大规格高功率石墨电极及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种大规格高功率石墨电极及其制造方法，包括以下步骤：使用锻后的石油焦和针状焦作为干料，干料经粉碎筛分制成不同粒度及粉料，同时配合使用石墨碎及其生碎，按照一定比配混合后形成混合物料，在混捏锅中采用高结焦值的中温改进沥青作粘结剂，加入硬脂酸添加剂进行混捏处理制得糊料，将糊料加入到均匀冷却的冷却系统中进行冷却，然后在41MN的挤压机下挤压制得生制品，再经过焙烧、石墨化处理、机加工制得石磨电极。本发明专利技术采用高结焦值的中温改制沥青作为粘结剂，并对整体的系统温度进行匹配调整，同时本发明专利技术的制作工艺减少了传统的浸渍工序和二次焙烧，生产的高功率电极产品结构均匀致密，其质量指标和使用性能均能达到国家标准。

【技术实现步骤摘要】
大规格高功率石墨电极及其制造方法
本专利技术涉及一种石磨电极及其制造方法，具体涉及一种大规格高功率石墨电极及其制造方法，尤其涉及一种制备φ714mm的石磨电极的制造方法。
技术介绍
由于振动成型的石墨电极强度低，无法满足大型黄磷炉、钒钛冶炼炉的需求，再加上市场对高质量挤压成型的大规格石墨电极的需求旺盛，因此，对大规格石墨电极的研究应运而生。目前，对挤压成型石墨电极而言，规格越大的石墨电极制造难度系数越大，这是因为一方面要受到挤压设备的局限及工艺技术的限制，另一方面是由于传统工艺一般要经过压型-焙烧-浸渍-二次焙烧-石墨化-机加工的工艺流程，而此种流程不仅投入成本高，而且生产效率慢。因此，目前，只有国内极个别厂家可以生产φ700mm以上的挤压高功率石墨电极。
技术实现思路
鉴于上述缺陷，本专利技术的其中一个目的在于，提供一种工艺流程简单、投入成本低的大规格高功率石墨电极的制造方法，本专利技术的方法省略了两道工序，并能制造出满足高功率技术指标，致密性好产品。本专利技术的另外一个目的在于，提供一种利用上述方法而制造的大规格高功率石墨电极。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种大规格高功率石墨电极的制造方法，包括以下步骤：S1混合物料的制备S1-1：选取以重量份计的石油焦和针状焦，将其混合后作为干料待用，其中石油焦与针状焦的混合比例为7∶3；S1-2：将所述干料经粉碎筛粉碎，制成粒度为4-12mm的干料大颗粒和粒度为0.15-4mm的干料中等颗粒以及粒度为0.001-0.15mm的粉料；其中，制备成的干料大颗粒与干料中等颗粒以及粉料的重量份配比为16-26∶20-35∶42-50；S1-3：将制备成的干料大颗粒、干料中等颗粒和粉料添加到配料系统中，同时在配料系统中加入粒度为0.1-2mm的石墨碎以及生碎，混合后形成混合物料，其中，石墨碎的加入量为所述干料总重量份的5％，生碎的加入量为所述干料总重量份的10-25％；S2混捏处理S2-1：将步骤S1-3配制好的混合物料添加到混捏锅中，加热并搅拌50分钟，加热温度为100-130℃；S2-2：然后再将中温改制沥青添加到混捏锅内再次进行加热并搅拌50分钟，加热温度为160-180℃，使其混捏锅内的物料呈糊状，所述中温改制沥青的加入量为所述干料总重量份的28-31％；S2-3：在步骤S2-2中，当混捏锅加热并搅拌至30-40分钟时，将硬脂酸加入到混捏锅中降低物料的粘度至1000mPa.s以下，硬脂酸的加入量为所述干料总重量份的0.2-0.5％；S3压制生制品S3-1：将S2-2中制备的糊状物料置入冷却搅拌系统冷却，待冷却至115～130℃后，将物料送入挤压机中，挤压压力为7-11MPa，挤压速度为0.5m/min，最终压制得到生制品待用，此时生制品的直径为φ735-φ745mm，体积密度1.72～1.75g/cm3；S4焙烧制得焙烧品S4-1：将步骤S3制得的压制生制品放入敞开式环式焙烧炉中，按照设定的焙烧升温曲线逐渐进行升温，并在最终结束温度的条件下保温35-45h后开始自然降温，待冷却持续140～180小时后得到焙烧品；S5石墨化处理S5-1：将步骤S4制得的焙烧品放入内串石墨化炉中，使用冶金焦作保温料，按照设定的石墨化送电曲线逐渐进行石墨化处理，使其焙烧品的温度最终加热到2800～3000℃，然后再冷却144～168h，最终获得石墨化品；S6机加工制得石磨电极将步骤S5制得的石墨化品利用数控加工技术按照设计要求加工出符合要求的石磨电极成品。进一步的，所述中温改制沥青的结焦值为55.5-58.5％，软化点为95-105℃，融化温度为170-180℃，甲苯不溶物含量为28-34％，喹啉不溶物含量为8-12％。进一步的，所述冷却搅拌系统在冷却糊状物料时保持均匀的冷却物料。进一步的，所述挤压机采用的是41MN的挤压机。一种高功率石磨电极，是利用所述的一种大规格高功率石墨电极的制造方法制备的高功率石磨电极。本专利技术的有益效果：本专利技术采用高结焦值的中温改制沥青作为粘结剂，并对整体的系统温度进行匹配调整，然后在多次试验后选用最佳的物料配比，使其物料充分进行混捏处理，然后使用41MN大型挤压成型机挤压制得压型生制品，经焙烧、石墨化处理、机加工制作出成品电极，本专利技术的制作工艺减少了传统的浸渍工序和二次焙烧，同时生产的高功率电极产品结构均匀致密，其质量指标和使用性能均能达到国家标准，客户使用良好得到了认可，填补了不用浸渍直接生产大规格高功率的石墨电极的空白。本专利技术还使用了在加工过程中产生的石墨碎及其生碎，将其作为原料使用，增强了废物利用的转化，变废为宝，同时，降低了生产成本，增加了经济效益。附图说明图1为本专利技术大规格高功率石墨电极制造方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。本专利技术的大规格高功率石墨电极的制造方法，其总体的工艺大致为：使用锻后的石油焦和针状焦作为干料，干料经粉碎筛分制成不同粒度及粉料，同时配合使用石墨碎及其生碎，按照一定比配混合后形成混合物料，在混捏锅中使用高结焦值的中温改进沥青作粘结剂，加入硬脂酸添加剂进行混捏处理制得糊料，将糊料加入到均匀冷却的冷却系统中进行冷却，然后在41MN的挤压机下挤压制得生制品，再经过焙烧、石墨化处理、机加工制得大规格的高功率石磨电极。下面将根据上面的总体工艺，详细介绍制备φ714mm的石磨电极的制造方法。一种大规格高功率石墨电极的制造方法，包括以下步骤：S1混合物料的制备S1-1：选取以重量份计的石油焦和针状焦，将其混合后作为干料待用，其中石油焦与针状焦的混合比例为7∶3；S1-2：将所述干料经粉碎筛粉碎，制成粒度为4-12mm的干料大颗粒和粒度为0.15-4mm的干料中等颗粒以及粒度为0.001-0.15mm的粉料；其中，制备成的干料大颗粒与干料中等颗粒以及粉料的重量份配比为16-26∶20-35∶42-50；S1-3：将制备成的干料大颗粒、干料中等颗粒和粉料添加到配料系统中，同时在配料系统中加入粒度为0.1-2mm的石墨碎以及生碎，混合后形成混合物料，其中，石墨碎的加入量为所述干料总重量份的5％，生碎的加入量为所述干料总重量份的10-25％；其中石墨碎的原料来源为：石墨制品在石墨化和机加工过程中产生的废品；生碎的原料来源为：未经过焙烧压制工序的经检查后不合格的生坯。S2混捏处理S2-1：将步骤S1-3配制好的混合物料添加到混捏锅中，加热并搅拌50分钟，加热温度为100-130℃；S2-2：然后再将中温改制沥青添加到混捏锅内再次进行加热并搅拌50分钟，加热温度为160-180℃，使其混捏锅内的物料呈糊状，所述中温改制沥青的加入量为所述干料总重量份的28-31％；这里使用的中温改制沥青的结焦值为55.5-58.5％，软化点为95-105℃，融化温度为170-180℃，甲苯不溶物含量为28-34％，喹啉不溶物含量为8-12％。S2-3：在步骤S2-2中，当混捏锅加热并搅拌至30-40分钟时，将硬脂酸加入到混捏锅中降低物料的粘度至1000mPa.s以下，硬脂酸的加入量为所述干料总重量份的0.2-0.5％；这里所说的1000mPa.s以下为900-1000mPa.s。S3压制生制品S3-1：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规格高功率石墨电极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1混合物料的制备S1‑1：选取以重量份计的石油焦和针状焦，将其混合后作为干料待用，其中石油焦与针状焦的混合比例为7∶3；S1‑2：将所述干料经粉碎筛粉碎，制成粒度为4‑12mm的干料大颗粒和粒度为0.15‑4mm的干料中等颗粒以及粒度为0.001‑0.15mm的粉料；其中，制备成的干料大颗粒与干料中等颗粒以及粉料的重量份配比为16‑26∶20‑35∶42‑50；S1‑3：将制备成的干料大颗粒、干料中等颗粒和粉料添加到配料系统中，同时在配料系统中加入粒度为0.1‑2mm的石墨碎以及生碎，混合后形成混合物料，其中，石墨碎的加入量为所述干料总重量份的5％，生碎的加入量为所述干料总重量份的10‑25％；S2混捏处理S2‑1：将步骤S1‑3配制好的混合物料添加到混捏锅中，加热并搅拌50分钟，加热温度为100‑130℃；S2‑2：然后再将中温改制沥青添加到混捏锅内再次进行加热并搅拌50分钟，加热温度为160‑180℃，使其混捏锅内的物料呈糊状，所述中温改制沥青的加入量为所述干料总重量份的28‑31％；S2‑3：在步骤S2‑2中，当混捏锅加热并搅拌至30‑40分钟时，将硬脂酸加入到混捏锅中降低物料的粘度至1000mPa.s以下，硬脂酸的加入量为所述干料总重量份的0.2‑0.5％；S3压制生制品S3‑1：将S2‑2中制备的糊状物料置入冷却搅拌系统冷却，待冷却至115～130℃后，将物料送入挤压机中，挤压压力为7‑11MPa，挤压速度为0.5m/min，最终压制得到生制品待用，此时生制品的直径为φ735‑φ745mm，体积密度1.72～1.75g/cm...

【技术特征摘要】
1.一种大规格高功率石墨电极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1混合物料的制备S1-1：选取以重量份计的石油焦和针状焦，将其混合后作为干料待用，其中石油焦与针状焦的混合比例为7∶3；S1-2：将所述干料经粉碎筛粉碎，制成粒度为4-12mm的干料大颗粒和粒度为0.15-4mm的干料中等颗粒以及粒度为0.001-0.15mm的粉料；其中，制备成的干料大颗粒与干料中等颗粒以及粉料的重量份配比为16-26∶20-35∶42-50；S1-3：将制备成的干料大颗粒、干料中等颗粒和粉料添加到配料系统中，同时在配料系统中加入粒度为0.1-2mm的石墨碎以及生碎，混合后形成混合物料，其中，石墨碎的加入量为所述干料总重量份的5％，生碎的加入量为所述干料总重量份的10-25％；S2混捏处理S2-1：将步骤S1-3配制好的混合物料添加到混捏锅中，加热并搅拌50分钟，加热温度为100-130℃；S2-2：然后再将中温改制沥青添加到混捏锅内再次进行加热并搅拌50分钟，加热温度为160-180℃，使其混捏锅内的物料呈糊状，所述中温改制沥青的加入量为所述干料总重量份的28-31％；S2-3：在步骤S2-2中，当混捏锅加热并搅拌至30-40分钟时，将硬脂酸加入到混捏锅中降低物料的粘度至1000mPa.s以下，硬脂酸的加入量为所述干料总重量份的0.2-0.5％；S3压制生制品S3-1：将S2-2中制备的糊状物料置入冷却搅拌系统冷却，待冷却至115～130℃后，将物料送入挤压机中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵耀志，何永康，马春元，赵焕杰，赵焕锐，
申请(专利权)人：介休市志尧碳素有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14