[發明專利]直徑600mm超高功率石墨電極及其生產方法

有效

• 申請號: 200910064797.0
• 申請日: 2009-05-07
• 公開（公告）號: CN101553060A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 陳文來;陳宗義;譚煒洲
• 申請（專利權）人: 平煤集團開封炭素有限責任公司
• 主分類號: H05B7/085
• 分類號: H05B7/085;C01B31/04
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司
• 代理人: 曹素珍

技術領域

本發明涉及一種石墨電極及其生產方法，特別是直徑600mm超高功率石墨電極及其生產方法。

背景技術

通常，生產超高功率石墨電極的主要原料是針狀焦，它又分為石油系針狀焦和煤系針狀焦。煤系針狀焦與石油系針狀焦相比，其優點是價格低廉，熱膨脹系數低；缺點是脹裂大。因脹裂大，產品堆密度的下降會導致產品強度的下降，甚至會使在制造電極時因電極發生破損而報廢。

使用煤系針狀焦生產大規格超高功率石墨電極時存在著較大的難度，主要是因為煤系針狀焦中硫、氮含量高，在石墨化處理過程中容易造成制品脹氣，生產裂紋廢品；又因大顆粒含量少，顆粒強度較低，在使用大顆粒配方時，配料比例容易遭到破壞；還由于熱脹系數較高，影響電極最終的抗熱振性能；并且煤系針狀焦的長寬比較小，會對電極產品的導熱導電性能有影響。而我國生產的煤系針狀焦與進口的煤系針狀焦相比存在差異，表現為主要理化指標真密度偏低、熱膨脹系數和硫含量偏高，采用我國生產的煤系針狀焦只能生產直徑Φ400mm以下規格超高功率石墨電極，要生產大規格直徑Φ600mm超高功率石墨電極有很大難度。目前，凡生產大規格超高功率石墨電極的，大多數是采用優質的石油系針狀焦，只有日本曾采用日本本國生產的煤系針狀焦，而日本生產的煤系針狀焦的主要理化指標要好于我國生產的煤系針狀焦。我國生產超高功率石墨電極的主要原料-針狀焦，長期以來依賴進口，且進口原料價格昂貴，造成生產成本高，并嚴重制約我國炭素行業超高功率石墨電極產能和枧格的擴大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直徑600mm超高功率石墨電極及其生產方法，它能夠克服已有技術的不足，可采用主要理化指標真密度偏低，熱膨脹系數和含硫量偏高的國產煤系針狀焦，生產直徑600mm超高功率石墨電極，能有效地降低生產成本，提高經濟效益，并使產品質量指標和使用性能均能達到國際標準。

本發明產品直徑600mm超高功率石墨電極是以國產煤系針狀焦為原料，其具體配方包括：大粒度煤系針狀焦、中粒度煤系針狀焦和小粒度粉子組成的干料，以及粘結劑、添加劑和生碎組份，經粉碎篩分、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化、加工成品工序制成。該配方組合物按重量百分比計算為：干料中的大粒度煤系針狀焦40％、中粒度煤系針狀焦20％、小粒度粉子40％，而粘結劑占干料總重的25-30％、添加劑中的硬脂酸占干料總重量的0.5-0.8％、Fe₂O₃鐵粉占干料總重量的0.5％、生碎占干料總重量的5％。所述的粘結劑為改質瀝青；所述的大粒度煤系針狀焦的粒度為20-30mm，中粒度煤系針狀焦的粒度為10-20mm，小粒度粉子為小于200目粉子。

其生產方法包括如下工藝步驟：

<1>、制電極生制品：將原料煤系針狀焦粉碎并篩分成規定的大、中、小不同規格的顆粒度，進入自動配料系統進行配料，制得干料，將干料加熱至180-200℃后自動卸入混捏機，加入粘結劑瀝青、添加劑硬脂酸和Fe₂O₃鐵粉，在180-200℃的混捏溫度下混捏并保持15分鐘，制得糊料，將該糊料噴水冷卻到130-140℃排入壓機，壓機在設計的熱工溫度下進行抽真空，其抽真空度≤22mmHg，在1300噸搗固壓力下搗固并保持10秒鐘，以主柱塞速度為60mm/分的擠壓速度進擠壓，使體積密度≥1.74g/cm³，再剪切，得到符合技術要求的生制品，待用。

<2>、焙燒、浸漬：將上述待用生制品裝入焙燒罐，并按規定的技術要求向焙燒罐中鋪設填充料，完成裝罐工序后，送入焙燒爐進行焙燒熱處理，在焙燒熱處理的過程中，按規定的升溫曲線即一次焙燒曲線自動執行升溫，在逐漸升溫至最高溫度900℃，再自然冷卻至300℃出爐，完成一次焙燒工序，而后用拋丸機進行噴丸處理，用浸漬瀝青在10-15bar壓力下進行高壓浸漬處理后，再按照二次焙燒曲線進行二次焙燒，獲得合格焙燒品，待用。

<3>、石墨化處理：將上述待用的焙燒品經過平端，再按照首尾連接的方式裝入內熱串接式石墨化爐內，覆蓋保溫材料，完成裝爐工序，再按照設定的送電曲線進行送電石墨化處理，該處理溫度最高達到3000℃，獲得石墨化品，待用。

<4>、加工、成品：將上述待用的石墨化品按照規定的技術要求進行測試，加工成規定規格的成品，經嚴格的指標和尺寸檢測，再按規定的匹配要求進行預組裝、包裝、入庫。