Графит фракционный

Что такое фракционный графит

Фракционный графит — это искусственный (синтетический) графит, измельчённый до заданного диапазона размеров частиц. В промышленности под фракцией понимают совокупность зёрен или гранул сыпучего материала, отобранных ситовым рассевом в определённых границах крупности. Для графита это диапазон от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Исходным сырьём служат искусственные углеродные материалы: нефтяной кокс после графитизации, а также вторичное сырьё — бой и огарки графитированных электродов, графитовая стружка, отходы производства углеграфитовых изделий. Материал дробят на специализированном оборудовании, рассевают по фракциям, при необходимости дополнительно обрабатывают и фасуют. Гранулометрический состав согласуется с заказчиком индивидуально.

Фракционный графит отличается от графитового порошка крупностью частиц: графитовый порошок имеет субмиллиметровый гранулометрический состав и применяется в других технологических процессах. Фракционный материал — крупнее, что определяет специфику его использования в металлургии.

Марки и технические требования по ТУ 1916-109-71-2000

Производство регламентируется ТУ 1916-109-71-2000 (актуализированная редакция — ТУ 1916-109-71-2009). Стандарт устанавливает требования к химическому составу для двух основных марок.

Показатель	ГИИ-А	ГИИ-Б
Массовая доля углерода, %, не менее	99	90
Зольность, %, не более	1	10
Массовая доля серы, %, не более	0,05	0,50
Массовая доля влаги, %, не более	1	5

Марка ГИИ-А применяется там, где предъявляются жёсткие требования к чистоте металла по сере и золе: прежде всего в электросталеплавильном и индукционном производстве качественных и легированных сталей. ГИИ-Б подходит для менее требовательных процессов — литейного производства чугуна, производства тормозных колодок, огнеупорных и углеродных изделий. Гранулометрический состав по обеим маркам согласуется с заказчиком в рамках технического задания.

Физико-химические свойства искусственного измельчённого графита

Эксплуатационные характеристики фракционного графита определяются кристаллической структурой и степенью графитизации исходного материала.

Электропроводность. Графит обладает высокой электропроводностью в плоскости графеновых слоёв. Это свойство востребовано при использовании материала в производстве углеграфитовых изделий и токопроводящих компонентов.

Антифрикционные свойства. Слоистая структура графита обусловливает лёгкое скольжение слоёв друг относительно друга при минимальных сдвиговых нагрузках. Именно это лежит в основе применения графита в качестве твёрдой смазки и наполнителя антифрикционных композитов.

Термостойкость и химическая инертность. В инертной или восстановительной атмосфере графит сохраняет структуру до ~3000 °C. Он не смачивается большинством расплавленных металлов, устойчив к кислотам и щелочам в умеренных концентрациях, что определяет его применение в химическом аппаратостроении.

Быстрое усвоение в расплаве. Частицы фракционного графита растворяются в жидком металле быстро и однородно при сравнительно низких температурах. Ключевой фактор здесь — низкая зольность: зольный остаток препятствует контакту углерода с расплавом и снижает степень усвоения.

Фракционный состав: типовые диапазоны

Конкретные границы фракций устанавливаются по запросу заказчика. Ниже приведены наиболее распространённые диапазоны.

Фракция, мм	Типичная область применения
0–0,5	Наполнитель для графитопластов, производство углеграфитовых материалов и электрощёток
0–1	Науглероживатель в электросталеплавильных и индукционных печах (подача на зеркало металла)
1–4	Науглероживатель в литейном производстве, вспенивание шлака в электродуговых печах
4–6	Компонент огнеупорных и углеродных смесей, отдельные литейные применения

Внутренний рассев — процентное содержание каждого класса крупности в партии — согласуется при оформлении заказа и указывается в сопроводительном сертификате качества.

Применение графита фракционного в промышленности

Науглероживатель стали и чугуна

Основное и наиболее объёмное применение фракционного графита — корректировка химического состава сплавов по углероду (науглероживание, карбонизация). Материал вводится в расплав в электросталеплавильных, индукционных, мартеновских и кислородно-конверторных печах, а также в ковш при разливке.

Высокое содержание углерода (≥99% для марки ГИИ-А) и низкая зольность обеспечивают эффективное усвоение углерода жидким металлом. Это позволяет точно регулировать содержание углерода в чугуне и стали, что напрямую влияет на механические свойства готового металла: прочность, твёрдость, обрабатываемость резанием. Фракции до 5 мм растворяются в расплаве быстрее и равномернее по сравнению с более крупными кусками, что снижает потери углерода на угар и уменьшает расходный коэффициент материала.

Дополнительное применение в электродуговых печах — вспенивание шлака. Графит подаётся в шлаковый слой, где реагирует с оксидами железа с выделением газа CO, что создаёт пенистый шлак и улучшает энергоэффективность плавки.

Наполнитель для графитопластов и углеграфитовых материалов

Измельчённый графит является основным углеродным наполнителем при производстве графитопластов — антифрикционных полимерных композитов на основе фторопласта, эпоксидных и фенольных смол. Готовые изделия из графитопластов (подшипники скольжения, уплотнительные кольца, направляющие) работают в условиях сухого трения без дополнительной смазки.

На основе измельчённого графита и связующих производят теплообменную аппаратуру (блочные и трубчатые теплообменники) для работы с агрессивными химическими средами: кислотами, щелочами, растворителями. Подробнее о применении малозольного графита в таких изделиях — в соответствующем разделе каталога.

Производство электродов и углеграфитовых изделий

Фракционный графит входит в состав пресс-масс для изготовления щёток электродвигателей и генераторов, контактных вставок токоприёмников электротранспорта, электродных заготовок. В этих применениях требуется стабильный гранулометрический состав и минимальное содержание примесей (прежде всего серы), которые могут деградировать контактные поверхности.

Производство карбида кремния

В процессе Ачесона (синтез SiC в печах сопротивления при 1400–2500 °C) одним из основных реагентов является углеродистое сырьё. Фракционный искусственный графит используется как источник углерода для реакции с диоксидом кремния.

Упаковка и условия поставки

Стандартная упаковка — мягкие контейнеры МКР (биг-бэги) из полипропилена с влагозащитным вкладышем, вместимость до 1 т. Для небольших партий возможна фасовка в бумажные или полиэтиленовые мешки по 20–25 кг. Материал гигроскопичен: повышенная влажность снижает сыпучесть и затрудняет дозирование, поэтому герметичность упаковки при транспортировке и хранении обязательна.

Поставки по России. На каждую партию предоставляется сертификат качества с указанием фактических значений по химическому составу и гранулометрии. Фракционный состав, марка, объём партии и способ упаковки согласуются при оформлении заявки.