第十章炭素制品.docx

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第十章炭素制品

第十章 炭素制品

第二节 碳素制品产品分类

一、炭和石墨制品

（一）石墨电极类

（二）石墨阳极类

（三）特种石墨类

（四）石墨热交换器

（五）炭电极类

（六）炭块类

（七）炭糊类

（八）非标准炭、石墨制品类

（九）不透性石墨类

（十）电炭产品类

二、炭素纤维

第三节 炭素制品产量统计

第四节 炭素制品主要技术经济指标计算方法

一、炭素制品质量指标

（一）普通功率石墨电极优级品率

（二）石墨阳极一级品率

（三）炭素压型制品总成品率

（四）炭素压型制品工序成品率

二、炭素制品物料消耗指标

（一）炭素制品原料消耗

（二）炭素制品单位综合能耗

（三）炭素制品综合电力单耗

（四）炭素制品石墨化工艺电单耗

三、炭素工人实物劳动生产率

四、炭素企业主要设备生产能力指标

（一）煅烧炉（窑）有效容积小时产量

（二）煅烧炉（窑）日历作业率

（三）千吨挤压机小时产量

（四）挤压机日历作业率

（五）千立方米焙烧炉日产量

（六）石墨化炉用变压器利用系数

（七）石墨化炉用变压器作业率

第二节 碳素制品产品分类

   炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。

石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。

高功率电极、超高功率电极。

炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。

炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。

炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。

炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。

   我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。

这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。

下面介绍炭素制品的分类及说明。

一、炭和石墨制品

（一）石墨电极类

   主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。

石墨电极包括：

（1）普通功率石墨电极。

允许使用电流密度低于17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。

（2）抗氧化涂层石墨电极。

表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。

   （3）高功率石墨电极。

允许使用电流密度为18～25A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。

   （4）超高功率石墨电极。

允许使用电流密度大于25A／厘米2的石墨电极。

主要用于超高功率炼钢电弧炉。

（二）石墨阳极类

   主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。

一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。

包括：

（1）各种化工用阳极板。

（2）各种阳极棒。

（三）特种石墨类

   主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。

一般用于航天、电子、核工业部门。

   它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。

（四）石墨热交换器

   将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。

包括：

（1）块孔式热交换器；

（2）径向式热交换器；

（3）降膜式热交换器；

   （4）列管式热交换器。

（五）炭电极类

   以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。

它不适合熔炼高级合金钢的电炉。

包括：

   （l）多灰电极（用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；

（2）再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电极）；

   （3）炭电阻棒（即炭素格子砖）；

   （4）炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；

   （5）焙烧电极毛坯。

（六）炭块类

   以无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂，经原料制备、配料、混粘、成型、焙烧、机加工而制成。

其中高炉炭块作为耐高温抗腐蚀材料用于砌筑高炉内衬；底部炭块、侧部炭块、电炉块则用于铝电解槽和铁合金电炉等。

包括：

（1）高炉炭块；

（2）铝槽炭块（底部炭块及侧部炭块）；

   （3）电炉炭块。

（七）炭糊类

   以石油焦、无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂而制成。

有的用于各种连续自焙电炉作为导电电极使用的电极糊；有的用于连续自焙式铝槽作为导电阳极使用的阳极糊；有的用于高炉砌筑的填料和耐火泥浆的粗缝糊和细缝糊。

高炉用自焙炭块虽用途不同，但和糊类制品的生产工艺相仿，暂归在糊类制品内。

包括：

（1）阳极糊；

（2）电极糊（包括标准、非标准电极糊）；

   （3）底糊（包括多灰、少灰底糊）；

   （4）密闭糊（包括多灰、少灰密闭糊）；

   （5）其它糊（包括粗缝糊、细缝糊、自焙炭砖等）。

（八）非标准炭、石墨制品类

   这是指用炭、石墨制品经过进一步加工而改制成的各种异型炭、石墨制品。

包括铲型阳极、制氟阳极以及各种规格的坩埚、板、棒、块等异型品。

（九）不透性石墨类

   这是指经树脂及各种有机物浸渍、加工而制成的各种石墨异型品，包括热交换器的基体块。

（十）电炭产品类

   这是指炭精棒、电刷等产品。

 二、炭素纤维

   它包括各种炭纤维、石墨纤维、预氧丝、炭布、炭带、炭绳、炭毡及其复合材料。

其中炭纤维为含碳量高于93％的纤维。

用聚丙烯睛纤维、粘胶丝和沥青纤维经碳化制成。

热处理温度由低至高，可分别制成耐热纤维、碳化纤维和石墨纤维。

第三节 炭素制品产量统计

   炭素制品产量统计范围包括：

   （l）统计炭素制品产量应符合国家的统一规定，符合本书总说明中的规定。

其范围应包括商品量和生产自用量两部分，其中商品量包括：

   1）本企业生产的已销售或可供销售的炭素产品；

   2）供本企业非工业生产部门使用的炭素产品；

   3）供本企业基建、更新改造等专项工程使用的炭素产品；

   4）供本企业石墨炉大中修使用的炉头导电电极及炉头块等。

   生产自用量包括生产石墨热交换器用的不透性石墨块及本企业中小修用的炭素材料，如导电电极和炭块等。

（2）为了尽可能地避免重复计算，从厂外购进的炭素半成品，必须经本厂石墨化、机械加工两道工序生产后，符合国家规定的标准，方可计算为本企业的炭素制品产量。

（1）根据用户需要出售的焙烧品、石墨化半成品可视同成品计算产量。

  炭素制品产量统计不包括生产过程中所产生的各种废料、废渣和边角余料。

因为它们不是企业所预期的工业生产活动的直接有效成果，虽经过简单加工具有一定的使用价值，可供出售，但不计算产品产量。

   由于用途及生产工艺不同，计算单位不同，炭素制品总量内不包括炭素纤维材料及石墨热交换器，在产品填报目录中单列。

但在计算炭素工业总产值时，应包括炭素纤维材料和石墨热交换器

的产值。

   计算炭素制品产量应符合国家计量法规定。

第四节 炭素制品主要技术经济指标计算方法

一、炭素制品质量指标    

（一）普通功率石墨电极优级品率

普通功率石墨电极优级品率是指普通功率石墨电极优级品量

占该产品检验合格量的百分比。

其计算公式为：

普通功率石墨电极优级品率（％）=  优级品量（吨）  ×100％

                                           检验合格品量（吨）

   计算说明：

   （l）计算优级品率，以国家技术标准为准（石墨块以企标为准）。

（2）石墨块及出售的石墨化半成品以石墨化工序检验结果为准。

（二）石墨阳极一级品率

   石墨阳极一级品率是指石墨阳极一级品量占该产品检验合格

品量的百分比。

其计算公式为：

 石墨阳极一级品率（％）=  一级品量（吨）     ×100%

                                     检验合格品量（吨）

   计算说明：

计算阳极一级品率，以国家技术标准为准。

（三）炭素压型制品总成品率

   炭素压型制品总成品率，反映压型合格品自焙烧工序开始至机械加工工序止，全部生产过程中投料的收得情况，它是一个既反映工作质量又反映产品质量的综合指标。

其计算公式为：

     石墨电极总成品率（％）=     石墨电极机械加工检验合格品量（吨）        ×100%

                                    石墨电极机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）

式中   石墨电极机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）=石墨电极机械加工检验合格品量（吨）

                                                    焙烧成品率（%）×石墨化成品率（%）×机械加工成品率（%）          

  石墨阳极总成品率（%）=      石墨阳极机械加工检验合格品量（吨）           ×100%

                                 石墨阳极机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）

式中

石墨阳极机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）=     石墨阳极机械加工检验合格品量（吨）_

                                     焙烧成品率（%）×浸渍成品率（%）×石墨化成品率（%）×机械加工成品率（%） 

 炭块总成品率（%）=      炭块机械加工检验合格品量（吨）         ×100%

                       炭块机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）

式中

炭块机械加工检验合格品消耗的压型品量（吨）=炭块机械加工检验合格品量（吨_）

                                                  焙烧成品率（%）×机械加工成品率（%）

计算说明：

（1）石墨电极总成品率，应按普通功率、高功率、超高功率石墨电极分别计算，其计算公式通用。

由于高功率和超高功率石墨电极需经多次浸渍、多次焙烧，因此，焙烧成品率应使用焙烧

工序成品率计算公式的第

（2）式。

（2）总成品率中各工序成品率采用同一报告期的数字，当缺少机械加工工序成品率时，则不计算报告期总成品率；当缺少其它工序成品率时，可采用该工序上期累计成品率。

   （3）因用户要求不同，高炉炭块每批差异较大，其成品率应单独计算。

   （4）尚未配套的炭素工厂，不计算产品总成品率，只计算工序成品率。

（四）炭素压型制品工序成品率

   炭素压型制品工序成品率是反映各工序投料收得情况的指标。

它是计算炭素压型制品总成品率的依据。

   1.压型工序

   压型成品率（％）=压型检验合格品量（吨）    ×100%

                            用于压型的混捏糊量（吨）

   2.焙烧工序

       焙烧成品率（%）= 焙烧检验合格品量（吨）   ×100%

                               用于焙烧的压型品量（吨）                

（1）

 焙烧成品=    1次焙烧成品量+2次焙烧成品量+…+n次焙烧成品量              

                1次焙烧成品量+2次焙烧成品量+…+n次焙烧成品量                

            1次焙烧成品率×1次浸渍成品率×…×n次焙烧成品率×n次浸渍成品率

（2）

   计算说明：

（1）第

（1）式用于计算只经一次焙烧成品的工序成品率。

（2）第

（2）式主要用于计算高功率和超高功率石墨电极或经过多次焙烧产品的工序综合成品率。

   3.浸债工序

 浸渍成品率（％）=浸渍增重率（％）×浸渍合格品率（％）

                =产品浸渍后重量（吨） ×100%

                   产品浸渍前重（吨）

               ×浸渍后检验合格品数量（只） ×100%

                    浸渍前产品数量（只）

      计算说明：

（1）1次浸渍成品率、2次浸渍成品率…n次浸渍成品率应单独计算。

（2）产品浸渍后重量包括废品重量。

   （3）浸渍成品率等于浸渍增重率乘以浸渍合格品率。

   4.石墨化工序

石墨化成品率（%）=       石墨化检验合格品量（吨）         ×100%

                        用于石墨化的焙烧品（浸渍品）量（吨）

   计算说明：

（1）石墨化工序发生的电阻和强度废品按返修品处理。

（2）普通功率石墨电极只有一小部分浸渍品直接进入石墨化炉，其投料量按焙烧品计算。

   5.机械加工工序

 机械加工成品率（％）=      机械加工检验合格品量（吨）         ×100%

                              用于机械加工的石墨化（焙烧）品量（吨）

   炭素压型制品工序成品率计算说明：

（1）凡在焙烧、石墨化装炉前和浸渍及机械加工前，由检查部门复查出责任属于上工序的废品，一律在报告期内退转上工序，计入上工序废品。

（2）凡在焙烧、浸渍、石墨化、机械加工后，由检查部门检查出责任属于上工序的废品，不再办理工序间的退废手续，直接计入本工序报告期废品量。

   （3）各工序产品因某些缺陷暂不能判废，经过返修后可能符合工序技术条件的产品，统称为返修品。

返修品应待返修结果出来后计算。

二、炭素制品物料消耗指标

（一）炭素制品原料消耗

   炭素制品原料消耗是指扣除水分、挥发分后（粘结剂只扣除水分），生产一吨炭素制品所消耗的原料数量。

   炭素制品原料消耗指标计算的一般原则：

（1）炭素制品的原料消耗总量，从原料进入生产工序开始计算。

消耗总量应包括合格品、返修品、废品及工艺损失等全部生产性消耗。

进入工序前的运输途耗、库耗及非生产性消耗均不能

计算在原料消耗总量内。

（2）炭素制品生产周期长，在产品数量大，原料拨入量和消耗量的时点不一致，因此产生了数量的不一致，需用期初期末差异来计算报告期的消耗量。

其计算公式为：

报告期原料消耗量=本期拨入量+期初在产品占用量-期末在产品占用量

   （3）试制阶段的新产品、科研产品以及其它试验品可单独计算原料消耗。

   （4）炭素制品使用的主要原料，因产地不同，水分和挥发分含量波动很大，为了便于比较，计算原料消耗时一律以干基量计算，扣除水分、挥发分以检验部门分析月平均数为准。

   通用式：

 炭素制品原料单耗（千克/吨）=炭素制品消耗原料总量（千克）

                                            炭素制品总量（吨）

   简化式：

   由于炭素制品生产工序多、周期长、原料品种多，计算原料消耗总量需经过一系列的折算过程，程序繁杂、工作量大，为简化计算程序，可用下式计算：

   1.普通功率石墨电极原料单耗

普通功率石墨电极原料单耗（千克/吨）=  成品原料单耗（千克／吨） +浸渍剂单耗（千克/吨）

                                               普通功率石墨电极总成品率（％） 

式中

                             1次浸渍剂单耗（千克/吨）+2次浸渍剂单耗（千克/吨）

 浸渍剂单耗（千克/吨）=  2次培烧成品率（%）       3次焙烧成品率（%）×浸渍品占成品量比重（%）

                                  石墨化成品率（%）×机械加工成品率（%）        

   计算说明：

浸渍品占成品量比重是指成品接头（合经浸渍的电极本体）占成品电极总量之比。

2.高功率（超高功率）石墨电极原料单耗

高功率（超高功率）石墨电=      半成品原料单耗（千克／吨）     +浸渍剂单耗（千克／吨）

极压型原料单耗（千克／吨） 高功率（超高功率）石墨电极总成品率（%） 

式中 浸渍剂单耗（千克／吨）=

      1次浸渍剂单耗（千克/吨）        2次浸渍剂单耗（千克/吨） 

       2次焙烧成品率（%）          +      3次焙烧成品率（%）    

 石墨化成品率（%）×机械加工成品率（%）    石墨化成品率（%）×机械加工成品率（%）

+3次浸渍剂单耗（千克/吨）

+     4次焙烧成品率（%）           ×浸渍品占成品量比重（%）

 石墨化成品率（%）×机械加工

                  成品率（%）

   计算说明：

   （l）计算浸渍剂单耗时要根据实际工艺流程使用对应的计算公式。

（2）浸渍品占成品量比重指成品接头（合经浸渍的电极本体）占成品电极总量之比。

   3.石墨阳极原料单耗

   石墨阳极压型半成品原料单耗（千克／吨）=原料单耗（千克／吨）+浸渍剂单耗（千克/吨）

                                                     石墨阳极总成品率（%） 

式中 浸渍剂单耗（千克／吨）=石墨阳极浸渍工序浸渍剂单耗（千克/吨）

                             石墨化成品率（％）×机械加工成品率（％）

     4.炭块原料单耗

     炭块原料单耗（千克／吨）=炭块压型半成品原料单耗（千克/吨）

                                                  炭块总成品率（％）

     5.炭糊原料单耗

     炭糊原料单耗计算公式与压型半成品原料单耗计算公式相同。

计算时如糊渣和废糊不作为原料返回使用时，应在母项生碎量中扣除。

电极糊、密闭糊及阳极糊应分别计算。

     炭素制品原料消耗计算说明：

（1）压型半成品原料单耗计算公式为：

 压型半成品原料单耗（千克／吨）= 配料用各种干料量（千克）+配料用沥青量（千克）

                                   原料制备实收率（%）      沥青制备实收率（%）

                                  压型检验合格品量（吨）+混捏压型产生的生碎量（吨）

 配料用生碎料中各种干料量（千克）  + 配料用生碎料中沥青量（千克）

+         生碎实收率（%）                     生碎实收率（%）    

 压型检验合格品量（吨）+混捏压型产生的生碎量（吨）

   压型半成品原料单耗计算说明：

   1）按不同原料分别计算后加总。

   2）炭块原料单耗中不包括高炉炭块。

   3）压型半成品原料单耗计算公式中的干料指石油焦、沥青焦、针状焦、无烟煤、冶金焦、石墨焦、石墨碎等。

   4）生碎指混捏压型（成型）过程中产生的废品和糊渣。

报告期产生的生碎视同原料返回，使用的生碎视同原料消耗。

   5）原料制备实收率是反映产品所用原料在扣除水分和挥发分后，整个制备过程中的干基原料收得情况的指标。

其计算公式为：

     原料制备实收率（%）=粗碎实收率（%）×煅烧实收率（%）×配料实收率（%）

式中  粗碎实收率％=粗碎检验合格料量（吨）    ×100%

                   用于粗碎的原料量（吨）

煅烧实收率（%））=           煅烧检验合格料量（吨）                     ×100%

                用于煅烧的粗碎料量（吨）×（1－水分率（%）－挥发分率（%）

配料实收率（%）=  配料检验合格料量（吨）    ×100%

                 用于配料的煅烧半量（吨）

（2）浸渍半成品浸渍剂单耗计算公式为：

       浸渍半成品浸渍单耗（千克/吨）=浸渍剂消耗量（千克）÷浸渍剂制备实收率（%）

                                      浸渍检验合格量（吨）

式中  浸渍剂制备实收率（%）=            制备后粘结剂量（吨）          ×100%

                              制备前粘结剂原料量（吨）×（1-水分率（%））

（二）炭素制品单位综合能耗

   炭素制品单位综合能耗是指炭素企业为生产每吨炭素制品所消耗的各种能源的数量。

其计算公式为：

 炭素制品单位综合能耗折标煤量（千克／吨）= 炭素制品综合能耗折标煤量（千克）

                                                            炭素制品检验合格品总量（吨）

式中炭素制品综合能耗量=制品原料能源消耗量＋制品加工燃料及动力等能源消耗量

制品原料能源是指炭素制品以原料形式消耗的能源，包括石油焦、沥青焦、无烟煤、冶金焦等。

制品加工及动力等能源是指炭素制品生产过程中消耗的燃料及动力等能源，包括煤气、重油、煤、电力、水、蒸汽、压缩空气等。

各种能源消耗均按其平均低位发热值折为标煤计算（能源折算系数见附录四）。

炭素制品工序单位能耗是指按主要品种分别计算的每吨某种炭素制品所消耗的各种能源，其计算方法按上述公式类推。

（三）炭素制品综合电力单耗

   炭素制品（成品）综合电力单耗是指炭素企业为生产每吨炭素制品所耗用的电量。

其计算公式为：

 炭素制品（成品）综合电力单耗（千瓦?

时／吨）=

某品种报告期工艺用电+  某品种报告期动力用）×炭素制品某品种折合标准产量

消耗总量（千瓦?

时）  电消耗总量（千瓦?

时    占标准总产量的百分比（%）

               炭素制品苛品种检验合格量（吨）

报告期电力消耗总量（千瓦?

时）=报告期购入动力电总量（千瓦?

时）-转供电量（千瓦?

时）－非炭素制品用电量（千瓦?

时）±