含碳石墨制品应用以及生产工艺.docx

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含碳石墨制品应用以及生产工艺

含碳石墨制品应用以及生产工艺

毕业实习报告

1.实习时间

2014年3月17日至2014年3月20日

2.实习地点

西安市灞桥区林亮新型碳石墨制品厂

3.实习目的

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。

通过毕业实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时毕业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。

这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。

实习期间主要要掌握石墨制品的生产工艺方法、含碳石墨制品的基本性能。

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，并加深对所学专业在工业中所处的门类、地位和作用的认识，巩固专业思想，培养事业心、责任心和务实精神。

（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，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。

（6）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。

4.实习内容

4.1安全教育

安全问题是实习中要注意的首要问题，因此在我们每一次参观单位或生产现场时，带队老师都会不厌其烦的对我们进行安全教育，说：

“安全第一，实习第二。

”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试炼，但是我们应把安全放到第一位，认真听取讲解员关于安全教育规则的制度。

我们必须严格遵守以下安全规则：

（1）进厂前应排好队伍，集体有序的参观生产现场；

（2）实习衣服应穿戴整齐，女生必须将头发盘起，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；

（3）进厂后不准打闹，禁止吸烟；

（4）在现场参观时，牢记安全常识，注意电车、起吊等设备，小心地下坑道，排队参观，不能掉队；

（5）请勿随意触摸任何设备、样品、按钮等，参观时要上看天车下看路；

（6）认真听取带队老师的讲解，不准和正在工作的师傅说话；

（7）实习结束时，切勿随意走动，排队有序的离开实习单位。

4.2实习单位简介

本厂位于浐河东岸，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，我厂创建于2003年，是由以45之久的经营研发石墨制品，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，现以经营生产的品种有：

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|增碳剂等石墨制品等。

5.石墨碳材料的应用、生产情况

5.1特种石墨碳材料的分类及应用

特种石墨的涵盖范围很广,电炭制品行业、天然石墨制品行业和冶金用炭制品行业对此有不同的理解和分类方法,就冶金用炭制品行业的习惯分类解释,特种石墨主要指高强度、高密度、高纯度石墨制品（简称三高石墨）。

三高石墨从材料组织结构上可以分为粗颗粒、细颗粒和特细颗粒结构三种。

按照不同的应用可以分为以下几类。

5.1.1电极用石墨

电极用石墨主要包括电火花加工石墨，电火花加工是机械制造工业中的一种新型加工工艺，可以对许多硬度较大的金属进行加工，并可加工形状复杂、精度要求较高的零部件，作为阳极的工具电极可以使用铜质材料，也可使用石墨材料用作电火花加工的工具电极的石墨材料必须具备下列条件：

结构致密、组织均匀，不应当有粗颗粒料和大的气孔；有较高的机械强度，又有良好的加工性能，能加工出复杂的形状或锐角、薄片状；石墨质工具电极，在电火花加工过程中有一定损耗，这种损耗应尽可能低；放电特性稳定，加工速度较快。

因此电火花加工用石墨一般都采用细颗粒结构石墨或特细颗粒结构石墨，在物理性能上最好是各向同性。

所以目前中国电火花加工石墨材料市场上用得较多的是细颗粒结构的各向同性石墨。

2005年国内需要电火花加工石墨估计为4000t，其中使用高档石墨约占25%，使用中低档石墨约占75%。

今后可能以10%的年增涨幅度上升。

使用进口高档石墨（主要是等静压成型的各向同性石墨）约占全部用量的10%。

国外电火花加工用各向同性石墨的品种较多，可分别用于粗加工、半精加工、精加工、精细加工、超精细加工和精密加工（线切割等模具的加工）。

5.1.2模具石墨

机械工业中的铸造行业大量使用石墨材料作为加压铸造、离心铸造、超硬合金的热挤压等加工的模具，大到火车车轮，小到精密零件都可以使用石墨模具。

石墨模具可多次重复使用，脱模后的铸件具有较高的光洁度，有的无需进一步加工即可使用。

用作铸造模具的石墨材料应该是质地致密、热膨胀系数较低、抗氧化性能较好的石墨，用于铸造尺寸较大的铸件的石墨可以用较粗的粒度组成，而用于铸造小型精密零件的石墨必须使用颗粒结构的石墨中国用于制造模具的石墨数量较大。

5.1.3高温结构用石墨碳制品

主要包括两类，高纯石墨制品与含碳耐火材料制品。

高纯石墨制品主要用于高温真空烧结炉的坩埚等部件。

含碳耐火材料是指由碳或碳的化合物制成的，主要组分为碳的耐火制品。

含碳耐火材料可分为碳质制品、石墨粘土制品和碳化硅制品三类。

碳耐火材料的耐火度高（纯碳的熔融温度为3500℃，实际上在3000℃即开始升华。

碳化硅在2200℃以上分解），导热性和导电性均好，荷重变形温度和高温强度优异，抗渣性和抗热震性都比其他耐火材料好。

但这一类制品都有易氧化的缺点。

碳质制品是以碳为主要成分，用焦炭、石墨或热处理无烟煤为原料，以含碳的有机材料为结合剂制得的制品。

这类制品有以焦炭或无烟煤为主要成分的碳砖和经石墨化的人造石墨质和半石墨质碳砖。

碳质制品具有良好的耐热性、抗侵蚀性、高温强度和高温导热性，目前主要用于高炉。

石墨粘土制品是以天然石墨为原料，以粘土作结合剂制得的耐火材料。

它具有良好的导热性，耐高温，不与金属熔体作用，热膨胀小。

这类制品有石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖、水口砖及盛钢桶衬砖等。

其中生产最多应用最广的是炼钢和熔炼有色金属的石墨粘土坩埚。

碳化硅质制品是以碳化硅（SiC）为原料生产的高级耐火材料。

其耐磨性和耐蚀性好，高温强度大，导热率高，热膨胀系数小，抗热震性好，近年来其应用领域不断扩大。

碳化硅质制品按结合剂不同可分以下三种：

氧化物结合;以粘土、二氧化硅为结合剂的；氮化物结合;以氮化硅（Si3N4）或含氧氮化硅（Si2ON2）为结合剂的；自结合的%26mdash;%26mdash;利用碳化硅的再结晶作用。

碳化硅质制品目前钢铁冶炼中可用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面。

在有色金属（锌、铜、铝）冶炼中，大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等。

5.2作为耐高温的导电材料使用

铜、铝等金属是很好的导电材料,但是铜、铝的熔点分别为IO83℃及660℃,无法在高温状态下使用,只有碳和石墨制品在高温下不熔化而且有较好的导电性,因此各种电弧炉及矿热电炉,大多数都使用石墨电极及碳素电极为导电电极,直接在电弧的高温下工作。

在电流密度比较低的矿热电炉中,也可采用价格便宜的电极糊,电极糊在炉上烧结后作为导电电极使用。

生产金属镁、金属铝、金属钠一般都用熔盐电解法生产,熔盐电解的温度虽然不到IOO0℃,但熔盐的腐蚀性很强,只能用碳和石墨材料作为导电材料。

即使象制取氢氧化钠、氯化钾等产品,如用水溶液电解法生产时也是采用石墨阳极为导电材料。

在电机制造工业中要使用大量的电刷块,电刷也是一种·石墨制品。

电火花加工是机械制造工业中的新技术,用作电火花加工时的电极是采用高强细颗粒石墨加工而成。

一些真空电阻炉也常用石墨材料作为电阻发热元件。

所以碳和石墨制品在常温或高温下都可以作为导电材料使用。

5.3作为铸造模具、烧结容器及压模使用

在冶金工业中,连续铸造工艺发展很快多连续铸造设备中要用到石墨结晶器,这是用均质的高密高强石墨加工得到的。

在机械制造工业中需要大量的铸模,用石墨材料加工的铸模热膨胀系数较少,而且耐急冷急热性好,用石墨铸模得到的铸件尺寸较;精确,表二面光洁,有的不加工即可使用。

在粉末;冶金行业中,粉末冶金的烧结要使用石墨材料作烧结容器。

粉末冶金焦的热压工艺中,热压所用的模具通常也是用石墨材料加工的,这是因为石墨材料能耐高温,在高温下有足够的机械强度,且容易进行机械加工,所以是理想的压模材料。

5.4作为耐腐蚀、导热好的石墨化工设备使用

化工生产中设备的耐腐蚀是一个很突出的课题,过去化工生产中大量使用不锈钢、铅、搪瓷及硅酸盐材料来制作一些耐腐蚀的设备、容器和管道,各有利弊。

经过用有机树脂浸溃过的石墨,在一定温度下化学性质稳定,不但具有良好的耐腐蚀性,而导热系数还高于铝、铅等金属,因此这种浸渍过的石墨制品已经大量用于装配成热交换器、反应槽、吸收塔、冷却器等多种化工设备,部分代替了不锈钢等金属材料,石墨化工设备的生产已成为碳素工业的一个组成部分。

5.5高纯石墨的应用

高纯石墨是砌筑核能反应堆的重要材料。

一座大型铀一石墨反应堆要用儿百吨到数千吨高纯石墨。

高纯石墨还用于制作单晶硅炉的晶体生长柑涡、区域精炼容器、感应加热元件。

在生产超纯金属的真空电炉中,要用高纯石墨加工隔热板、底座等部件。

6.生产破和石墨制品的工艺流程

碳和石墨制品是利用各种碳质原料（冶金焦、沥青焦、石油焦、无烟煤、煤沥青等）,经过一系列工艺过程而得到的。

大多数碳和石墨制品生产工艺大同小异,但也有例外,如玻璃碳和碳纤维,生产这两种产品所用的原料及工艺方法,完全不同于生产一般碳和石墨制品。

一般碳和石墨制品可以划分成三大类:

1）人造石墨制品（简称石墨制品）；2）碳素制品（焙烧后即可加工使用）；3）商品糊（混捏后铸成块或装入容器即可发给用户使用）。

石墨制品的生产周期很长,从投入原料到产出成品要40多天。

如生产高强石墨要经过多次浸渍、焙烧,生产周期长达3~6个月。

生产碳素制品从投入原料到产出成品也要30天左右,但是商品糊生产周期只有1~2天。

生产碳和石墨制品的工艺流程见图1。

这里对各生产工序先作一个简要的叙述。

图1生产碳和石墨制品的工艺流程图

1.原料（各种焦炭、无烟煤）的预碎。

2.粘结剂（煤沥青、焦油等）熔化和脱水。

3.原料（各种焦炭、无烟煤）的高温锻烧;目的是为了改善原料的性能。

4.缎烧后的原料按照配方的要求进行破碎、筛分分级,部分原料磨成细粉。

5.配料:

按配方要求对不同原料颗粒进行称量和放入指定容器内。

6.混捏:

定量的原料颗粒（包括粉料）与定量的粘结剂在加热状态下搅拌成可塑性的糊料。

7.成型:

将混捏好的糊料装入压力机,用挤压或模压方法（或用振动成型及等静压成型等）,将糊料加压成型,即具有一定的外形及尺寸,成型后的毛坯称为生制品。

8.焙烧:

生制品装入焙烧炉中,经过长时期的加热使沥青炭化,并将各种颗粒牢固的连结成整体。

经过焙烧后的半成品具有一定的机械强度及导电导热性能,碳素电极及碳块焙烧出炉后即可送去进行机械加工。

9.石墨化:

这是生产人造石墨制品的关键工序,在电阻炉内将焙烧半成品加热到2200~2600℃,使无定形碳转化为石墨结晶,从而获得一系列良好的物理机械性能。

10.产品的机械加工:

将焙烧或石墨化后的半成品用各种机床进行外形加工,得到所需要的形状及精确的尺寸。

7.实习感受

通过本次生产实习感想很多，体会也很深，没去之前我总以为根据自己从书上、从课堂上所学到的知识应该对企业的生产情况有了比较深刻的了解，通过实践学习，有效的加深了自己对专业知识的了解，把自己学到的东西进一步融入实践，加强了自己的实践能力，这次学习也使我们对今后的生产环境有了进一步的了解，每天的生产实习都能学到大量的知识，了解了企业的生产规律，有益于自己今后的工作和学习。

如果没有实地考察实践，我是无法发现这些问题的，确实，在本次生产实习中，提升了自己的专业水平，虽然时间很短暂，仔细观察学习了企业生产流程，知道了自己学的知识在生产中是怎样运作的，只有做到实践能力与专业知识相结合，才能更好的接受未来的任何挑战。

致谢

毕业实习时间虽然不长，但是其间的受益匪浅，我们能在这么短的时间里取得这么大的收获与丁老师的辛勤劳动分不开的，在此，感谢您为了我们牺牲了宝贵的时间来指导我们进行大学的最后一次实习，让我学到很多有用的理论知识与实践经验。

再次向丁老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

衷心的感谢林亮新型碳石墨制品厂给我们提供这次实习的机会！