作耐火材料
包括耐火砖、坩埚、连续铸造粉、铸模芯、铸模洗涤剂和耐高温材料等。近20 年来,耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉内衬中被广泛应用,以及铝碳砖在连续铸造中的应用,使石墨耐火材料与炼钢业紧密相连,全世界炼钢业约消耗70 %的耐火材料。
1)镁碳砖耐火材料是60年代中期,由美国研制成功;70年代,日本炼钢业开始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢,并已成为石墨的一种传统用途。80 年代初,镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖,炉衬寿命为1000—1500次。而日本,炉衬的寿命为2000—2500 次。
2)铝碳砖耐火材料主要用于连续铸造。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的90 %以上,英国为60 %。
3)坩埚及有关制品。例如坩埚、曲颈瓶、塞头和喷嘴等,具有高耐火性,低的热膨胀性,熔炼金属过程中,受到金属浸润和冲刷时亦稳定,高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性,所以石墨坩埚及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。
炼钢
石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围很广,包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。
石墨的一个主要用途是生产耐火材料,包括耐火砖、坩埚、连续铸造粉、铸模芯、铸模、洗涤剂和耐高温材料。近年来,耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉 内衬中被广泛应用,以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相连,全世界炼钢业约消耗的耐火材料。
石墨制品保持了鳞片石墨原有的化学特性还具有很强的自润滑性能。石墨粉的特性即高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃,同时它的抗压强度大于800kg/Cm2,并且抗氧化,在450℃空气中失重1%,回弹率为 15-50%(密度1.1-1.5)。因此石墨制品现已被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。
普通石墨可制作的普通石墨制品:
(1)导电材料:石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。
(2)作耐磨和润滑材料:石墨在机械工业中常作润滑剂。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承,它们运转时,勿需加入润滑油,石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
(3)作耐腐蚀材料:石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点,而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。
(4)作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长柑祸、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等。此外,石墨还可以作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管、棒、板、格棚等元件。
(5)作防垢防锈材料:石墨能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用49 一59 ) ,能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱? 屋顶? 桥梁? 管道上可以防腐和防锈