考慮石墨電極最佳成品率的“適當(dāng)密度法”

生產(chǎn)實踐得知，孔隙率過小或密度過大的半成品在焙燒或石墨化過程中容易產(chǎn)生裂紋，形成裂紋與半成品受熱后體積變化、熱應(yīng)力的作用及揮發(fā)分排出有關(guān)，因此在骨料粒度組成中必須有一定數(shù)量的大顆粒，而且產(chǎn)品直徑不同，應(yīng)該選擇不同尺寸的大顆粒。俄羅斯學(xué)者克里洛夫提出了對兩類直徑的產(chǎn)品選擇最大尺寸顆粒的公式:

D=7.5×10-Φ

（生產(chǎn)直徑500mm及其以上規(guī)格的產(chǎn)品）

D=15×10-3Φ

（生產(chǎn)直徑500mm以下的產(chǎn)品）

式中

Φ—生電極直徑，單位為mm；

D—最大顆粒尺寸，單位為mm。

根據(jù)克里洛夫級配公式，計算出直徑500mm石墨電極的最大顆粒尺寸為3.75mm，與目前中國炭素廠生產(chǎn)直徑500mm石墨電極采用最大顆粒尺寸為4~2mm基本符合。

通過公式（1）及公式（2），求得對某一指定直徑產(chǎn)品應(yīng)選擇的配料最大顆粒尺寸后，再通過解析計算得出最大粒度以下的幾種顆粒尺寸及使用比例。

計算方法的依據(jù)是認為生坯密度過大、透氣性差是石墨制品在各工序產(chǎn)生裂紋廢品的主要原因。透氣性與配料的顆粒組成有關(guān)，也即與骨料和粉料的比表面有關(guān)，可用下式表示:

B0=K2/S2

式中B0—滲透系數(shù)；

S——骨料比表面；

K2——計算材料氣孔的相對容積和形狀的系數(shù)。

由于不同直徑焙燒石墨片電極的密度變化不大，所以可把K2看作常數(shù)，只是各規(guī)格電極的配方粒度組成不同，因此骨料比表面和石墨制品直徑有如下的關(guān)系式:

S=A/Φ+S0

式中骨料比表面；

Φ一制品直徑；

A、S—比例常數(shù)。

根據(jù)符合透氣性要求的比表面積的推算，知道了最大顆粒尺寸后，再進一步計算其他尺寸顆粒料的使用比例及粘結(jié)劑使用數(shù)量（計算步驟從略）

以上介紹的配方計算方法，當(dāng)然與特定的原料和工藝條件有關(guān)，因此各系數(shù)和比例常數(shù)的取值有其特定性。

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