[發明專利]一種復合石墨電極及其制作方法

有效

• 申請號: 201310220877.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104219811A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 殷俊;熊家政
• 申請（專利權）人: 株洲火炬工業爐有限責任公司
• 主分類號: H05B7/085
• 分類號: H05B7/085
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及金屬冶煉技術領域，更具體地說，涉及一種復合石墨電極及其制作方法。

背景技術

直流礦熱電爐，主要應用于鋅、銅、鉛、錫等有色金屬及鐵合金等的冶煉。在直流礦熱電爐冶煉中，電極的壽命長短決定了金屬冶煉的整體經濟效益，因此，延長電極壽命的研究具有重大的意義。

在直流礦熱電爐中，主要通過向安裝于爐底中心位置的電極通入大的電流，來加熱融化礦熱爐內的有色金屬及鐵合金等。目前，大多數直流礦熱電爐采用的是空氣/水冷卻觸針式電極，如圖1所示，多根金屬棒狀觸針1焊接于空氣/水冷卻金屬底座上，這些觸針經冷卻腔和爐襯通至熔池，對熔池內的金屬等進行加熱。

但是，現有的空氣/水冷卻觸針式電極的壽命較短，需頻繁更換電極與電極的耐火材料，但由于電極和耐火材料的維修難度大、周期長，因而使得維修的成本較高，影響了整體的經濟效益。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種復合石墨電極及其制作方法，以解決現有技術中金屬電極壽命短，電極與耐火材料更換頻繁、維修難度大、周期長以及成本高等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種復合石墨電極的制作方法，包括：

在石墨電極的一端形成內孔，其中，所述內孔深入所述石墨電極的內部，但并不貫穿所述石墨電極；

將與所述內孔匹配的金屬管路裝入所述內孔，其中，裝入內孔后的所述金屬管路的進口和出口均位于所述石墨電極的外部；

將所述石墨電極內孔與金屬管路外壁之間的空隙填滿糊料；

焙燒所述石墨電極。

優選的，所述在石墨電極的一端形成的內孔為多個均勻分布的內孔，且每個內孔中都裝有與其相匹配的金屬管路。

優選的，所述金屬管路為U型金屬管路，是由管壁厚度整體相同的厚壁金屬管路彎曲而成。

優選的，所述糊料為碳素糊料。

優選的，所述焙燒石墨電極的過程，包括：

將所述石墨電極放入焙燒爐內，進行第一次焙燒；

將第一次焙燒后的石墨電極浸入液體浸漬劑；

將浸漬后的石墨電極放入焙燒爐內，進行第二次焙燒。

優選的，所述石墨電極進行第一次焙燒的過程，包括：

將焙燒爐內的溫度升至第一溫度，第一溫度的范圍為220℃～240℃，包括端點值，升溫速率的范圍為30℃/小時～40℃/小時，包括端點值；

將焙燒爐內的溫度升至第二溫度，第二溫度的范圍為290℃～310℃，包括端點值，升溫速率的范圍為6℃/小時～8℃/小時，包括端點值；

將焙燒爐內的溫度升至第三溫度，第三溫度的范圍為940℃～960℃，包括端點值，升溫速率的范圍為7℃/小時～9℃/小時，包括端點值；

使焙燒爐內的溫度保持在第三溫度，保持第三溫度的時間范圍為4小時～6小時，包括端點值；

將所述石墨電極自然冷卻后取出。

優選的，所述石墨電極進行第二次焙燒的過程，包括：

將焙燒爐內的溫度升至第四溫度，第四溫度的范圍為1000℃～1200℃，包括端點值，升溫速率的范圍為10℃/小時～15℃/小時，包括端點值；

使焙燒爐內的溫度保持在第四溫度，保持第四溫度的時間范圍為11小時～13小時，包括端點值；

將所述石墨電極自然冷卻后取出。

一種采用上述方法制作的復合石墨電極，包括：

石墨電極；

位于所述石墨電極一端的內孔，其中，所述內孔深入所述石墨電極的內部，但并不貫穿所述石墨電極；

與所述內孔匹配且裝入所述內孔中的金屬管路，其中，裝入內孔后的所述金屬管路的進口和出口均位于所述石墨電極的外部；

填充所述內孔與所述金屬管路之間空隙的糊料。

優選的，所述石墨電極包括同軸的第一圓柱形電極和第二圓柱形電極，所述金屬管路貫穿所述第二圓柱形電極，并深入到所述第一圓柱形電極內部，且所述第二圓柱形電極的底面半徑小于所述第一圓柱形電極的底面半徑。

優選的，所述第二圓柱形電極的圓形底面上具有多個均勻分布的內孔，其中，所述內孔貫穿所述第二圓柱形電極但不貫穿所述第一圓柱形電極，且所述每個內孔中都裝有與其相匹配的U型金屬管路。

與現有技術相比，本發明所提供的技術方案具有以下優點：