一种石墨化炉用保温料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨化炉用保温料的制备方法，一种石墨化炉用保温料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)干燥后的兰炭、沥青混匀后由罐式炉顶部加入；2)改性焦原料煅烧温度1200℃

【技术实现步骤摘要】
一种石墨化炉用保温料的制备方法


[0001]本专利技术属于耐火保温材料
，涉及一种石墨化炉用保温料的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨化炉是用于生产碳负极材料最重要的设备之一，炉中石墨电极的质量受到诸多因素影响，如原料质量与配方、成型工艺、焙烧工艺、石墨化工艺等。石墨化工艺作为碳负极材料生产的最后一道工序，其过程控制的优劣将直接影响产品的质量。石墨化工艺中温度控制室最为重要的，其一方面由变压器功率大小决定，另一方面由保温料的质量决定。因此，保温料的质量对于石墨化工艺的影响极大。
[0003]石墨化炉用保温料是起到保温和电绝缘作用的材料，质量较好的保温料可有效防止炉中电极氧化与热量损失，同时保温与绝缘性能较佳。目前保温料主要选用冶金焦焦粉，也有选用石油焦、无烟煤、炭黑等。冶金焦作保温材料具有普遍性，一般选择粒度小于15mm，细粉量不超过25wt％的焦粉，粒度过大，热损失高，细粉过多透气性差，易出现喷火现象；水分则影响石墨化起始阶段电耗，一般要求越低越好，全水分含量小于4wt％；灰分需要严格控制，高温下灰分会与炭发生反应直接影响产品质量。
[0004]兰炭主要由我国神府地区的优质侏罗纪精块煤经中低温干馏而成，因其具有低灰、低硫、低磷、低铝、固定碳高、比电阻高等特性，逐步取代冶金焦、无烟煤用于电石、硅铁、高炉喷吹、造气等行业，目前我国兰炭产能已近1亿吨，并在陕西、内蒙、新疆等地颇具产业规模。兰炭具有低灰、低硫、高比电阻等作石墨化保温料的优势性能，同时也因其挥发分相对较高5wt％≤V
daf
≤10wt％、化学反应活性相对较高限制了其在该领域的应用；而兰炭中小料的价格又通常为冶金焦粉的1/2左右。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种石墨化炉用保温料的制备方法，采用易于获得且成本低廉的兰炭生产石墨化炉用优质保温料，实现保温料保温性能、电绝缘性能的提升，同时降低了保温料的制备成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种石墨化炉用保温料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)干燥兰炭
[0009]兰炭的干燥温度是80℃
‑
300℃，干燥时间0.4
‑
1.0h，干燥后兰炭水分含量M
t,兰炭
≤15wt％；
[0010]2)改性焦配料
[0011]改性焦原料：兰炭85wt％
‑
98wt％，其余为沥青；改性焦原料的指标是灰分A
d,配料
≤10wt％、挥发分5wt％≤V
d,配料
≤20wt％；沥青中粒度<3mm的沥青占比80wt％
‑
90wt％；改性焦原料混匀后由罐式炉顶部加入；
[0012]3)煅烧改性
[0013]改性焦原料煅烧温度1200℃
‑
1350℃，升温速率0.45℃/min
‑
0.70℃/min；
[0014]4)出料与熄焦
[0015]罐式炉的冷却水套排出的改性焦，再经低压水蒸汽吹扫15min
‑
30min后冷却；
[0016]5)整粒
[0017]改性焦粉碎至12mm以下；
[0018]6)混料成品
[0019]改性焦50wt％
‑
85wt％，石英砂15wt％
‑
35wt％，其余为冶金焦焦粉。
[0020]所述兰炭的灰分A
d兰炭
≤10wt％、挥发分V
daf,兰炭
≤10wt％、全水分M
t,兰炭
≤20wt％。
[0021]所述沥青包括煤沥青、石油沥青、煤液化残渣沥青，沥青的灰分A
d沥青
≤3wt％、挥发分V
daf,沥青
≥55wt％、结焦值K>45％。
[0022]所述冶金焦焦粉粒度<12mm，其中，焦粉粒度<0.5mm粒级占比<5wt％，冶金焦焦粉的全水分M
t,焦粉
<2.5％，灰分A
d焦粉
≤13wt％、挥发分V
daf,焦粉
≤1.5wt％。
[0023]所述石英砂粒度<12mm，其中石英砂粒度<0.5mm粒级占比<5wt％，石英砂的全水分M
t,石英砂
<2.5％，二氧化硅含量ω>96wt％。
[0024]步骤5)获得的改性焦的粒度<12mm，其中改性焦<0.5mm粒级占比<5wt％，改性焦的全水分M
t,改性焦
<2.5％，灰分A
d,改性焦
≤8wt％，挥发分V
daf,改性焦
≤1.5wt％，电阻率R
改性焦
>1200μΩ
·
m。
[0025]所述保温料应用在石墨化炉中。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术选取易于获得且成本低廉的兰炭小料替代冶金焦、无烟煤等传统原料制备保温料。为克服兰炭挥发分高、反应活性高、热碎性差等性能的不足，采用干燥、配料、改性、整粒、成品混料等工艺过程优化保温料产品性能。
[0028]本专利技术方法制备的改性焦灰分A
d
控制小于10wt％；挥发分V
daf
不宜超过1.5wt％，防止其对电极的污染。保温料配置过程中石英砂的配比应控制在15wt％
‑
35wt％之间，过小电量损失大、过大则保温料的保温性能较差。对兰炭进行改质处理，不仅能降低保温料的成本，还能有效改善保温料的循环使用效果、延长使用周期。
[0029]为使兰炭在较佳条件下改质，煅烧温度应控制在1200℃
‑
1350℃之间，升温速率控制在0.45℃/min
‑
0.70℃/min之间。罐式炉冷却水套排出的改性焦，需经低压水蒸汽吹扫15min
‑
30min后冷却，以达到改性焦充分冷却及减少水分含量的目的。根据保温料较佳的应用粒径，改质焦整粒为<12mm其中<0.5mm粒级占比<5wt％。改性焦中无定型碳的含量较高，保持了较高的比电阻特性。可向整粒后改性焦中添加少量作为骨料的冶金焦粉，以进一步降低其热碎性；再配以适当比例起绝缘作用的石英砂，提高保温料电阻率。
[0030]本专利技术以兰炭为主要原料制备石墨化炉用保温料，其成本相对传统的保温料成本降低了1/5；本专利技术方法制备的保温料具有低灰、低硫、高电阻率、低导热率及循环使用周期长等特点，质量优于传统的保温料。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨化炉用保温料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)干燥兰炭兰炭的干燥温度是80℃
‑
300℃，干燥时间0.4
‑
1.0h，干燥后兰炭水分含量M
t,兰炭
≤15wt％；2)改性焦配料改性焦原料：兰炭85wt％
‑
98wt％，其余为沥青；改性焦原料的指标是灰分A
d,配料
≤10wt％、挥发分5wt％≤V
d,配料
≤20wt％；沥青中粒度<3mm的沥青占比80wt％
‑
90wt％；改性焦原料混匀后由罐式炉顶部加入；3)煅烧改性改性焦原料煅烧温度1200℃
‑
1350℃，升温速率0.45℃/min
‑
0.70℃/min；4)出料与熄焦罐式炉的冷却水套排出的改性焦，再经低压水蒸汽吹扫15min
‑
30min后冷却；5)整粒改性焦粉碎至12mm以下；6)混料成品改性焦50wt％
‑
85wt％，石英砂15wt％
‑
35wt％，其余为冶金焦焦粉。2.根据权利要求1所述一种石墨化炉用保温料的制备方法，其特征在于，所述兰炭的灰分A
d兰炭
≤10wt％、挥发分V
daf,兰炭
≤10wt％、全水分M
t,兰炭
≤20wt％。3.根据权利要求1所述一种石墨化炉用保温料的制备方法，其特征在于，所述沥青包括煤沥青、石油沥青、煤液化残渣沥青...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成林，唐帅，孟庆波，张世东，徐秀丽，侯金朋，姜雨，马岩，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：