内部培训资料

内部培训资料（工艺技术方面）版本：初级版状态：受控编辑：技术中心审核：董金奎赵有兵批准：李春平刘太保兴和县木子炭素有限责任公司自2011年7月26日起试行编辑说明本资料主要以入门培训为主，属专业知识的普及性资料，目的是使大家在短时间内迅速掌握碳石墨行业的特点及我公司产品的相关知识，便于迅速进入角色，展开工作。故相关专业知识的表述不一定严谨和科学，只求能够迅速理解和掌握，故此有些概念的表述采用了形象化和本地化的语言。此资料适用于营销人员、非生产管理人员、生产系统及其他管理岗位新进厂人员。在此资料编辑的整个过程中，得到了各位领导和同事的大力支持和热情关注，在此一并表示感谢。因时间仓促和水平所限，资料的不足之处敬请不吝批评指正，我们会在下次修订过程中予以完善。本资料只供内部使用，因渉及企业技术及商业秘密，故不得将其原件或复印件转给他厂人员使用。编者：王建新2011.6.15目录一、碳石墨行业的历史、现状及发展前景1．碳石墨行业的历史和现状2．碳石墨行业的发展前景二、碳石墨材料的结构、性能、理化指标、分类及用途1．碳石墨材料的微观结构2．碳石墨材料的性能3．碳石墨材料的理化指标4．碳石墨材料的分类及用途三、碳石墨产品制造的一般工艺过程四、我公司生产产品的历史、种类、性能、理化指标的概述五、炭素材料在国民经济各部门的应用情况概略六、附录第一章、碳石墨行业的历史、现状及发展前景1．碳石墨行业的历史和现状自古以来，炭素材料就与人类的生活息息相关。根据宇宙大爆炸学说，在约150亿年前，由巨大的能量块生成了基本粒子，基本粒子又生成了氢和氦，三个氦原子结合就生成了碳。人类大量使用火是在约2万年前，用于取暖的木材或植物燃烧后的残余物、烹调食物时的动植物焦化物等都是人类随处可见的炭。而在公元前16世纪的巴比伦、公元前10世纪的殷墟的甲骨文中，煤炱已用作墨水使用。木炭、煤炭、煤炱、石墨等在我们的生活中被用作燃料、颜料和冶炼金属的还原剂等，在18世纪的工业革命以前，炭的利用都没有太大的变化。18世纪的工业革命、19世纪近代科学的逐步形成，特别是1896年美国人艾契逊发明了艾契逊石墨化炉，炭素制品从炭质到石墨质取得了跨越式的进步，使其广泛应用成为可能。而利用其电气特性、耐腐蚀性、耐热性、润滑性和导热性的制品有炼钢电极、电解板、发热体、坩埚、电刷、无轨电车滑板、触头、放电管用栅极、轴套和密封圈等。在20世纪美国、德国、日本、法国、俄罗斯等发达国家，将碳石墨制品作为一种新型材料进行了大量的科学研究和生产实践技术攻关，使碳石墨制品的种类不断扩大，性能不断提高、应用领域不断拓展，现在碳石墨制品的应用领域已涵盖了国民经济的各个部门。我国在解放前没有碳石墨制品工业，在前苏联援助中国时，于1956年成立了吉林碳素厂（吉炭），1958年成立了哈尔滨电碳厂（哈炭），因涉及军工，吉林碳素厂按编号201称呼。后来，随着国民经济的发展，国家按全国的整体布局，又在东南的上海市、西部的兰州市、西南部的自贡市分别建立了上海碳素厂（上炭）、兰州碳素厂（兰炭）和自贡东新电碳厂。20世纪八十年代，随着改革开放的深入，炭素升温，各地又新建了近二三十家中型碳素厂以适应经济快速发展的需要。九十年代，随着企业转制步伐的加快和民营企业的发展，原国有、集体碳素企业的管理和技术人员大量流动，碳素民营企业如雨后春笋般地发展起来。近几年，顺应经济全球化，许多老碳素企业加大了科技投入、加快了技术改造的步伐，新上马项目大多选择了高技术含量、高附加值的碳素新材料，如各向同性等静压石墨、锂电池正负极材料、炭纤维、炭炭复合材料等。目前我国碳石墨制品在总量上已位列世界第一，在产品质量上也有大幅度的提高，但与美国、德国、日本、法国等发达国家相比仍有较大差距。无论是炭石墨材料基础理论研究还是生产实际工艺技术水平都有20-30年的差距。我国现有炭石墨生产制造型企业200家左右，加上利用炭石墨坯料进行加工的企业总计约有近千家。全行业总体来说，规模小、产业链短、技术水平不高、技术装备落后、科研开发投入不足、产品质量不稳定、能耗高、污染大、产业集中度低。在产业集中度方面，各发达国家，如美、日、德、法、俄罗斯等，每个国家的炭素企业都基本不超过十家。2010年，仅德国西格里公司一家的年营业额就达110多亿元人民币，相当于我国现有炭石墨生产制造型企业近200家的年总营业额。所以今后我国炭石墨行业间企业兼并重组整合是必由之路，只有将企业规模做大，才能解决我国炭石墨行业现在存在的诸多问题，才能与发达国家的同行竞争。中国炭素行业协会会员名单（此表根据会员单位规模和交会费情况综合排序）1。中钢集团吉林炭素股份有限公司（原吉炭）2。方大炭素新材料科技股份有限公司（原兰炭）3。南通扬子碳素有限公司（江苏省）4。中钢集团四川炭素有限公司5。山东八三炭素厂（现仍为国有企业）6。河南三力炭素制品有限公司7。大同能源发展有限公司炭素分公司（大同晋能）8。四川广汉士达炭素股份有限公司9。新郑市豫电炭石墨制品有限公司10。平煤集团开封炭素有限责任公司（全套引进国外先进生产线）11。抚顺炭素有限责任公司12。辽阳炭素有限公司13。合肥炭素有限责任公司14。河北顺天电极有限公司（全球最大的碳电极生产企业，原河北涞水长城长电极厂）15。湖南银光炭素有限公司16。成都蓉光炭素股份有限公司17。吉林市松江炭素有限责任公司18。茂名碳素总厂（广东省）19。大同市威力炭素有限责任公司20。介休市巨源炭素有限公司21。山西晋阳碳素股份有限公司22。天津龙汇碳石墨制品有限公司（原天津市碳素厂，与我公司有业务关系）23。中钢炉料有限公司24。石家庄炭素有限责任公司（现已转制，大部分技术人员外流）25。大同市新城特炭有限公司（全国第二大中粗结构大方料、圆饼生产企业）26。林州市红旗渠电炭有限公司27。山西华泰炭素有限责任公司28。河南（鲁山）方原炭素集团29。焦作市中州炭素有限责任公司（与我企业在河南省以南地区有竞争）30。山西晋能集团有限公司31。黑龙江鑫源炭素有限责任公司32。天津市静海县利源碳素制品有限公司33。新乡超力碳素有限公司34。冀州市长安电极有限公司35。泰兴市晨光高新技术开发有限公司（数控车床生产企业）36。林州市电力炭素有限公司37。焦作市东星炭电极有限公司38。四川槽渔滩水电股份有限公司炭素厂39。丹东鑫兴炭素有限公司40。四川都江堰西马炭素有限公司41。长治县山河巨能炭素有限公司42。石家庄市华南炭素厂（直径200-400mm电极，大部分出口）43。朔州市三元碳素有限公司44。北京奂慧炭化技术有限公司45。广西强强碳素股份有限公司46。辽宁福鞍（集团）石墨电极有限公司47。山东省临沂县鲁北炭素有限公司48。山西宏特煤化工有限公司（针状焦生产企业）49。林州市宏鑫炭素有限公司50。青铜峡市青鑫炭素有限公司51。内蒙兴和兴永炭素有限公司52。济南澳海炭素有限公司53。洛阳万基石墨制品有限公司54。邯郸市华源炭素有限公司（以振动成型大规格石墨电极为主，最大直径1200）55。芜湖江城炭素有限公司56。唐山金湾特炭石墨有限公司（兴和县青山特碳的控股公司，老板藏文平）57。山西省阳城县东方炭素有限责任公司58。山西中凯集团灵石能源开发有限公司59。甘肃新永达国际冶金有限公司60。锦州巨路石化有限公司61。抚顺市碳素有限公司62。旭日精密炭素（大连）有限公司（加工出口型企业）63。索通发展有限公司64。山东前昊炭素有限公司65。吉林恒升化工有限公司66。兴和县木子炭素有限责任公司67。中钢集团吉林机电设备有限公司（炭石墨行业用设备生产企业）68。山东平阴丰源炭素有限责任公司69。东明县金利达碳素制品有限公司70。山西经华炭素有限公司71。平顶山三基炭素有限责任公司72。鹤岗市巨源碳素有限责任公司73。贵阳铝镁设计研究院（炭石墨行业设计企业）74。沈阳铝镁设计研究院（炭石墨行业设计企业）75。内蒙古集宁华瑞炭素有限责任公司（董事长：万水田）76。青海长春炭素有限公司77。宁夏永威炭业有限责任公司（生产碳电极为主）78。广汉市正蓉炭素制品有限公司79。河南省巩义市炭素厂80。成都市天府石墨坩埚有限公司（以石墨坩埚的生产为主）81。青岛西特碳素有限公司82。山西亚鑫煤焦化有限公司83。南通捏和机厂（专业提供混捏机的企业）84。北京北方鑫源电碳制品有限责任公司（异型石墨加工）85。三门峡龙新炭素有限公司86。巩义市鑫炜炭素制品有限公司87。郑州惠美石墨有限公司88。邯郸市中轩碳素有限公司89。晋中市宏兴碳素有限公司90。山东同济炭素有限公司91。新乡超力碳素有限公司92。江西新钢炭素有限责任公司93。芜湖县炭素有限公司94。冶金工业规划研究院（炭石墨行业设计企业）95。湖南大学（中国唯一一家设有炭素系的大学）96。山西省天镇县云洋碳素有限公司（天镇炭素）97。运城市关铝阴极制品有限公司98。鲁山县炭素（耐火）协会（耐火材料）99。上海碳素有限公司（现基本已解体，技术人员大量流失）说明：所谓“碳素”即碳元素，所谓“碳素企业”即以含碳元素为主的材料作为原材料生产产品的企业。由于历史和习惯等原因，有的企业叫“碳素企业”，有的企业叫“炭素企业”。其实，按一般较为规范的说法，“碳”一般指碳元素、含碳元素为主的原材料或矿山开采型企业。“炭”一般指以含碳元素为主的原材料生产而成的各种制品和产成品。但在整个学术界和碳石墨行业并没有严格的界限，故在“碳”或“炭”的使用上没必要深究。2。碳石墨行业的发展前景：人类自远古以来，每天都在使用碳材料，20世纪前木炭、炭黑、焦炭、天然石墨、人造石墨等碳材料已被广泛使用，推动了陶瓷、冶金和印刷业的发展。它是古代灿烂文明和第一次产业革命蒸汽机诞生的主要支撑材料。20世纪，随着国防工业和航空航天工业的发展，特别是50年代美国和苏联两大国对太空开发进行了激烈竞争，促使了新型碳材料惊人的大发展，相继出现了碳（石墨）纤维及其复合材料、活性碳纤维、炭分子筛及炭微球等；高比强、高比模碳（石墨）纤维已成为开发耐烧蚀、结构和多功能复合材料理想的增强体，成功地应用于宇航、航空、潜艇、原子能及其他民用工业，为人类探索太空架起了桥梁，使人们遨游太空的梦想变为现实，还促进了传统工业用材料的更新换代，大大提高了现有产品的质量，节省能源，降低成本，减少污染，提高了人们的生活品质。不言而喻，它也是第二次产业革命关键性支撑材料之一。特别值得注意的是，20世纪末，C60、纳米碳管和炭合金的诞生，反映了碳科学的巨大进展。预计，纳米科技将给人类带来数不尽的新技术、新工艺、新产品，不断改变人们的生产和生活方式，将成为人类历史进程中的里程碑。碳纳米管的理论抗拉强度为钢的100倍，而密度仅为钢的1/6。根据结构的不同碳纳米管的可以呈现金属和半导体特性，可作为量子开关，使现在的计算机体积缩小为原来的1/100。碳纳米管的理论比表面积可达8000m²/g，可作为双电层超级电容器的极板材料，达到很高的比功率。初步实验结果表明，碳纳米管的具有极强的储氢能力，可能是未来燃料电池氢气储运材料的最佳选择。由此可见，炭素材料在导电性、导热性方面与金属材料有相似之处，在耐热性、耐腐蚀性方面与陶瓷材料有共同性，而在质量轻、具有还原性和分子结构多样性方面又与有机高分子材料有相同之处。由此说明，炭素材料兼有金属、陶瓷和有机高分子三种固体材料的特性。而它又有别的材料无法取代的性质，如比弹性率、比强度高、减震率大、生物相容性好和具有自润滑性及中子减速能力等特点。此外，由于呈多晶体碳的生成过程和微晶的成长程度以及它们的集合状态的多样性，使炭素材料的性质易于变化，以适应各种不同的用途。当前，炭素材料已广泛应用于冶金、化工、电子、电器、机械等工业以及核能和航空航天工业，乃至作为人体生理补缀材料。炭素材料已经成为近代工业中不可缺少的结构材料和功能材料。有关专家称19世纪是钢材料的世纪，20世纪是硅材料的世纪，21世纪是炭材料的世纪。综上所述，碳石墨行业具有无限美好的发展前景。二、碳石墨材料的结构、性能、理化指标、分类及用途