一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法技术

本发明专利技术属于石墨制品的制备技术领域，具体地说，涉及一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法。所述的添加沥青焦生产的高强度石墨制品包括骨料和粘结剂，其中骨料为沥青焦和煅后焦，粘结剂为煤沥青，沥青焦、煅后焦和粘结剂的质量配比为：沥青焦28～32％、煅后焦48～52％和粘结剂18～22％。本发明专利技术的优点是利用加入沥青焦而使石墨制品的强度提高，沥青焦自身强度较高，将沥青焦破碎后与煅后焦一起作为干料来使用，可大大提高石墨制品的强度，因石墨制品的原料里就有沥青，沥青在焙烧后会碳化、结焦，故添加了沥青焦的石墨制品只会增加其制品的强度，不会影响其自身指标的变化，而且裂纹等不合格品发生低，高温抗氧化性强。

High strength graphite product added with bituminous coke and method thereof

The invention belongs to the technical field of preparation of graphite products, in particular, relates to a high strength graphite product added with asphalt coke and a method thereof. The high strength graphite products added to the production of bitumen coke include aggregate and binder, in which the aggregate is bitumen Jiao Heduan rear coke, the binder is coal tar, the asphalt coke, the calcined coke and the binder are 28 to 32%, the calcined coke 48 to 52% and the binder 18 to 22%. The advantage of the invention is that the strength of graphite products is improved by adding bitumen coke, and the strength of the tar coke is high, and the strength of the graphite products is greatly improved by breaking the bitumen coke with the calcined coke as dry material, because the graphite products have bitumen in the raw material and the asphalt will be carbonized and coking after roasting. The graphite products with bitumen Coke will only increase the strength of the products, and will not affect the change of their own indexes, and the unqualified products such as cracks are low, and the high temperature oxidation resistance is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法
本专利技术属于石墨制品的制备
，具体地说，涉及一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法。
技术介绍
石墨制品是采用煅后焦等为原料，煤沥青等为粘结剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺制造的一种耐高温抗氧化的导电材料。广泛应用于冶金、化工、航天、电子、机械、建材、核能等不同领域，如做耐磨用的轴承、密封环；电火花加工用电极、电解加工用电极；连续浇铸用结晶器；半导体生产用加热器、坩埚、炉衬；烧结模具及航空航天飞行器燃气舵及发动机保护套等。目前国内生产的普通石墨由煅后焦与沥青制作而成，其强度较低不能满足部分客户的使用，由于石墨制品在成型时粘结剂(沥青)只能加入18-25％之间，若加多制品会成糊状，不能够成型，自然也形成不了后期的石墨制品。CN102838108A公开了一种细结构高密度石墨制品及其制备方法，包括骨料和粘结剂，骨料与粘结剂的质量比为52：48～58：42，其中，骨料为煅后石油焦或沥青焦粉，粘结剂为高温改质煤沥青。在制备过程中增加了装模加热过程，至少节约了一次以上的“浸渍-焙烧”过程，从而大大缩短了生产周期，节约了能源，降低了生产成本，制得的石墨制品具有体积密度高、强度高、颗粒细、灰分低、结构均匀细致等特点。该方法中粘结剂的用量较多，使得后期成型困难，虽然该方法中采用一些方法处理后制得了体积密度高、强度高、颗粒细、灰分低、结构均匀细致的石墨制品，但本专利技术人在实际研究中发现制备过程中石墨制品产生裂纹现象等不合格品的情况较为严重，严重影响了其成品率。同时，石墨制品在高温下易氧化而使其热疲劳性差，限制了其应用范围，使其优良特性不能充分发挥。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品及方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品，包括骨料和粘结剂，其中骨料为沥青焦和煅后焦，粘结剂为煤沥青，沥青焦、煅后焦和粘结剂的质量配比如下：沥青焦28～32％煅后焦48～52％粘结剂18～22％；优选：沥青焦30％煅后焦50％粘结剂20％。石墨制品是采用煅后焦等为原料，煤沥青等为粘结剂，经破碎、配料、混捏、成型、烧结、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺制造的一种耐高温抗氧化的导电材料。粘结剂的用量对成型有重要的影响，但用量太大会使其成糊状而无法成型；而焙烧样品经过高温石墨化处理后，样品内部由于发生缩聚、热分解等一系列化学反应，使得制品内部的气孔直径不断加大，同时样品中还有可能出现一些细微裂纹或者有裂纹的趋势。经研究表明，骨料的种类和用量对样品裂纹等现象的发生有直接的影响。本专利技术中，粘结剂的用量适中，保证了后期的成型；同时采用沥青焦和煅后焦作为骨料，并通过大量试验，调整骨料中沥青焦和煅后焦的配比，大大降低了石墨制品裂纹现象的产生，提高了成品率。进一步的，所述的沥青焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。进一步的，所述的沥青焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm48～52％0＜粒径≤0.5mm48～52％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm50％0＜粒径≤0.5mm50％。本专利技术中，大粒度的沥青焦在作为骨料的同时也作为支撑料，而小粒度的沥青焦作为弥补料，经混合后能充分渗入到大粒度的沥青焦内部使其结构变得更加致密，从而减缓了氧化气体的扩散速度，大幅度降低了失重率，提高了高温下的抗氧化性。进一步的，所述的煅后焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。进一步的，所述的煅后焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm28～32％0.075＜粒径≤0.5mm28～32％0＜粒径≤0.075mm38～42％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm30％0.075＜粒径≤0.5mm30％0＜粒径≤0.075mm40％。本专利技术还提供所述的高强度石墨制品的制备方法，该方法包括如下步骤：1)配料：按照上述质量比选取沥青焦和煅后焦作为骨料，煤沥青作为粘结剂；2)混捏：先将作为骨料的沥青焦和煅后焦进行干混，干混结束后加入粘结剂煤沥青进行湿混；3)晾料：将混捏好的糊料进行晾料；4)振动成型：将晾好的糊料振动成型，制得成型生坯；5)一次焙烧：对成型生坯进行焙烧，形成焙烧品；6)浸渍：对焙烧品进行浸渍；7)二次焙烧：将浸渍后的焙烧品进行再次焙烧；8)石墨化：将浸渍后的焙烧品进行石墨化，得到高强度的石墨制品。其中，所述的沥青焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。进一步的，所述的沥青焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm48～52％0＜粒径≤0.5mm48～52％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm50％0＜粒径≤0.5mm50％。进一步的，所述的煅后焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。进一步的，所述的煅后焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm28～32％0.075＜粒径≤0.5mm28～32％0＜粒径≤0.075mm38～42％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm30％0.075＜粒径≤0.5mm30％0＜粒径≤0.075mm40％。本专利技术中，所述的干混温度为120～140℃，干混时间为30min；所述的湿混温度为130～160℃，干混时间为25min。湿混温度高于干混温度。混捏是指在一定温度下将定量的各种粒度炭质颗粒料和粉料与定量的粘结剂搅拌混合均匀，捏合成可塑性糊料的工艺过程。本专利技术中，混捏采用干混和湿混相结合的方式。干混可以使不同粒度大小的干料——煅后焦和沥青焦均匀地混合和填充，提高混合料的密实度；将煤沥青加入干混后的煅后焦和沥青焦中进行湿混，则可以使干料和煤沥青混合均匀，液态沥青均匀涂布和浸润颗粒表面，形成一层沥青粘结层，将所有物料互相粘结在一起，进而形成均质的可塑性糊料，有利于成型；另外，湿混过程中，部分煤沥青浸透到干料——煅后焦和沥青焦内部空隙，进一步提高了糊料的密度和粘结性。同时，本专利技术中，湿混温度的提高可以让沥青的流动性变得更好，可以使沥青焦与煅后焦更好地分布均匀，并粘结在一起。所述的晾料为将混捏好的糊料降温至100～120℃，晾料时间20～30min。晾料可以将多余的烟气及挥发分和热量排除，使糊料块度均匀利于成型，且不影响降低沥青的流动性。本专利技术中，一次焙烧的时间为660小时，最高温度为1050℃。本专利技术中，二次焙烧的时间为500小时，最高温度为900℃。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：采用本专利技术的方法制得的石墨制品的不仅强度较高，而且裂纹等不合格品发生低，高温抗氧化性强。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例11)配料：原料按粒度大于0mm并且小于等于0.8mm的沥青焦0.30吨、粒度大于0mm并且小于等于0.8mm的煅后焦0.50吨和煤沥青0.20吨备料；其中，粒度大于0mm并且小于等于0.8mm的沥青焦的粒径分布如下：0.5mm＜粒径≤0.8mm50％0＜粒径≤0.5mm50％；2)混捏：将备好的沥青焦和煅后焦倒入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品，其特征在于，包括骨料和粘结剂，其中骨料为沥青焦和煅后焦，粘结剂为煤沥青，沥青焦、煅后焦和粘结剂的质量配比如下：沥青焦      28～32％煅后焦      48～52％粘结剂      18～22％；优选：沥青焦      30％煅后焦      50％粘结剂      20％。

【技术特征摘要】
1.一种添加沥青焦生产的高强度石墨制品，其特征在于，包括骨料和粘结剂，其中骨料为沥青焦和煅后焦，粘结剂为煤沥青，沥青焦、煅后焦和粘结剂的质量配比如下：沥青焦28～32％煅后焦48～52％粘结剂18～22％；优选：沥青焦30％煅后焦50％粘结剂20％。2.根据权利要求1所述的高强度石墨制品，其特征在于，所述的沥青焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。3.根据权利要求2所述的高强度石墨制品，其特征在于，所述的沥青焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm48～52％0＜粒径≤0.5mm48～52％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm50％0＜粒径≤0.5mm50％。4.根据权利要求1-3任意一项所述的高强度石墨制品，其特征在于，所述的煅后焦的粒度大于0mm并且小于等于0.8mm。5.根据权利要求4所述的高强度石墨制品，其特征在于，所述的煅后焦的粒径范围和含量为：0.5mm＜粒径≤0.8mm28～32％0.075＜粒径≤0.5mm28～32％0＜粒径≤0.075mm38～42％；优选：0.5mm＜粒径≤0.8mm30％0.075＜粒径≤0.5mm30％0＜粒径≤0.075mm40％。6.一种权利要求1所述的高强度石墨制品的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：1)配料：按照上述质量比选取...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟凯，张培模，张培林，戴雪飞，张二丽，赤义军，
申请(专利权)人：大同新成新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14