直径６００ｍｍ超高功率石墨电极及其生产方法技术

一种直径６００ｍｍ超高功率石墨电极及其生产方法，它利用主要理化指标真密度偏低，热膨胀系数和含硫量偏高的国产煤系针状焦，可生产直径６００ｍｍ大规格超高功率石墨电极，经检测该产品体积密度，抗折强度，弹性模量，电阻率及热膨胀系数均达到国际标准，从而可解决我国产煤系针状焦，因主要理化指标真密度偏低、热膨胀系数和含硫偏高而无法生产大规格直径６００ｍｍ超高功率石墨电极的难题，并能实现大规格超高功率石墨电极的主要原料针状焦的国产化，同时，还能解决我国因原料针状焦长期依赖进口，且价格昂贵，而严重制约我国炭素行业超高功率石墨电极产能和规模的扩大问题。可降低生产成本，提高经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石墨电极及其生产方法，特别是直径600隱超高功率石墨电极及其生产 方法。
技术介绍
通常，生产超高功率石墨电极的主要原料是针状焦，它又分为石油系针状焦和煤系针状 焦。煤系针状焦与石油系针状焦相比，其优点是价格低廉，热膨胀系数低；缺点是胀裂大。 因胀裂大，产品堆密度的下降会导致产品强度的下降，甚至会使在制造电极时因电极发生破 损而报废。使用煤系针状焦生产大规格超高功率石墨电极时存在着较大的难度，主要是因为煤系针 状焦中硫、氮含量高，在石墨化处理过程中容易造成制品胀气，生产裂紋废品；又因大颗粒 含量少，颗粒强度较低，在使用大颗粒配方时，配料比例容易遭到破坏；还由于热胀系数较 高，影响电极最终的抗热振性能；并且煤系针状焦的长宽比较小，会对电极产品的导热导电 性能有影响。而我国生产的煤系针状焦与进口的煤系针状焦相比存在差异，表现为主要理化 指标真密度偏低、热膨胀系数和硫含量偏高，釆用我国生产的煤系针状焦只能生产直径①400mm以下规格超高功率石墨电极，要生产大规格直径①600mm超高功率石墨电极有很大难 度。目前，凡生产大规格超高功率石墨电极的，大多数是釆用优质的石油系针状焦，只有曰 本曾釆用日本本国生产的煤系针状焦，而日本生产的煤系针状焦的主要理化指标要好于我国 生产的煤系针状焦。我国生产超高功率石墨电极的主要原料一针状焦，长期以来依赖进口， 且进口原料价格昂贵，造成生产成本高，并严重制约我国炭素行业超高功率石墨电极产能和 枧格的扩大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直径600鹏超高功率石墨电极及其生产方法，它能够克服已 有技术的不足，可采用主要理化指标真密度偏低，热膨胀系数和含硫量偏高的国产煤系针状 焦，生产直径600mm超高功率石墨电极，能有效地降低生产成本，提高经济效益，并使产品质量指标和使用性能均能达到国际标准。本专利技术产品直径600mm超高功率石墨电极是以国产煤系针状焦为原料,其具体配方包括 大粒度煤系针状焦、中粒度煤系针状焦和小粒度粉子组成的干料，以及粘结剂、添加剂和生 碎组份，经粉碎筛分、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、加工成品工序制成。该配 方组合物按重量百分比计算为干料中的大粒度煤系针状焦40%、中粒度煤系针状焦20%、小 粒度粉子40%,而粘结剂占干料总重的25 - 30%、添加剂中的硬脂酸占干料总重量的0.5-0.8%、 Fe203铁粉占干料总重量的0. 5%、生碎占干料总重量的5%。所述的粘结剂为改质沥青； 所述的大粒度煤系针状焦的粒度为20—30隱，中粒度煤系针状焦的粒度为10—"mm,小粒度粉子为小于200目粉子。其生产方法包括如下工艺步骤U〉、制电极生制品将原料煤系针状焦粉碎并筛分成规定的大、中、小不同规格的颗 粒度，进入自动配料系统进行配料，制得干料，将干料加热至180 — 20(TC后自动卸入混捏机， 加入粘结剂沥青、添加剂硬脂酸和FeA铁粉，在180 — 20(TC的混捏温度下混捏并保持15分 钟，制得糊料，将该糊料喷水冷却到130-14(TC排入压机，压机在设计的热工温度下进行抽 真空，其抽真空度《22mmHg，在1300吨捣固压力下捣固并保持10秒钟，以主柱塞速度为60mm/ 分的挤压速度进挤压，使体积密度>1. 74g/cm3,再剪切，得到符合技术要求的生制品，待用。〈2〉、焙烧、浸渍将上述待用生制品装入焙烧罐，并按规定的技术要求向焙烧罐中铺 设填充料，完成装罐工序后，送入焙烧炉进行焙烧热处理，在焙烧热处理的过程中，按规定 的升温曲线即一次焙烧曲线自动执行升温，在逐渐升温至最高温度90(TC,再自然冷却至 SOO'C出炉，完成一次焙烧工序，而后用抛丸机进行喷丸处理，用浸渍沥青在10-15bar压力 下进行高压浸渍处理后，再按照二次焙烧曲线进行二次焙烧，获得合格焙烧品，待用。〈3〉、石墨化处理将上述待用的焙烧品经过平端，再按照首尾连接的方式装入内热串 接式石墨化炉内，覆盖保温材料，完成装炉工序，再按照设定的送电曲线进行送电石墨化处 理，该处理温度最高达到3000°C，获得石墨化品，待用。〈4〉、加工、成品将上述待用的石墨化品按照规定的技术要求进行测试，加工成规定 规格的成品，经严格的指标和尺寸检测，再按规定的匹配要求进行预组装、包装、入库。所述的送电曲线是根据直径600,规格的煤系针状焦石墨电极，在内热串接式石墨化炉 内进行石墨化处理时，由于硫、氮元素的存在容易产生气胀的特点，在对内热串接石墨化送 电升温的关键阶段1800 - 230(TC进行温度和位移测量，按照石墨化过程中不同温度阶段制品 的收缩和膨胀原理，而设计的用于直径为600腿规格的煤系针状焦电极石墨化送电曲线。 该石墨化送电曲线的技术要求是直径①600mm焙烧品、单柱装炉、23吨/炉，起始功率 3600KW,送电时长12小时，计划耗电量81500KWh。该石墨化送电曲线如下<table>table see original document page 5</column></row><table>所述的一次焙烧曲线如下一次焙烧曲线<table>table see original document page 6</column></row><table>本专利技术采用上述技术方案，可利用主要理化指标真密度偏低，热膨胀系数和含硫、氮量 偏高的煤系针状焦，能生产出直径600隨大规格超高功率石墨电极，经检测，该电极的体积 密度为1. 70g/cm3,抗折强度为11. 6MPa,弹性模量为8. 66GPa，电阻率为3. 7)jQm,热膨胀 系数为1.2xl(T7'C，完全达到国际标准。从而可解决我国产煤系针状焦因主要理化指标真 密度偏低、热膨胀系数和含硫偏高而无法生产大规格直径600隱超高功率石墨电极的难题， 并能实现大规格超高功率石墨电极的主要原料针状焦的国产化，同时，还能有效地解决我国 因原料针状焦长期依赖进口，且价格昂贵，而严重制约我国炭素行业超高功率石墨电极产能 和规模的扩大问题。可降低生产成本，提高经济效益。本专利技术产品在某 一 钢铁公司用户的3'和4# 10 0吨电弧炉和另 一 钢管公司用户购2# 10 0吨 电弧炉上炼钢试用，试用结果是炼钢单耗分别为1.176公斤Z吨钢和1. 223公斤/。电钢，达 到用户1.20公斤/吨钢和1.25公斤/p屯钢消耗的指标要求，用户十分满意。并评价说试验 电极能够满足100吨90MVA超高功率电弧炉大电压长弧搡作的冶炼要求；电极在使用过程中 没有出现断裂和脱扣现象；试验电极的抗氧化性能、炼钢单耗与国外进口电极水平相当。由 此，可以看出本专利技术产品达到了国际水平。附图说明附图为直径600隱超高功率石墨电极及其生产方法的工艺流程图。具体实施方式 下面结合实施例详细描述本专利技术的具体突施方式。-本专利技术产品是利用100%山西宏特国产煤系针状焦为原料，根据该原料的微观结构，真密 度、热膨胀系数、振实密度、抗碎强度的性能,以及该煤系针状焦对粘结剂的吸附性能，而设计的大、中、小颗粒度粒级的超高功率石墨电极的配方。该配方包括20 - 30 mm大粒度煤 系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直径６００ｍｍ超高功率石墨电极，包括由大粒度煤系针状焦、中粒度煤系针状焦以及小粒度粉子组成的干料，以及粘结剂、添加剂、生碎组份，经粉碎筛分、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、加工成品工序制成，该组合物按重量百分比计算：大粒度煤系针状焦４０％，中粒度煤系针状焦２０％，小粒度粉子４０％，粘结剂占干料总重量的２５－３０％，添加剂硬脂酸占干料总重量的０．５－０．８％，添加剂Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］铁粉占干料总重量的０．５％，生碎占干料总重量的５％，所述的粘结剂为改质沥青。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文来，陈宗义，谭炜洲，
申请(专利权)人：平煤集团开封炭素有限责任公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]