[發明專利]采用半石墨化無煙煤制備大規格高功率炭電極的方法

有效

• 申請號: 201410037552.X
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103864048A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 內爾·愛德華·約翰遜;高文斌;張曉紅
• 申請（專利權）人: 寧夏永威炭業有限責任公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 葉學軍

技術領域

本發明屬于炭電極制造工藝技術領域，特別是涉及一種采用半石墨化無煙煤制備大規格高功率炭電極的方法。

背景技術

炭電極主要用于生產工業硅、黃磷或剛玉的礦熱電爐中，由于這類產品生產對電極質量要求很高，因此對炭電極所用原料各項性能指標要求也很高?？捎糜谏a炭電極的原料較多，如無煙煤、石油焦、石墨碎、天然石墨等。一般炭電極生產是以電煅無煙煤、石油焦、石墨碎、煤瀝青或加入收塵等為生產原料經破碎、篩分、磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、機加工等工序進行生產，主要存在以下缺點：（1）由于原料品種繁多、配方配比復雜，產品生產過程不易控制，產品內部結構不均勻，成品率不超過85%；（2）大規格高功率炭電極主要以煅后石油焦為原料，生產成本高；（3）產品主要有以下一點或幾點缺點，分別是灰分高、電阻率高，機械強度差、抗熱震性差，抗氧化性差，技術性能指標不能滿足使用要求。

申請公布號CN102101664A的發明專利公開了一種高強高石墨質炭電極及其制備方法。其主要技術特征為：在30-40重量份石墨碎、30-40重量份石油焦、15-25重量份電鍛煤、15-30重量份瀝青內添加0.2-1.0重量份氧化釔。將鍛后的固體原料電鍛煤、石油焦、石墨碎經振動篩篩分、電子配料系統配料后進入混捏鍋同時加入經過處理的添加劑氧化釔攪拌、干混后，加入煤瀝青。由于氧化釔具有聚合作用和增強作用，使各種物料更加緊密的結合在一起，可以提高炭電極的密度，使得炭電極達到了高強度、低電阻和較高的導熱性能，解決了低電阻和高強度兩個優點不能共存問題，適應了冶煉行業大型礦熱冶煉爐的要求。但此種方法配料過多，生產工藝復雜切不易控制，原料成本高，有其它金屬或微量元素帶入產品和產品易氧化等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的缺陷，提供一種配比簡單、成品合格率高、生產成本低的采用半石墨化無煙煤制備大規格高功率炭電極的方法。

為實現上述發明目的所采取的技術方案為：

一種采用半石墨化無煙煤制備大規格高功率炭電極的方法，具體工藝步驟如下：

（1）破碎、篩分、磨粉：半石墨化無煙煤經預處理、破碎、振動篩篩分成三級粒度料，石墨碎破碎磨成粉料；

（2）配料：石墨碎作為粉料，半石墨化無煙煤作為骨料，根據配方用量的要求采用電子自動配料系統進行配料；

（3）混合：配合好的干料送入混捏鍋加熱攪拌一定時間后加入融化的改質瀝青攪拌成糊狀料；

（4）成型:糊狀料輸送至晾料設備進行降溫、均溫、排煙氣處理，處理后的糊狀料在模具桶內經過抽真空、加壓、振動成型，生坯在水中冷卻；

（5）焙燒：生坯在環式焙燒爐內采用大規格炭電極專用焙燒曲線焙燒，自然冷卻后出爐；

（6）機加工：根據用戶圖紙要求進行機加工，加工螺紋時采用專用多刀頭刀具加工；

所述步驟（1）半石墨化無煙煤是以太西低灰無煙煤為原料，采用高溫煅燒工藝，應用高溫熱融解降灰技術特殊處理制得，處理溫度達到2300℃；

所述步驟（1）半石墨化無煙煤電阻率達到500±50μΩm，固定炭成分大于98%，灰分小于2%，硫份小于0.02%，真密度大于1.85g/cm³，石墨化度為50～70%；

所述步驟（1）半石墨化無煙煤篩分成0～4mm、4～10mm、10～16mm三級粒度料；

所述步驟（1）石墨碎破碎磨成200目以下的粉料，純度控制在70±5%；

所述步驟（2）半石墨化無煙煤和石墨碎的配料質量為半石墨化無煙煤30～40重量份，石墨碎粉料40～50重量份；

所述步驟（3）配合好的干料送入伴熱溫度為180±20℃的混捏鍋進行加熱攪拌，攪拌時間為45～60分鐘，當混合干料溫度達到120～140℃℃時加入改質瀝青作為粘接劑；

所述步驟（3）加入改質瀝青15～25重量份，溫度為170±10℃；

所述步驟（3）加入改質瀝青后繼續攪拌40～70分鐘，當糊狀料的溫度達到150～170℃時，物料結束混合送入生坯成型工序；

所述步驟（4）當糊狀料溫度達125～145℃時排出送入模具桶內，糊料在模具桶內經過抽真空、加壓、同時振動8～15分鐘，生坯在水中冷卻至30℃以下；

所述步驟（5）生坯在環式焙燒爐內采用756小時大規格炭電極專用焙燒曲線焙燒，燒至1200℃，再自然冷卻到300℃以下出爐；

所述步驟（5）756小時大規格炭電極專用焙燒曲線如下：