一种高抗热震性石墨电极的制造工艺及其生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高抗热震性石墨电极的制造工艺及其生产装置，包括以下步骤：1)备料：2)煅烧；3)研磨；4)搅拌；5)碾压；6)焙烧；7)成型；8)浸渍；9)石墨化。生产装置包括浸渍箱本体，固定板和盖板；浸渍箱本体为上端面敞开的箱式结构，过滤池本体的底部均布有底座，过滤池本体中部设置有固定板，并在浸渍箱本体上端面的一端面向延伸出卡槽，并在浸渍箱本体的其余三个上端面内侧设置有内陷槽。本发明专利技术的制备工艺中将成型的石墨电极放置在浸渍箱中浸泡，使得浸泡液能完全浸润整个石墨电极生坯，再进行石墨化操作，提高了石墨电极的内聚力，减少石墨电极在石墨化操作过程中容易出现的断裂，提高其整体的抗热震性。

Manufacturing Technology and Equipment of a Graphite Electrode with High Thermal Shock Resistance

The invention discloses a manufacturing process and a production device of a graphite electrode with high thermal shock resistance, which comprises the following steps: 1) preparation: 2) calcination; 3) grinding; 4) agitation; 5) rolling; 6) roasting; 7) moulding; 8) impregnation; 9) graphitization. The production device includes the impregnating box body, fixing plate and cover plate; the impregnating box body is an open box structure with an upper end face, and the bottom of the filter tank body is provided with a base; the middle part of the filter tank body is provided with a fixing plate, and one end of the upper end face of the impregnating box body is extended to a chute, and the inner side of the other three upper end faces of the impregnating box body is provided with an inner chute. In the preparation process of the present invention, the formed graphite electrode is placed in the impregnation box and immersed, so that the soaking solution can completely infiltrate the whole green graphite electrode, and then the graphitization operation is carried out, which improves the cohesion of the graphite electrode, reduces the easy fracture of the graphite electrode during the graphitization operation, and improves the overall thermal shock resistance of the graphite electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种高抗热震性石墨电极的制造工艺及其生产装置
本专利技术属于石墨制品
，具体涉及一种高抗热震性石墨电极的制造工艺及其生产装置。
技术介绍
随着现在科技的不断发展，对于新能源和新材料的技术应用越来越多。石墨电极作为耐高温的导电材料，其广泛引用于：电弧炼钢炉、矿热电炉、电阻炉以及制作异型石墨产品。石墨电极在现有技术中加工方法主要有加压振动法、数控自动成形法和机械加工方法三种方法。加压振动法：经过专门机床，电极母模与电极形状相反。石墨材料和成型工具在加工时相对放置，留有一定的间隙；数控自动成形法采用专用的石墨电极成型机，但是其使用价格较为昂贵，普及率不高；机械加工方法为国内常用的加工方法，但是其加工精度不高。同时在现有的设备中，加工的石墨电极，在一些特殊的使用环境中，其整体的热震性不高，极大影响了石墨电极的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高抗热震性石墨电极的制造工艺及其生产装置，解决了现有技术中存在石墨电极的热震性较高的技术问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高抗热震性石墨电极的制造工艺，包括以下步骤：1)备料：按重量份2：2：1分别取石油焦、针状焦、无烟煤为原料；2)煅烧：将石油焦、沥青焦按重量份加入到煅烧炉中煅烧，加热到1280～1320℃，并保持煅烧时间为2～3h；3)研磨：将煅烧后的石油焦、沥青焦混合后进行破碎、细磨；4)搅拌：向步骤3)的原料中继续添加无烟煤，并控制搅拌温度为300～400℃，搅拌时间为2.5～3h，并控制空气相对湿度为80～90％；5)碾压：将搅拌后的原料在11～14MPa的压力下进行压实，预压时间为1～2h，预压的温度为120～150℃，形成生坯；6)焙烧：将生坯置于焙烧炉中焙烧，焙烧温度为2600～2800℃，保温，获得石墨坯；7)成型：将石墨坯粉碎至颗粒粒径为0.05～0.07mm的石墨坯粉，使其均匀混合，然后向石墨坯粉中按重量份添加：乙炔黑60～65份、煤焦油30～35份、二硫化钼0.1～0.2份、聚偏氟乙烯3～5份，混合均匀，放入石墨成型模具中加热至130～150℃，保温2～4h后，在15～18MPa压力下预压成型，并切割分段；8)浸渍：将成型的石墨电极放置在盛有浸渍液的浸渍箱中，并密封整个容器，进行抽真空至-800～-900MPa后添加浸渍液浸没成型的石墨电极，浸泡12～13h；9)石墨化：将浸渍后的生胚取出风干，并置于焙烧炉中加热至300～350℃，保持压力为30～35MPa，压缩成型，即可。进一步的，所述原料中石油焦的质量标准为：电阻<4.5mm2/m，比重在1.6～1.7g/m3，灰分<0.9％；针状焦的质量标准为：电阻<5.5mm2/m，比重在2.1～2.2g/m3，灰分<0.9％；无烟煤的质量标准为：电阻在7.8～8.5mm2/m，比重在0.7～0.8g/m3，灰分在1.3～1.4％。进一步的，所述骤6)中焙烧时，先将温度升高到1500～1600℃，并保温20～25h，随后再升温至2600～2800℃，并保温75～90h。进一步的，所述步骤8)中浸渍液的成分为氯化钾、氯化钠按照重量份1:2混合成的溶液。进一步的，所述步骤9)中加热的温度变化为3-4℃/h，到达加热温度后，再保温1-2h。高抗热震性石墨电极的生产装置，包括浸渍箱本体，固定板和盖板；所述浸渍箱本体为上端面敞开的箱式结构，所述过滤池本体的底部均布有底座，所述过滤池本体中部设置有固定板，所述固定板上均布有通孔，并在浸渍箱本体上端面的一端面向延伸出卡槽，并在所述浸渍箱本体的其余三个上端面内侧设置有内陷槽；所述盖板穿过所述卡槽向并与所述内陷槽相适配，覆盖所述浸渍箱本体的上端面，并在所述卡槽所在的浸渍箱本体外侧壁设置有锁扣；所述浸渍箱本体的侧壁上端设置有抽真空口，侧壁的下端设置有出水口。进一步的，所述过滤池本体的腔体内壁周向分布有向内侧延伸的凸沿，所述固定板设置在所述凸沿的上表面。进一步的，所述底座为半球状凸起，且所述底座与所述固定板上的通孔一一相对。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的制备工艺中将成型的石墨电极放置在浸渍箱中浸泡，并在抽真空状态下进行，可使得浸泡液能完全浸润整个石墨电极生坯，再进行石墨化操作，在实现提高石墨电极的抗氧化性的同时，还提高了石墨电极的内聚力，减少石墨电极在石墨化操作过程中容易出现的断裂，提高其整体的抗热震性。2、本专利技术中温度控制在2600～2800℃，再进行粉碎挤压成型，避免直接焙烧后的石墨坯，受热不均匀，其石墨化程度不一致，影响整个石墨电极的电阻率偏高问题，成型后的石墨坯再进行石墨化处理，可大大降低生产成本和操作工艺。3、本专利技术中应用于高抗热震性石墨电极的生产装置，通过浸渍箱本体内设置的固定板与底座相互配合，实现石墨电极的固定，并且一次性可实现多组石墨电极同时浸渍。然后再通过盖板将整个浸渍箱本体密封并抽真空操作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的展开状态结构示意图；图3是本专利技术实施例的侧面结构示意图；图4是本专利技术实施例的浸渍箱本体整体结构示意图；图5是本专利技术实施例的浸渍箱本体俯视结构示意图；图6是本专利技术实施例的固定板结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种高抗热震性石墨电极的制造工艺，包括以下步骤：1)备料：按重量份分别取石油焦200kg、针状焦200kg、无烟煤100kg为原料；2)煅烧：将石油焦、沥青焦按重量份加入到煅烧炉中煅烧，加热到1280℃，并保持煅烧时间为3h，中在煅烧的同时密闭空气，并不间断通入保护气体氦气；3)研磨：将煅烧后的石油焦、沥青焦混合后进行破碎、细磨；4)搅拌：向步骤3)的原料中继续添加无烟煤，并控制搅拌温度为400℃，搅拌时间为3h，并控制空气相对湿度为80％；5)碾压：将搅拌后的原料在11MPa的压力下进行压实，预压时间为1h，预压的温度为120℃，形成生坯；6)焙烧：将生坯置于焙烧炉中焙烧，中焙烧时，先将温度升高到1500℃，并保温20h，随后再升温至2800℃，并保温80h。获得石墨坯；7)成型：将石墨坯粉碎至颗粒粒径为0.05mm的石墨坯粉，然后向石墨坯粉中按重量份添加：乙炔黑60kg、煤焦油30kg、二硫化钼0.1kg、聚偏氟乙烯3kg，混合均匀，放入石墨成型模具中加热至130℃，保温4h后，在15MPa压力下预压成型，并切割分段；8)浸渍：将成型的石墨电极放置在盛有浸渍液的浸渍箱中，并密封整个容器，进行抽真空至-900MPa后添加浸渍液浸没成型的石墨电极，浸泡12h；浸渍液的成分为氯化钾、氯化钠按照重量份1:2混合成的溶液。9)石墨化：将浸渍后的生胚取出风干，并置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗热震性石墨电极的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)备料：按重量份2：2：1分别取石油焦、针状焦、无烟煤为原料；2)煅烧：将石油焦、沥青焦按重量份加入到煅烧炉中煅烧，加热到1280～1320℃，并保持煅烧时间为2～3h；3)研磨：将煅烧后的石油焦、沥青焦混合后进行破碎、细磨；4)搅拌：向步骤3)的原料中继续添加无烟煤，并控制搅拌温度为300～400℃，搅拌时间为2.5～3h，并控制空气相对湿度为80～90％；5)碾压：将搅拌后的原料在11～14MPa的压力下进行压实，预压时间为1～2h，预压的温度为120～150℃，形成生坯；6)焙烧：将生坯置于焙烧炉中焙烧，焙烧温度为2600～2800℃，保温，获得石墨坯；7)成型：将石墨坯粉碎至颗粒粒径为0.05～0.07mm的石墨坯粉，然后向石墨坯粉中按重量份添加：乙炔黑60～65份、煤焦油30～35份、二硫化钼0.1～0.2份、聚偏氟乙烯3～5份，混合均匀，放入石墨成型模具中加热至130～150℃，保温2～4h后，在15～18MPa压力下预压成型，并切割分段；8)浸渍：将成型的石墨电极放置在盛有浸渍液的浸渍箱中，并密封整个容器，进行抽真空至‑800～‑900MPa后添加浸渍液浸没成型的石墨电极，浸泡12～13h；9)石墨化：将浸渍后的生胚取出风干，并置于焙烧炉中加热至300～350℃，保持压力为30～35MPa，压缩成型，即可。...

【技术特征摘要】
1.一种高抗热震性石墨电极的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)备料：按重量份2：2：1分别取石油焦、针状焦、无烟煤为原料；2)煅烧：将石油焦、沥青焦按重量份加入到煅烧炉中煅烧，加热到1280～1320℃，并保持煅烧时间为2～3h；3)研磨：将煅烧后的石油焦、沥青焦混合后进行破碎、细磨；4)搅拌：向步骤3)的原料中继续添加无烟煤，并控制搅拌温度为300～400℃，搅拌时间为2.5～3h，并控制空气相对湿度为80～90％；5)碾压：将搅拌后的原料在11～14MPa的压力下进行压实，预压时间为1～2h，预压的温度为120～150℃，形成生坯；6)焙烧：将生坯置于焙烧炉中焙烧，焙烧温度为2600～2800℃，保温，获得石墨坯；7)成型：将石墨坯粉碎至颗粒粒径为0.05～0.07mm的石墨坯粉，然后向石墨坯粉中按重量份添加：乙炔黑60～65份、煤焦油30～35份、二硫化钼0.1～0.2份、聚偏氟乙烯3～5份，混合均匀，放入石墨成型模具中加热至130～150℃，保温2～4h后，在15～18MPa压力下预压成型，并切割分段；8)浸渍：将成型的石墨电极放置在盛有浸渍液的浸渍箱中，并密封整个容器，进行抽真空至-800～-900MPa后添加浸渍液浸没成型的石墨电极，浸泡12～13h；9)石墨化：将浸渍后的生胚取出风干，并置于焙烧炉中加热至300～350℃，保持压力为30～35MPa，压缩成型，即可。2.根据权利要求1所述的高抗热震性石墨电极的制造工艺，其特征在于，所述原料中石油焦的质量标准为：电阻<4.5mm2/m，比重在1.6～1.7g/m3，灰分<0.9％；针状焦的质量标准为：电阻<5.5mm2/m，比重在2.1～2.2g/m3，灰分<0.9％；无烟煤的质量标准为：电阻在7.8～8.5mm2/m，比重在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卓先，王兵，
申请(专利权)人：合肥炭素有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34