[發明專利]一種降低煤瀝青含量生產炭素制品的方法

有效

• 申請號: 201110206623.0
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102887503A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 李純;任利華
• 申請（專利權）人: 任利華
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 鞍山大千專利事務所 21110
• 代理人: 聶振峽

1.一種降低煤瀝青含量生產炭素制品的方法，其特征在于：炭素制品包括：預焙陽極、或石墨化電極、或炭電極、或砌筑炭塊、或電極糊、或半石墨質炭糊、或冷搗糊、或普通炭糊、或陽極糊、或陰極糊；

降低煤瀝青含量生產炭素制品的方法的生產工藝按下列步驟：

（1）、生產炭素制品原料選擇

采用石油焦、或瀝青焦、或電煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生產返回料、或炭素制品回收料，其中一種以上混合物以及用上述原料生產的炭素制品為原料；

（2）、采用壓球工藝生產壓球焦

A、壓球焦原料選擇

采用石油焦、或瀝青焦、或電煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生產返回料、或炭素制品回收料，其中一種以上混合物為原料；

B、壓球焦顆粒級配、結合劑選擇、結合劑加入量

按質量份數100％計算，顆粒級配料+結合劑＝100％；

顆粒級配：有2種方法

篩下料自然粒度法：取方形或圓形篩孔，篩孔尺寸18～8mm，破碎、篩分后篩下自然粒度原料即為合格顆粒級配料，適合炭素生產廠場地改造緊張企業；

粒度級配法：原料最大粒度18～8mm，其中大于5mm的顆粒料大于20％，小于0.1?mm的粉料量小于25％；

結合劑選擇：選擇煤瀝青為結合劑；

結合劑加入量控制：

顆粒級配原料中結合劑加入量控制在5～12％之間；

采用炭素制品混合廢料和成型廢料為原料或采用含有揮發分的石油焦、瀝青焦為原料計算結合劑加入量時，計算原料中已含有結合劑量，其中，揮發分含量等同于該原料結合劑加入量進行計算；

C、壓球焦混合

采用熱態混料，根據不同溫度下結合劑粘度變化，將配料后的原料加熱到100～200℃，與結合劑一起混合5～40min；

D、壓球焦工藝

混合后原料在保持100～200℃溫度條件下送入壓球機壓球，壓球機正常工作線壓比大于0.8?t/mm；

壓球焦是球形或三維尺寸不相等的橢圓形球體，最長方向球體尺寸小于40?mm；

壓球輥皮線速度根據煤瀝青的軟化點溫度、揮發溫度、氣化溫度、燃點溫度變化控制在0.8～10m/min，壓球后壓球焦坯體用篦條篩進行篩分，篦條孔距控制在整球三維最小尺寸的4／5～1／2之間，篩下料保溫100～200℃返回到壓球機供料槽繼續壓球，篩上料進行熱處理，壓球后壓球焦坯體體積密度大于1.64?g／cm³；

E、壓球焦熱處理技術

根據生產成本和炭素制品使用要求，采用3種熱處理方法：

①、壓球焦連續熱處理法：壓球焦坯體通過不密閉加熱設備上端或一端進料、下端或另一端出料，壓球焦坯體在加熱設備加熱過程是連續進行的，屬連續式加熱處理工藝；適用于每年1萬噸以上炭素制品產量生產線進行熱處理壓球焦，熱處理后比熱處理前壓球焦質量要增加；

②、壓球焦密閉熱處理法：壓球焦坯體一次性加入封閉容器內進行熱處理，熱處理結束后一次性排出全部壓球焦坯體，再進行下一循環壓球焦坯體熱處理，屬間斷式加熱處理工藝，壓球焦坯體在封閉容器內熱處理過程中，結合劑煤瀝青產生的揮發分氣體通過自身氣壓排出到容器外，空氣不能進入壓球焦加熱容器內；適用于預焙陽極、石墨電極、炭塊、炭糊等炭素制品的壓球焦坯體熱處理，熱處理后比熱處理前壓球焦質量要減少；

③、壓球焦負壓熱處理法：壓球焦坯體一次性加入封閉容器內進行真空熱處理，熱處理結束后，去掉真空氣壓，排出全部壓球焦坯體，再進行下一循環真空壓球焦坯體熱處理，屬間斷式加熱處理工藝，在密封的容器中、在絕對真空壓力小于50?Kpa真空負壓條件下加熱，加快壓球焦結合劑煤瀝青中易揮發、低熔點成分快速排出，適合炭素制品提高體積密度、石墨化需要，縮短熱處理所用時間，熱處理后比熱處理前壓球焦質量要減少；

熱處理溫度：130～400℃；

熱處理時間：1～48小時，溫度低時，壓球焦熱處理時間長，溫度高時，壓球焦熱處理時間短；

（3）、生產炭素制品顆粒級配、結合劑選擇、結合劑加入量

按質量份數100％計算，顆粒級配料+結合劑＝100％；

顆粒級配：

根據炭素制品的品種選擇對應材質的炭素原料和壓球焦，其中壓球焦加入量大于20％，小于0.1mm粉料加入量小于30％；

結合劑選擇、結合劑加入量控制：

選擇煤瀝青為結合劑；

結合劑加入量：

模壓成型或等靜壓成型結合劑加入量小于10％；

振動成型結合劑加入量小于12％；

擠壓成型結合劑加入量小于20％；

不定形炭素制品電極糊、或半石墨質炭糊、或冷搗糊、或普通炭糊、或陽極糊、或陰極糊結合劑加入量小于22％；

（4）、生產炭素制品混合混捏工藝

將顆粒級配后的原料加熱到110～200℃，再加入煤瀝青結合劑混捏5～60min后，不定形電極糊、或半石墨質炭糊、或冷搗糊、或普通炭糊、或陽極糊、或陰極糊炭素制品經熱搗固，在溫度1000℃時，經過焙燒后體積密度大于1.50?g／cm³；定型炭素制品在溫度110～200℃條件下按炭素制品常規方法進行成型；

（5）、生產炭素制品成型、焙燒、浸漬、石墨化

成型、焙燒、浸漬、石墨化按常規炭素制品生產方法進行，焙燒后炭素定型制品的體積密度大于1.62?g／cm³。