[發明專利]高溫石墨管及其生產方法

有效

• 申請號: 201110330931.4
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102502600A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 馮圣君
• 申請（專利權）人: 南通三圣石墨設備科技股份有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

技術領域：

本發明涉及一種管材，主要是一種化工行業苛刻工況條件下的列管式石墨換熱設備使用的換熱管材及其生產方法。

背景技術：

現有的列管式石墨換熱設備，其換熱管材通常采用壓型不透性石墨管，其導熱性能、耐腐蝕性能、耐溫性能均存在很大的局限性，特別是線脹系數遠遠高于用于制造與換熱管連接的管板、浮頭的浸漬石墨，因此二者受熱膨脹程度嚴重不一致，導致二者之間的連接斷裂、破損，最終引起整臺設備的損壞乃至報廢。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種線脹系數低的高溫石墨管及其生產方法。

本發明的技術解決方案是：

一種高溫石墨管，其特征是：包括由瀝青、石墨粉、納米級碳酸鈣、炭黑粉為原料制成的管壁，上述管壁的材料中滲透有使管壁具有完全不透性的瀝青、熱固性樹脂成份。

各原材料組份的重量比例為：瀝青：石墨粉：納米級碳酸鈣：炭黑粉＝45~55：45~55：0.3~0.8：0.3~0.8。

各原材料組份的重量比例為：瀝青：石墨粉：納米級碳酸鈣：炭黑粉＝49.5：49.5：0.5：0.5。

一種高溫石墨管的生產方法，其特征是：依次包括下列步驟：

（1）擠壓成型：將瀝青、石墨粉、納米級碳酸鈣、炭黑粉混合均勻后擠壓成型；

（2）高溫焙燒：將成型的管材在1700～1900℃高溫條件下焙燒處理20～30天，使得瀝青碳化；

（3）高溫石墨化：將焙燒結束的管材在1800～2200℃高溫條件下進行石墨化處理15~20天；?

（4）浸漬：將石墨化處理后的管材放入熱固性樹脂中浸漬處理，使管材具有完全不透性；

（5）中溫處理：將上述浸漬過的管材在290℃~310℃條件下處理5～7天，得到最終產品。

本發明采用納米碳酸鈣良好的補強性能提高管材的強度，提高管材的彎曲強度和彎曲彈性模量、熱變形溫度和尺寸穩定性。管材可以視為無數多個有機大分子的雜亂結合體，結合體中存在無數個大小不一的“空穴”。納米級碳酸鈣粒子具有優異的“填充充分性”，能夠和有機大分子良好的結合起來，從而能夠較好的起到填充改性補強作用。

本發明產品的抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、等均與浸漬類不透性石墨接近，線脹系數僅為普通石墨管的1/6；另外其傳熱性能、耐腐蝕性能比普通石墨管更為優越，適合于較為苛刻的工況條件；生產方法簡單可行。

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

具體實施方式

一種高溫石墨管的生產方法，依次包括下列步驟：

（1）擠壓成型：將瀝青、石墨粉、納米級碳酸鈣、炭黑粉混合均勻后擠壓成型；各原材料組份的重量比例為：瀝青：石墨粉：納米級碳酸鈣：炭黑粉＝45~55：45~55：0.3~0.8：0.3~0.8。（例40：50：0.3：0.8、49.5:49.5:0.5:0.5、55:55:0.8:0.3）。

（2）高溫焙燒：將成型的管材在1700～1900℃（例1700℃、1800℃、1900℃）高溫條件下焙燒處理20～30天（例20天、25天、30天），使得瀝青碳化；

（3）高溫石墨化：將焙燒結束的管材在1800～2200℃（例1800℃、2000℃、2200℃）高溫條件下進行石墨化處理15~20天（例15天、18天、20天）；使其具有石墨良好的導熱、導電性能。

（4）浸漬：將石墨化處理后的管材放入浸漬釜中，抽真空，而后吸入熱固性樹脂，如此反復浸漬處理2～3次，使其具有完全不透性；

（5）中溫處理：將上述浸漬過的管材在290℃~310℃（例290℃、300℃、310℃）條件下處理5～7天（例5天、6天、7天），得到最終產品。