此，焙烧成品率一般在90%以下。

b.粘结剂焦化：

生制品按一定的工艺条件进行焙烧，使粘结剂焦化，在骨料颗粒间形成焦炭网络，把所有不同粒度的骨料牢固地连结在一起，使制品具有一定的理化性能。

在相同条件下，焦化率越高，其质量越好。

一般中温沥青

的结焦残炭率为50%左右。

c.固定几何形式：

生制品在焙烧过程中，发生软化，粘结剂迁移现象。

随着温度的升高，形成焦化网，使制品僵化。

因此，温度再升高，其形状也不改变。

d.降低电阻率:

在焙烧过程中，由于挥发分的排除，沥青焦化形成焦炭网格，沥青发生分解和聚合反应，生成大的六角炭环平面网等原因，电阻率大幅度下降。

生制品电阻率大约10000×10-6Ω·m,经过焙烧后降至40～50×10-6Ω·m，称为良导体。

e.体积进一步收缩：

焙烧后制品直径收缩1%左右，长度收缩2%左右，体积收缩为2～3%。

（4）浸渍

经压成型后的生制品孔度很低。

但是生制品在焙烧后，由于煤沥青在焙烧过程中一部分分解成气体逸出，另一部分焦化为沥青焦。

生成沥青焦的体积远远小于煤沥青原来占有的体积，虽然在焙烧过程中稍有收缩，但仍在产品内部形成许多不规则的并且孔径大小不等的微小气孔。

如石墨化制品的总孔度一般达25～32%，炭素制品的总孔度一般为16～25%。

由于大量气孔的存在必然会对产品的理化性能产生一定的影响。

一般说来，石墨化制品的孔度增加，其体积密度下降，电阻率上升，机械强度减少，在一定的温度下的氧化速度加快，耐腐蚀也变坏，气体和液体更容易渗透。

浸渍是一种减少产品孔度，提高密度，增加抗压强度，降低成品电阻率，改变产品的理化性能的工艺过程。

（5）电极石墨化

石墨化是把焙烧制品臵于石墨化炉内保护介质中加热到高温，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠，且具有石墨结构的高温热处理过程。

其目的是：

a.提高产品的热、电传导性； 

b.提高产品的耐热冲击性和化学稳定性； 

c.提高产品的润滑性、抗磨性； 

d.排除杂质，提高产品强度；

（6）石墨化成品的机械加工

石墨电极在压型后是标准圆柱形的，但是经过焙烧和石墨化后的产品又有一定程度的变形和弯曲、碰损和掉角，表面还粘附有一些填充料或保温料而显得粗糙不平，不经过一定的机械加工，还不能使用。

比如电炉冶炼的电极需要在电极两端车可供连续使用时连结用的螺纹孔，并需另外特别加工连结两根电极用的代螺纹的接头，根据不同需要不同用途可加工相应的产品。

（7）检验合格进行包装。

4.4.2石墨坩埚的生产工艺流程

石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。

对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。

在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。

并有着较好的技术经济效果。

石墨坩埚生产工艺流程如下：

石墨、耐火粘土、热料、废坩埚→混合（加水）→成型→干燥→涂釉→烧成→成品。

（1）原料选用

石墨坩埚是以结晶形天然石墨为主体原料，可塑性耐火粘土作粘结剂，再与不同类型熟料配合而制成的。

（2）成型

石墨坩埚成型方法有三种：

手塑、旋塑和压塑。

a.手塑成型主要用于制造特殊用途的异型坩埚和难以机械成型的坩埚。

如氧化锌蒸罐和长咀异型坩埚。

有时过于小的坩埚，虽可用机械成型，但困模具装卸频繁、操作麻烦，生产效率不高，仍用手塑成型。

b.旋塑成型是以旋罐机带动塑模转动，内用刀具挤塑泥料完成塑型，是多年来较为普遍采用的机械成型方法。

其优点是生产效率较高，石墨坩埚中呈层叠状排列。

缺点是坯体水份较高，成品率较低，工艺操作较复杂。

旋塑成型工艺流程：

配料（熟料、粘土、石墨）→混合→压匀→疏料压砣→切砣打罐→旋塑成型→预干洗罐→烘干→涂釉→烧结→检验。

c.压缩成型是以油压、水压或气压设备为动力，用钢模具压缩成型。

其优点是工艺简单、生产周期短和效率高；成型过程机械化程度较高，劳动强度小和产品质量高。

压缩成型生产工艺流程：

配料（熟料、粘土、石墨）→混合→陈化（压匀→液压成型→修罐烘干→刷釉→烧成→检验→包装→入库。

（3）涂釉

经过烘干后的坩埚，检验合格后再行刷釉。

涂釉前先清除坩埚表面灰尘和浮物，然后用毛刷沾取釉浆自上而下刷一遍，再横刷一遍，最后抹平刷光保持釉子复盖均匀,釉层厚度在1.5～2mm。

坩埚口在干后再刷。

（4）烧成

中小型坩埚厂，一般采用倒焰窑烧成。

其优点是机动灵活，不受生产规模限制。

适用于间歇生产。

主要缺点是耗能高、热效率低。

装窑方法：

经涂釉后的坩埚，待釉层硬固后即可入窑。

装窑前先用标准砖做架子，在架子上平铺一层耐火板,在板上垫6～8mm厚硅砂。

装窑时采用横排分列立式装窑法装窑，每列宽1200mm，列与列之间距离1O0～200mm。

每排长度与高度视窑的容积而定。

坩埚之间一般采取口对口、底对底，大号在下、小号在上，大套中、中套小码装。

凡两坩埚接触处，都要垫硅砂防粘连。

5.实习总结

这次实习，除了让我对石墨制品行业有了一定了解，并且能进行基本的生产操作外，对生产设备有了由感性到理性的认知，有种实实在在的深刻印象，对工厂或企业的各个车间间的联系，资源配置，生产流水线，企业文化在企业发展中的作用有更为全面的理解。

作为一名一直生活在单纯的大学校园的我，这次的实习无疑成为了我踏入社会前的一个平台，为我今后踏入社会奠定了基础。

首先，我觉得在学校和单位的很大一个不同就是进入社会以后必须要有很强的责任心。

在工作岗位上，我们必须要有强烈的责任感，要对自己的岗位负责。

其次，我觉得工作后每个人都必须要坚守自己的职业道德和努力提高自己的职业素养，正所谓做一行就要懂一行的行规。

6.致谢

本次的生产实习是在丁东海老师的带领和指导下完成的。

在此，谨向丁老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

同时也感谢林亮新型碳石墨制品厂给我们提供这次实习的机会。