[發(fā)明專利]一種超大規(guī)格石墨方電極及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710337248.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN107151143A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉冬;王秀珉;李菁華;李志敏;張偉天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西丹源碳素股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/532
• 分類號(hào): C04B35/532
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨電極制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超大規(guī)格石墨方電極及其制備方法。

背景技術(shù)

由于振動(dòng)成型石墨電極還是擠壓成型石墨電極，都無法無法滿足美國某公司合金冶煉爐的需求，市場需要高質(zhì)量的800X900X3500mm超大規(guī)格石墨方電極，因?yàn)槭艿綌D壓設(shè)備局限及工藝技術(shù)限制，目前國內(nèi)還沒有生產(chǎn)廠家可以生產(chǎn)800X900X3500mm超大規(guī)格石墨方電極，要想達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，一般工藝是壓型、焙燒、石墨化、機(jī)加工。本發(fā)明突破在于使用高結(jié)焦值瀝青，特殊工藝和特制設(shè)備，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均勻致密，客戶使用良好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超大規(guī)格石墨方電極及其制備方法。本發(fā)明生產(chǎn)的超大規(guī)格石墨方電極的質(zhì)量指標(biāo)和使用性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，在客戶使用得到了認(rèn)可，填補(bǔ)了超大規(guī)格方石墨電極的空白。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種超大規(guī)格石墨方電極，它由以下原料按重量配比配制而成，干料：生碎：硬脂酸：中溫改制瀝青=100：5：0.2-0.5：18.5；

其中，干料由粒度為6mm-16mm的混合焦大顆粒28-36%（重量）、粒度為0.15mm-6mm的中等顆粒25-30%（重量）、粒度為0.001mm-0.15mm的粉料30-38%（重量）、粒度為0mm-2mm的石墨碎3-8%組成；

所述中溫改制瀝青為甲苯不溶物含量 28-34％（重量）、喹啉不溶物含量 8-12％（重量）、結(jié)焦值≥55％的煤瀝青。

進(jìn)一步地，所述的干料由粒度為6mm-16mm的混合焦大顆粒33%（重量）、粒度為0.15mm-6mm的中等顆粒27%（重量）、粒度為0.001mm-0.15mm的粉料35%（重量）、粒度為0mm-2mm的石墨碎5%組成。

進(jìn)一步地，所述的煤瀝青為結(jié)焦值在55.5-58.5%的高結(jié)焦值瀝青。

一種超大規(guī)格石墨方電極的制備方法，它由以下步驟制備而成：原料混合制備：將石墨碎和石油焦經(jīng)粉碎后篩分得到不同粒度的顆粒料及粉料，按照配比將篩分后的石墨碎和石油焦混合制成干料，再按比例向干料加入生碎，然后倒入配料系統(tǒng)進(jìn)行攪拌；

混捏：將上步制備好的混合料轉(zhuǎn)入混捏鍋攪拌中攪拌60-70分鐘，然后按比例再加入中溫改制瀝青進(jìn)行混捏攪拌30分鐘，使中溫改制瀝青的融化溫度為170～180℃、軟化點(diǎn)95-105℃，此時(shí)向中溫改制瀝青中按比例加入硬脂酸進(jìn)行混捏處理，當(dāng)混合物粘度≦1000mPa·s時(shí)，制得糊料；

成型：將上步制備的糊料送入冷卻鍋冷卻糊料，冷卻到140℃排入大型臥式振動(dòng)成型機(jī)中，一邊按200噸壓力進(jìn)行加壓，一邊按1600KN激振力進(jìn)行振動(dòng)，經(jīng)過10-20分鐘制成體積密度1.72～1.75g/cm³的生制品；

焙燒：將制成的生制品放入敞開式環(huán)式焙燒爐中，按預(yù)定的焙燒升溫曲線進(jìn)行升溫，在最高溫度850℃條件下保持30小時(shí)后開始自然降溫，冷卻346小時(shí)得到焙燒品；

石墨化：將上步制好的焙燒品放入內(nèi)串石墨化爐中，使用冶金焦作保溫料，按預(yù)定的送電曲線進(jìn)行石墨化處理，使溫度加熱到2600～2950℃，冷卻120～168小時(shí)，獲得石墨化品；

機(jī)加工：將石墨化品在組合數(shù)控機(jī)床上加工成成品。

進(jìn)一步地，生制品的尺寸規(guī)格為800×900×3500mm，體積密度1.56～1.60g/cm3，電阻率小于11μΩ?m。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果是：本發(fā)明采用高結(jié)焦值瀝青，結(jié)焦值在55.5-58.5%之間，整體系統(tǒng)溫度調(diào)整后匹配該瀝青使用，多次試驗(yàn)后選用最佳配比，使用大型臥式振動(dòng)成型機(jī)生產(chǎn)，減少了傳統(tǒng)的浸漬工序和二次焙燒，使產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)和使用性能均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量水平，提高了經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明制造的產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷，經(jīng)化驗(yàn)室檢測，產(chǎn)品體積密度1.65-1.67g/cm3，抗折強(qiáng)度為10.3MPa，彈性模量10.6GPa，電阻率為6.6-7.3μΩm，熱膨脹系數(shù)為 1.86×10-6/℃，灰分0.25%，達(dá)到Y(jié)BT/4089-2015高功率石墨電極行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，客戶使用效果良好；本發(fā)明利用數(shù)控加工機(jī)床加工，按照IEC60239標(biāo)準(zhǔn)加工螺紋等尺寸，產(chǎn)品加工尺寸和公差要求：將石墨化品在組合數(shù)控機(jī)床上加工成成品，成品的接頭孔孔深：285.4mm，允許偏差0～7mm；大徑374.65mm，允許偏差0～0.5mm；斜度9°27′44″，允許偏差0′～ 3′。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1