等静压石墨

等静压石墨
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石墨介绍
不仅在民用上大有作为，在国防尖端上占有重要地位，属新型材料，令人瞩目。它是制造单晶炉、金属连铸石墨结晶器、电火花加工用石墨电极等不可替代的材料，更是制造火箭喷嘴、石墨反应堆的减速材料和反射材料的绝好材料。
中国现状
作为全球制造业大国和最大的光伏产品生产国，中国一直保持巨量的等静压石墨需求。当前，随着国内光伏产业的迅猛发展，中国等静压石墨需求量逐年扩大。同期，由于中国等静压石墨生产企业技术基础薄弱，加上国外企业的技术封锁，中国等静压石墨产量和质量均未得到有效提升。2011年，中国等静压石墨需求量达1.8万吨，而同期等静压石墨产量仅为9500吨，供应缺口达8500吨。当前，中国新涉足等静压石墨业务企业普遍存在的技术储备不足及产品结构不合理等问题很难短期内得到解决。 
使用范围
直拉式单晶硅炉用石墨材料
半导体单晶炉采用石墨材料制造钳锅、加热器、隔热屏以及配件。配套石墨件规格为下表：
单晶规格（寸）
坩埚尺寸（寸）
最大石墨件尺寸（mm）
2-3
8
300
3-4
10
350
4-5
12
400
5-6
18
500
8
22
700
有色冶金连铸用石墨结晶器
为了缩短生产工艺流程，降底成本，提高质量，减少劳动强度和对环境的污染，20多年来金属材料生产逐渐向连铸方向发展。 
至今铜、铝材基本实现了连生产，结晶器用高纯石墨，钢材连铸产量已达到80%以上(但结晶器大部分未用石墨)。
等静压石墨主要用于大型铜材生产线。自1985年开始，我国从奥地利、法国、瑞士、日本等国先后引进30多条生产线，而国内自行设计制造的生产线已达到100多条，均采用石墨结晶器。
据统计2006年我国铜材产量已达到360多万吨，其中大部分采用连铸。按每吨铜材需要石墨量为2.5kg计，则年需石墨量为486T，按加工成品率70%计，年需石墨毛坯量为2700T。当前来又有较快发展，预测年石墨需要量近期为4000T左右。
电火花加工用石墨
电火花加工是当今模具行业的一次革命，它不仅简化了传统工艺手段，而且使制造异形模具成为可能。　等静压石墨因具有各向同性，是制造电火花石墨电极的最佳材料。
单晶硅生产石英坩埚模具用石墨材料
石英坩埚是直拉单晶硅的容器，而制造石英坩埚用石墨坩埚作为成型材料。
高气冷堆堆芯结构石墨材料
“高气冷堆”是清华大学核能与新能源技术研究院自主研发的具有完全自主知识产权的，处于国际领先水平的第四代核反应堆。高气冷堆项目已经被国家列为“国家级的重大专项”， 在建设中“华能山东石岛湾核电站（示范堆）”，需要等静压石墨材料数量为1200吨，占示范堆总投资费用15%。为了中国的核能事业的健康发展，众多国内专家呼吁国内企业参与核石墨研发。核石墨是防止核扩散的敏感材料，虽然当前可以进口，一旦国际形势发生变化，它的进口随时可能中断。为了独立自主地发展我国的高气冷堆产业，必须解决核石墨的国产化问题。 
成都炭素于2009年为清华核能院提供了首批40吨等静压核石墨材料，按期、保质、保量地完成了核石墨材料的供货，产品主要技术指标超过了预期，圆满地完成了核石墨试制任务，在核石墨国产化进程中迈出可喜的一步。
核石墨与常规工程用石墨的主要区别有两点，核纯和耐辐照损伤。当前，国内核石墨材料的研制尚缺辐照试验这一环节，这是下一步研制中必须面对过程，除辐照要求外，核石墨在冷态状态下的质量要求是：规格大型化、质量稳定、热稳定性好、热膨胀系数低。
其他方面
除上述几个主要用途之外，等静压石墨在硬质合金(真空炉发热器、烧结板等)、采矿(制造钻头模具)、化工(换热器及防腐件)、冶金(钳锅)、机械(机械密封)、宇航(喷嘴等)、石墨反应堆(减速材及反射材)等领域被广泛使用。
工艺设备
1、煅后石油焦、沥青焦进车间后，在颚式破碎中进行初碎，用斗式提升机提到备料二楼储料斗内。
2、采用4R磨粉机(改进型)进行磨粉，合格料粉自动进入备料三楼储料斗中。
3、在备料二楼设置2台电子称，自动配料后，进入一楼混合机(煤、沥青亦从二楼加入)。
4、采用煤油加热的1000L电热强力混合机内进行混合。
5、混合机出料后，用皮带将物料送至φ400mm的热轧机内进行轧辊。
6、轧辊后的料片进自动冷却器进行料片冷却，然后经斗提机进入二楼储料斗。
7、采用4R磨粉机进行磨粉，然后在输入到二楼料仓，待压制。
上述各工序采用流水密闭作业，部分暴露部分采用强制通风，防止污染。
8、压粉在机械压机中进行预压成型。
9、采用等静压机压成型。
10、培烧在环式培烧炉内进行，热煤气加热，在炉顶部装出炉。该炉子属于环保型，挥发部分可充分
燃烧，降低能耗。采用30m高烟囱，年产能4000T。
11、采用卧式浸渍缸，沥青加压式，热煤油加热。浸渍液软化点可根据需要改变。
12、石墨化采用新型节能石墨化炉，电耗在3.5KW/kg以内，年产能3000T。
市场价格
1、上海碳素厂400×400×310mm的等静压石墨售价62000元/T；
2、四川士达特种炭材φ620～700×600～750mm售价平均为55000元/T；
3、成都高纯石墨制品厂φ350～500×500mm售价平均为50000元/T；
4、日本东洋公司现实价200000元/T；
5、德国西格里现实价230000元/T。
发展方向
等静压石墨是新型石墨材料，是石墨材料中的精品，由于具有一系列优良特性，它必然会与高新技术、国防尖端技术紧密相联，成为21世纪最有价值的新材料之一。随着经济发展，静压石墨的国内国际市场容量与日俱增，发展潜力巨大。正因如此，目前国内正兴起一股等静压石墨生产热，一些以生产模压石墨为主的炭素生产企业看中这块“大蛋糕”，陆续上马等静压设备，挤身等静压石墨生产行列中来，竞争将不可避免进入白热化状态，竞争的对手包括国外同行。 
在激烈的市场竞争中，国内等静压石墨生产企业的立足之本和出路是：将产品升级换代，朝大规格、细结构（超细结构）、高强度、高纯度、多功能方向发展，顺应光伏产业、机械制造、核能利用各行业发展趋势，为中国国民经济的发展更好地服务。
中国是一个发展中国家，正在步入重工业化时期，中国已经成为世界级的“制造大工厂”。而且科学技术的发展带来了新的工业革命，等静压石墨材料及制品的广阔应用领域给等静压石墨产业带来了勃勃生机。当前，由于经济危机的爆发，国外炭素产业受到了较严重的影响，于是他们加大了对中国的销售力度。当前中国约能消耗世界等静压石墨产品的1/4,是世界上最大等静压石墨产品市场之一，等静压石墨产业将迎来发展的新阶段。