高密度人造石墨电极的制造方法技术

本发明专利技术提供一种高密度人造石墨电极的制造方法，其不大幅改变所使用的针状焦炭的粒度、比例，或者不增加粘结剂沥青的量，或者不以高成型压力进行挤出成型。上述高密度人造石墨电极的制造方法是向针状焦炭混炼粘结剂沥青后，进行挤出成型，接着，通过煅烧和石墨化处理，由此制造人造石墨电极的方法，使用如下针状焦炭：通过对所使用的粉碎针状焦炭中至少一部分的粉碎针状焦炭进行焦炭形状的变更处理，由此使包络周长/周长的比与变更前的数值相比增大1％以上。这里，包络周长为将粉碎的针状焦炭的凸部的顶点以最短的距离连接时的一周的长度，周长为粒子的一周的长度。周长为粒子的一周的长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高密度人造石墨电极的制造方法


[0001]本专利技术涉及高密度人造石墨电极的制造方法，特别是在通过电气炼钢制造电炉钢时使用的高密度电气炼钢用电极的制造方法。

技术介绍

[0002]人造石墨电极以煤系或石油系针状焦炭为骨料，并用作为粘结材料的粘结剂沥青将该骨料固定，被广泛用作电气炼钢用电极。这样的人造石墨电极通常如下制造：将针状焦炭筛分并进一步进行粉碎而制备成规定粒度后，与粘结剂沥青混炼，接着进行挤出成型，然后，进行煅烧和石墨化处理。
[0003]近年来，随着大型高负荷电炉的普及，在直流电炉和交流电炉中，人造石墨电极的直径为24～32英寸正成为主流。如果人造石墨电极进行大型化，则电极使用中的半径方向的温度差变大，因此容易产生因热冲击所致的裂纹。作为裂纹的原因之一，考虑了电极内部的组织结构、特别是空隙的形态等。
[0004]在专利文献1中，从人造石墨电极切出样品，根据剖面的图像解析，由骨料间形成的空隙的周长和面积算出形状系数这样的参数，并公开了空隙的状态与不易产生裂纹的人造石墨电极的关系。
[0005]在人造石墨电极的制造方法中，将针状焦炭与粘结剂沥青混炼，刚挤出成型后的成型体的质量会决定人造石墨电极的最终品质。另外，人造石墨电极存在与外周部相比，中心部的密度低的趋势，特别是直径越大，该趋势越强。因此，为了极力减小骨料间形成的空隙，多在粉碎针状焦炭后进行分级，选择各种粒度的针状焦炭，并以期望的配合量使用。
[0006]在非专利文献1中公开了骨料的填充密度与成型体的密度有密切关系，为了提高密度而使用骨料自身的密度高的骨料，并调整为提高填充密度那样的粒度分布。此时使用的针状焦炭组合使用20～40目(0.8～0.4mm)的粒、20～150目(0.8～0.1mm)的粉末、10μm以下的微粉，或者使用炭黑代替10μm以下的微粉。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2002
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246171号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1：碳，1977，No.91P138
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技术实现思路

[0012]如上所述，在现有技术中，为了防止伴随大径化的人造石墨电极的热冲击所致的裂纹，在人造石墨电极的制造方法中，为了减少骨料间形成的空隙，在粉碎针状焦炭后，通过分级来筛选粒度，然后，将多种粒度的针状焦炭组合而与粘结剂沥青混炼。这些是根据组合各种粒径来填埋间隙以提高填充密度的想法而实施的。
[0013]但是，针状焦炭的晶体结构以针状生长，在粉碎时成为长形的形态，且产生来自晶
体结构的细小凹凸。因此，即使为了提高作为骨料的针状焦炭的填充密度而将组合多种粒度的粉碎品组合，也会残留由形态来源产生的空隙。
[0014]因此，本专利技术的目的在于提供一种人造石墨电极的制造方法，其通过与现有技术不同的方法来制造密度高的人造石墨电极。即，提供一种能够在不如现有技术中公开的那样大幅改变所使用的针状焦炭的粒度、比例，或者不增加粘结剂沥青的量，或者不以高成型压力进行挤出成型的情况下得到高密度人造石墨电极的制造方法。
[0015]本专利技术人为了解决上述的课题反复进行了深入研究，结果发现通过使用对用作骨料的粉碎针状焦炭的一部分或全部进行追加处理，作为骨料的针状焦炭变更处理为特定形状的针状焦炭，能够解决上述问题，完成了本专利技术。
[0016]即，本专利技术为一种高密度人造石墨电极的制造方法，其特征在于，将针状焦炭粉碎，混炼粘结剂沥青后，进行挤出成型，接着，进行煅烧和石墨化处理，由此制造人造石墨电极，将针状焦炭粉碎后，对粉碎针状焦炭的一部分或全部进行焦炭形状的变更处理，由此使形状变更处理后的针状焦炭的包络周长/周长的比(E
A
/L
A
)以形状变更处理前的数值(E0/L0)为基准增大1％以上。
[0017]在此，包络周长为将针状焦炭粒子的凸部的顶点以最短的距离连接时的一周的长度，周长为粒子的一周的长度。
[0018]粒子的包络周长与周长通过图像解析装置来测定。
[0019]上述制造方法中，针状焦炭优选真密度为2.00以上，CTE为1.30
×
10
‑6/℃以下，含氮量为0.6wt％以下，含硫量为0.6wt％以下。
[0020]此时，CTE是制作标准的测试件，测定室温～500℃的平均热膨胀系数而算出的。氮量依据JIS M 8819而测定。硫量依据JIS M 8813而测定。
[0021]上述制造方法中，在粉碎针状焦炭中，进行形状的变更处理的针状焦炭优选粒度为500μm以下。
[0022]上述制造方法中，粘结剂沥青优选软化点为70℃～150℃、β树脂量为15～30wt％。
[0023]此时，β树脂量通过JIS K2425的溶剂分析法而测定，以甲苯不溶成分与喹啉可溶成分的差表示。
[0024]根据本专利技术，能够在不大幅改变所使用的针状焦炭的粒度、比例，或者不增加粘结剂沥青的量，或者不以高成型压力进行挤出成型的情况下制造高密度的人造石墨电极。因此，本专利技术也能够充分适用于与大型高负荷电炉对应的大型人造石墨电极(例如直径24～32英寸)的制造。
[0025]另外，本专利技术即使在不改变针状焦炭和粘结剂沥青的量、比例的情况下，也能够比现有条件降低挤出成型工序的压力而生产密度高的人造石墨电极，也能够有助于大量的节能。
具体实施方式
[0026]本专利技术的制造方法的特征在于，使用如下针状焦炭：通过对与粘结剂沥青混炼的针状焦炭粉碎物的全部或一部分进行焦炭形状的变更处理，由此使形状变更处理后的针状焦炭的包络周长/周长的比(E
A
/L
A
)以形状变更处理前的数值(E0/L0)为基准增大1％以上。
[0027]此时，变更形状的粉碎针状焦炭可以以全部作为对象，也可以仅对其一部分进行
变更处理。可以对粉碎针状焦炭的1wt％以上、优选5wt％以上、更优选20wt％以上进行变更处理。进行形状变更处理的粉碎针状焦炭的粒径没有特别限定，但细粒更为有效，可以对例如粒径500μm以下的粉碎针状焦炭进行变更处理。优选为130μm以下的粉碎针状焦炭，进一步优选为75μm以下的粉碎针状焦炭。
[0028]对通过进行焦炭形状的变更处理而使形状变更处理后的粉碎针状焦炭的包络周长/周长的比(E
A
/L
A
)以形状变更处理前的数值(E0/L0)为基准增大1％以上的方法进行说明。
[0029]将块状的针状焦炭用粉碎机、例如颚式破碎机、锤式破碎机、辊式破碎机或双辊式破碎机粉碎至微粒后，按粒度进行分级。进一步用辊磨机、球管磨机进行微粉碎，然后按粒度进行分级。
[0030]对经分级的微粒、微粉粒的针状焦炭的一部分或全部进行焦炭形状的变更处理。在该形状变更处理中，只要能够进行期望的形状变更处理，就可以利用各种装置。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高密度人造石墨电极的制造方法，其特征在于，将针状焦炭粉碎，混炼粘结剂沥青后，进行挤出成型，接着进行煅烧和石墨化处理，由此制造人造石墨电极，将针状焦炭粉碎后，对粉碎针状焦炭的一部分或全部进行焦炭形状的变更处理，由此使形状变更处理后的针状焦炭的包络周长/周长的比即E
A
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以形状变更处理前的数值即E0/L0为基准增大1％以上，这里，包络周长为将针状焦炭粒子的凸部的顶点以最短的距离连接时的一周的长度，周长为针状焦炭粒子的一周的长度。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：川野阳一，
申请(专利权)人：日铁化学材料株式会社，
类型：发明
国别省市：