專利名稱：一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在冶煉生產(chǎn)中，導(dǎo)電電極是礦熱爐導(dǎo)電系統(tǒng)中重要組成部分，被稱為礦熱爐的“心臟”，也是礦熱爐生產(chǎn)中主要消耗材料之一，導(dǎo)電電極的種類及質(zhì)量關(guān)系到鐵合金生產(chǎn)能否正常進(jìn)行和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的考核。目前市面上作為礦熱爐導(dǎo)電極共有三類:石墨電極、炭電極和自焙電極。石墨電極灰分低、電阻率低、允許電流密度高，在耗電量上的考核，石墨電極應(yīng)該是最優(yōu)選擇，但是石墨電極的生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，特別在石墨化時(shí)需要耗費(fèi)大量電能，據(jù)資料顯示，I噸石墨化耗電量約為4500 kwh至5000kwh,其產(chǎn)品價(jià)格也相當(dāng)高,是炭電極和自焙電極價(jià)格的兩至四倍，再者石墨電極受其成型工藝(擠壓成型)限制，產(chǎn)品規(guī)格最大為700mm,已經(jīng)不能滿足礦熱爐容量不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)要求。而自焙電極因在生產(chǎn)廠家未經(jīng)過(guò)焙燒工序，在礦熱爐焙燒時(shí)分解排出大量的浙青煙氣無(wú)法集中處理直接排到大氣中，惡化礦熱爐操作環(huán)境，同時(shí)給大氣環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的危害，且自焙電極電阻率大，單位產(chǎn)品耗電量大、質(zhì)量差，極易發(fā)生軟斷或硬斷等質(zhì)量事故，給礦熱爐操作帶來(lái)極大的質(zhì)量隱患和人身安全隱患。目前，礦熱爐的容量越來(lái)越大(國(guó)外大型礦熱爐變壓器容量已達(dá)到1000000KVA)，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越嚴(yán)。礦熱爐的變壓器容量越大，就意味著需要的導(dǎo)電極的直徑就越大、質(zhì)量要求就越高。高石墨質(zhì)炭電極與上述三種電極比，不僅價(jià)格低、質(zhì)量高，且能夠?qū)崿F(xiàn)大直徑的要求?，F(xiàn)在市面上普通炭電極主要成分是電煅煤、煅后焦、煤浙青和少量的石墨材料，其導(dǎo)電性較差、強(qiáng)度不高。按·照炭電極材料對(duì)其導(dǎo)電性能的影響，石墨材料含量越高，電阻率就越低、導(dǎo)電性能就越高，冶煉行業(yè)耗電量就越低，但是隨著石墨材料的含量逐漸增高，將會(huì)帶來(lái)電極毛坯成型的困難，同時(shí)因電極直徑大，易發(fā)生焙燒產(chǎn)品裂紋且電極內(nèi)外部因溫差大而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不一致，大直徑炭電極的生產(chǎn)的難度更大。我公司擁有的中國(guó)專利2010101369138，申請(qǐng)日為2010年3月31日，授權(quán)公告日為2011年12月28日，公開了一種大直徑半石墨炭電極及其生產(chǎn)方法，該炭電極的石墨含量達(dá)到了 40%。其具有導(dǎo)電效果好、結(jié)構(gòu)致密、機(jī)械強(qiáng)度高、不容易出現(xiàn)裂紋、斷裂或軟化現(xiàn)象的優(yōu)勢(shì)。但該專利所采用的技術(shù)方案石墨含量已經(jīng)達(dá)到了極限，如果再提高石墨的含量，電極毛坯成型就會(huì)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，由以下重量百分比的物料制成:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的鍛后焦；所述的石墨材料、鍛后焦均勻分布在煤浙青粘結(jié)介質(zhì)內(nèi)。進(jìn)一步，所述石墨材料為石墨粉或/和石墨碎塊。進(jìn)一步,所述煤浙青為改質(zhì)煤浙青。進(jìn)一步,所述大直徑高石墨質(zhì)炭電極的直徑大于1200_。一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)將以下重量百分比的物料稱重備用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的鍛后焦；
2)將混捏鍋預(yù)熱至140°C，常壓下將電鍛煤、石墨材料加入混捏鍋中加熱至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并經(jīng)充分靜置且溫度在180°C的煤浙青，濕混45分鐘呈糊料狀出鍋，排入料斗中；
3)把料斗內(nèi)的糊料放入經(jīng)過(guò)預(yù)熱且溫度穩(wěn)定在80°C的晾料拌筒中，經(jīng)過(guò)15分鐘的攪拌晾料，糊料中的浙青煙氣沒大部分排出，糊料溫度達(dá)到110°C時(shí)，放入稱量裝置中稱重；
4)采用臥式雙向振動(dòng)成型工藝，將稱重后的糊料振動(dòng)成型為高石墨質(zhì)炭電極生坯；
5)采用高效節(jié)能環(huán)式焙燒爐，將高石墨質(zhì)炭電極生坯在保護(hù)介質(zhì)的保護(hù)下，在隔絕空氣條件下，對(duì)生坯進(jìn)行焙燒；
6)將焙燒完成的半石墨質(zhì)炭電極在機(jī)床上進(jìn)行加工外圓和螺紋。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大直徑炭電極石墨含量可以達(dá)到50%，并且機(jī)械強(qiáng)度高，不容易出現(xiàn)容易出現(xiàn)裂紋、斷裂以及軟化現(xiàn)象。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。I)將以下重量百分比的物料稱重備用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的鍛后焦；
2)將混捏鍋預(yù)熱至140°C，常壓下將電鍛煤、石墨材料加入混捏鍋中加熱至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并經(jīng)充分靜置且溫度在180°C的煤浙青，濕混45分鐘呈糊料狀出鍋，排入料斗中；
3)把料斗內(nèi)的糊料放入經(jīng)過(guò)預(yù)熱且溫度穩(wěn)定在80°C的晾料拌筒中，經(jīng)過(guò)15分鐘的攪拌晾料，糊料中的浙青煙氣沒大部分排出，糊料溫度達(dá)到110°C時(shí)，放入稱量裝置中稱重；
4)采用臥式雙向振動(dòng)成型工藝，將稱重后的糊料振動(dòng)成型為高石墨質(zhì)炭電極生坯；
5)采用高效節(jié)能環(huán)式焙燒爐，將高石墨質(zhì)炭電極生坯在保護(hù)介質(zhì)的保護(hù)下，在隔絕空氣條件下，對(duì)生坯進(jìn)行焙燒；
6)將焙燒完成的高石墨質(zhì)炭電極在機(jī)床上進(jìn)行加工外圓和螺紋。本發(fā)明的高石墨質(zhì)炭電極直徑可達(dá)1200_以上，根據(jù)需要加工成不同的規(guī)格，如直徑為1200mm、直徑為1400mm，其技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到:電阻率10.0 15.0 μ Ω.m ;抗折強(qiáng)度 9.0 10.0 Mpa ;灰分彡 2.0 %。凡在不脫離本發(fā)明核心的情況下做出的簡(jiǎn)單的變形或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，其特征在于，由以下重量百分比的物料制成:20%的煤浙青、55%的石墨材料、25%的鍛后焦；所述的石墨材料、鍛后焦均勻分布在煤浙青粘結(jié)介質(zhì)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，其特征在于，所述石墨材料為石墨粉或/和石墨碎塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，其特征在于，所述煤浙青為改質(zhì)煤浙青。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，其特征在于，所述大直徑高石墨質(zhì)炭電極的直徑大于1200_。
5.一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將以下重量百分比的物料稱重備用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的鍛后焦； 2)將混捏鍋預(yù)熱至140°C，常壓下將電鍛煤、石墨材料加入混捏鍋中加熱至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并經(jīng)充分靜置且溫度在180°C的煤浙青，濕混45分鐘呈糊料狀出鍋，排入料斗中； 3)把料斗內(nèi)的糊料放入經(jīng)過(guò)預(yù)熱且溫度穩(wěn)定在80°C的晾料拌筒中，經(jīng)過(guò)15分鐘的攪拌晾料，糊料中的浙青煙氣沒大部分排出，糊料溫度達(dá)到110°C時(shí)，放入稱量裝置中稱重； 4)采用臥式雙向振動(dòng)成型工藝，將稱重后的糊料振動(dòng)成型為高石墨質(zhì)炭電極生坯； 5)采用高效節(jié)能環(huán)式焙燒爐，將高石墨質(zhì)炭電極生坯在保護(hù)介質(zhì)的保護(hù)下，在隔絕空氣條件下，對(duì)生坯進(jìn)行焙燒； 6)將焙燒完成的半石墨質(zhì)炭電極在機(jī)床上進(jìn)行加工外圓和螺紋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大直徑高石墨質(zhì)炭電極，其特征在于，由以下重量百分比的物料制成20%的煤瀝青、55%的石墨材料、25%的鍛后焦；所述的石墨材料、鍛后焦均勻分布在煤瀝青粘結(jié)介質(zhì)內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大直徑炭電極石墨含量可以達(dá)到50%，并且機(jī)械強(qiáng)度高，不容易出現(xiàn)容易出現(xiàn)裂紋、斷裂以及軟化現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H05B7/085GK103249194SQ20131018939
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者趙東房, 陰國(guó)勝, 馮金保, 張紅軍, 盧小偉 申請(qǐng)人:焦作市東星炭電極有限公司