串接石墨化 (lengthwise graphitization)

不用电阻料，电流直接通过由焙烧品纵向串接的电极柱产生高温使焙烧品石墨化的生产工艺。这种无电阻料的石墨化工艺可以上溯到19世纪末，美国人卡斯特纳(HY．Castner)发明了将需要石墨化的炭，qchurn串素制品夹在两根导电电极之间，用保温材料覆盖后直接通电的石墨化方法，用于小尺寸弧光炭棒的生产。但是由于一系列的技术和设备问题未能解决，一直不能用于尺寸较大的石墨电极生产。20世纪70年代德国和美国的几个石墨电极公司对这一无电阻料的石墨化工艺进行了大量的研究，先后解决了“串接”及“加压”技术，20世纪80年代初开始，德国、美国、日本等国的炭素厂生产大规格超高功率石墨电极多数已经采用串接石墨化工艺，中国许多炭素厂经过研究，依靠自己的力量也建成了一批中小型串接石墨化炉。

特点串接石墨化虽然目前还不能完全取代艾奇逊石墨化炉，但是串接石墨化的许多优点是艾奇逊石墨化炉无法比拟的。主要有以下4个特点：(1)加热速度快，从开始通电至达到石墨化高温只需l0h左右；(2)电耗低，以同样品种、同一规格产品作比较，每吨石墨化品的耗电量比艾奇逊炉可节省30％左右；(3)石墨化程度比较均匀，由数根焙烧品水平纵向串接在一起的“串接柱”通过的电流强度是相同的，虽然每根焙烧品本身的电阻有一定差别，但通电后期的温度基本相同，因此石墨化后成品的电阻率差异很小；(4)省掉了电阻料，有利于降低石墨化的成本，对直径550mm以上的大规格电极的石墨化优点更为明显。附表为同样使用16000kV•A直流供电机组供电的艾奇逊石墨化炉与串接石墨化炉生产效果的比较见表。艾奇逊石墨化炉与串接石墨化炉生产效果的比较对比项目艾奇逊石墨化炉串接石墨化炉工艺串接石墨化炉的装炉和通电与艾奇逊石墨化炉有所不同，主要区别有以下3点：(1)装炉采用单柱串接或多柱串接，串接石墨化不能像艾奇逊石墨化炉那样密集装炉，每一次装炉数量要少得多，但是为了能较好的利用供电设备的能力，可以将石墨化炉的长度加长至30m左右，或者采用U形炉方式，即两个较短的纵长方向平行的炉身在一端串联通电，并且在一个炉身内采用多柱串接来增大装炉量，附图为单柱U形炉及双柱U形炉装炉示意图，从图中可以看到单柱串接的U形炉共装入8根焙烧品而双柱串接的U形炉装入l6根焙烧品。

(2)串接石墨化的串接柱是由数根焙烧品从纵长方向串联并紧压在一起，端面接触部位是个关键地方，当电流通过接触部位时，由于接触电阻大，造成该处的温度非常高，很容易在端面接触部位出现裂纹，接触部位的接触好坏与焙烧品端面加工状态及加压压力有关。改善端面接触可用3种方法：第一种方法是将焙烧品的端面镗一个适当直径的浅槽，以迫使电流只能从焙烧品端面外缘的紧压面上通过，这样可以减少串接柱的芯部与外圆的温度差；第二种方法是在加工成平面的端面涂上接触膏，接触膏由石墨粉、合成树脂混合而成，接触膏冷态时应有一定塑性，炉内温度上升到一定程度时树脂开始固化，强度提高，进一步加热到800℃时树脂完全炭化，在接触部位均匀的传导电流；第三种方法是在两根焙烧品端部的空隙间装入石墨粉并捣实，但要有防止石墨粉漏掉的措施。

(3)对串接柱应加上一定压力，串接柱端面接触电阻与加压压力有关，增加压力可以减少接触电阻。加压压力还必须考虑焙烧品在石墨化过程中线尺寸(长度和直径)的变化而导致接触电阻的不断变化，所以串接石墨化在通电期间对串接柱要加上一定压力而且加压压力要随着串接柱的长度变化而及时调节，对串接柱加压是在炉外用液压装置对导电电极加压，并通过导电电极将压力传递至串接柱。