UHPφ650mm超高功率石墨电极的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种UHPφ650mm超高功率石墨电极的生产方法，采用P66油系针状焦和液体改质沥青为主要原料，其生产方法包括以下工序：成型工序、一次焙烧、浸渍工序、二次焙烧、LWG内串石墨化工序和机加工生产工序，通过采用12～24mm以上大颗粒针状焦，有效增加制品在热环境下的透气性，减少裂纹产生的几率，保证产品质量可靠性能稳定；抽真空采用水循环和罗茨真空组合泵组，浸渍罐内的真空度达到0.09Mpa以上，加压压力稳定在1.4 Mpa～1.6Mpa，在高压力高真空的工艺条件下，使增重率控制在12～14%的范围内。本发明专利技术所制备的UHPΦ650mm石墨电极制品，抗折强度达到11.0Mpa以上，具有良好的抗热震性能和较高的适宜性。

【技术实现步骤摘要】
*650mm超高功率石墨电极的生产方法
：本专利技术涉及一种在电炉炼钢和矿热炉行业使用的超高功率石墨电极的生产方法，特别是涉及一种采用P66油系针状焦和液体改质沥青为主要原料的650mm超高功率石墨电极的生产方法。
技术介绍
：石墨电极是电炉炼钢和矿热炉行业使用的主要导体材料，由于电炉炼钢和矿热炉技术发展较快，大容量、高产能的炉子日趋增多，为了满足市场需求，大规格电极应运而生。大容量电炉主要考核指标为消耗和折断率，所以低消耗和少折断或无折断(包括本体和接头折断)是国内外石墨电极厂家生产技术突破和研究的重要目标。目前市面上出现的650mm以上规格的石墨电极产品，普遍存在抗热震性能差、折断率较高等现象，进而影响企业生产效率。因此，如何生产出与冶炼炉适宜性较强的650mm石墨电极，提高产品的抗折强度，是本领域研究人员亟待解决的重要问题。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种650mm超高功率石墨电极的生产方法，采用P66油系针状焦和液体改质沥青为主要原料，所制备的650mm超高功率石墨电极，抗热震性能良好，抗折强度达到11.0Mpa以上。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案是：一种650mm超高功率石墨电极的生产方法，采用P66油系针状焦和液体改质沥青为主要原料，其具体步骤如下：A、成型工序：将P66油系针状焦原料加入到干混锅中，采用280～300℃的热媒油作为加热介质，加热35～40分钟，使其达到170～180℃；将加热后的干料装入4000L载有160～170℃热媒油的混捏锅内，加入占干料总重23～25％的液体改质沥青，湿混搅拌35～45分钟，加热使其形成的糊料温度为175～185℃且搅拌均匀；糊料出锅前加入0.15～0.25％比例的塑性增塑剂，搅拌均匀；将糊料排入下层的冷却锅，冷却锅采用10～15℃的冷却水作为热交换介质，通过20～30分钟的热量交换，使糊料温度降为115～125℃；将冷却完成的糊料放入均温箱中进行转运，糊料运至挤压机后，加入到与糊料温度相匹配的压机料室中，避免糊料产生温差；按照挤压机操作步骤，将糊料挤压成650mm以上大规格的石墨电极的生制品，生制品的体积密度控制在1.78g/cm3～1.80g/cm3之间；B、一次焙烧：将石墨电极生制品采用竖装方式装入带盖环式焙烧炉的每个料箱中，在生制品周围装上0～6mm冶金焦粒进行料箱空间的填充，冶金焦粒填充密实后，按步骤加上炉盖，移动炉室与主烟道的联通装置，利用预热或加热装置进行升温，根据石墨制品的焙烧特性，采用400～460小时升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到400℃后出炉，一焙品的体积密度控制在1.70g/cm3～1.69g/cm3之间，电阻率控制在在39.3μΩ.m～42.9μΩ.m之间；C、浸渍工序：将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品温度达到200～250℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.085～0.095MPa稳定，抽真空2～3个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后，产品放置在循环的常温冷却水池中冷却6小时左右，完成浸渍，浸渍增重率控制在12～14％之间；D、二次焙烧：将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧，使二焙品温度达到700～800℃，二焙品的体积密度控制在1.80g/cm3～1.79g/cm3之间，电阻率控制在在36.2μΩ.m～40.4μΩ.m之间；E、LWG内串石墨化工序：将二次焙烧后的合格坯料平整两端端面，采用机械设备或人工操作的方式，将每支坯料在LWG内串石墨化炉内进行串联组装，形成20～50米的串接柱，同时利用石墨化炉串接柱两端的油压顶推将串接柱紧密串接在一起，利用0～8mm的填充料将石墨化炉内的剩余空间进行填充；装炉作业完成后介入24MVA容量的大型变压器，通过电流转换为热能的方式进行升温，使制品温度达到3000℃左右，保持3～5小时后，自然冷却至400℃以下，进行制品出炉，获得650mm超高功率石墨电极制品；F、机加工生产工序：将制备好的石墨电极制品，按照技术规定或合同规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。在步骤A中，所述的塑性增塑剂为二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、苯多酸酯类或酰胺类中的一种。所述的P66油系针状焦原料中，指标如下表：其中：A为灰分，V为挥发物，W为水分，S为硫分，Dt为比重；所述P66油系针状焦原料的粒度为12～24mm。所述的液体改质沥青中，指标如下表：其中：A为灰分，V为挥发物，W为水分，Ti为甲苯不溶物，Qi为喹啉不溶物。在步骤C中，所述的浸渍剂煤沥青，指标如下表：其中：A为灰分，V为挥发物，W为水分，Ti为甲苯不溶物，Qi为喹啉不溶物。在步骤C中，所制备好的石墨电极制品，抗折强度≥11.0Mpa。在步骤C中，所述的抽真空采用水循环和罗茨真空组合泵组，浸渍罐内的真空度达到0.09Mpa以上，加压压力稳定在1.4Mpa～1.6Mpa。本专利技术的创新点在于：1、采用优质油系针状焦、液体改质沥青为主要原料，生产UHPФ650mm电极，保证成型生坯的体积密度在1.80～1.78g/cm3，因改质沥青的结焦值在≥56％，故可使一焙体密在1.68g/cm3以上。2、采用12～24mm以上大颗粒针状焦，可有效增加制品在热环境下的透气性，减少裂纹产生的几率，保证产品质量可靠、性能稳定。3、本专利技术的抽真空采用水循环和罗茨真空组合泵组，浸渍罐内的真空度达到0.09Mpa以上，加压压力稳定在1.4Mpa～1.6Mpa，在高压力、高真空的工艺条件下，可以使增重率按工艺要求控制在12～14％的范围内。4、本专利技术采用LWG内串石墨化装炉工艺，通过电流使其内部发热产生热量，在气胀温区合理控制升温速度，延长时间，防止裂纹，并最终达到降低电阻率的目的，可避免端部裂纹和其它质量问题的发生。5、本专利技术所制备的UHPΦ650mm石墨电极制品，抗折强度达到11.0Mpa以上，具有良好的抗热震性能和低电阻率，具有较高的适宜性。按照YB/T4090-2015标准，要求成品理化指标如下表：本专利技术所制备的650mm超高功率石墨电极的成品理化指标如下表：通过上表可知：本专利技术所制备的UHPΦ650mm石墨电极制品，抗折强度达到11.0Mpa以上，具有良好的抗热震性能和低电阻率，具有较高的适宜性。具体实施方式：下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的解释和说明：实施例：一种650mm超高功率石墨电极的生产方法，采用P66油系针状焦和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种

【技术特征摘要】
1.一种超高功率石墨电极的生产方法，采用P66油系针状焦和液体改质沥青为主要原料，其具体步骤如下：
A、成型工序：
将P66油系针状焦原料加入到干混锅中，采用280～300℃的热媒油作为加热介质，加热35～40分钟，使其达到170～180℃；将加热后的干料装入4000L载有160～170℃热媒油的混捏锅内，加入占干料总重23～25％的液体改质沥青，湿混搅拌35～45分钟，加热使其形成的糊料温度为175～185℃且搅拌均匀；糊料出锅前加入0.15～0.25％比例的塑性增塑剂，搅拌均匀；将糊料排入下层的冷却锅，冷却锅采用10～15℃的冷却水作为热交换介质，通过20～30分钟的热量交换，使糊料温度降为115～125℃；将冷却完成的糊料放入均温箱中进行转运，糊料运至挤压机后，加入到与糊料温度相匹配的压机料室中，避免糊料产生温差；按照挤压机操作步骤，将糊料挤压成以上大规格的石墨电极的生制品，生制品的体积密度控制在1.78g/cm3～1.80g/cm3之间；
B、一次焙烧：
将石墨电极生制品采用竖装方式装入带盖环式焙烧炉的每个料箱中，在生制品周围装上0～6mm冶金焦粒进行料箱空间的填充，冶金焦粒填充密实后，按步骤加上炉盖，移动炉室与主烟道的联通装置，利用预热或加热装置进行升温，根据石墨制品的焙烧特性，采用400～460小时升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到400℃后出炉，一焙品的体积密度控制在1.70g/cm3～1.69g/cm3之间，电阻率控制在在39.3μΩ.m～42.9μΩ.m之间；
C、浸渍工序：
将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品温度达到200～250℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.085～0.095MPa稳定，抽真空2～3个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后，产品放置在循环的常温冷却水池中冷却6小时左右，完成浸渍，浸渍增重率控制在12～14％之间；
D、二次焙烧：
将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧，使二焙品温度达到700～800℃，二焙品的体积密度控制在1.80g/cm3～1.79...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建国，丁洁彬，
申请(专利权)人：河南昇瑞炭材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41