專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨電極接頭及其生產(chǎn)方法，特別是直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
與生產(chǎn)超高功率石墨電極類(lèi)似，超高功率石墨電極接頭的主要原料為針狀焦，針狀焦分為煤系針狀焦和石油系針狀焦。與石油系針狀焦相比，煤系針狀焦含氮含硫量高，在后期高溫處理過(guò)程中在1400°C至2100°C區(qū)間內(nèi)容易造成產(chǎn)品氣脹，產(chǎn)生裂紋廢品；同時(shí)由于熱膨脹系數(shù)較高，對(duì)產(chǎn)品抗熱震性有較大影響。除上述原因外由于煤系針狀焦顆粒強(qiáng)度低，在混捏與壓型過(guò)程中配方的各粒級(jí)配比容易遭到破壞，從而對(duì)最終產(chǎn)品的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致產(chǎn)品在后續(xù)加工及使用過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂與折斷現(xiàn)象。在國(guó)際上，只有日本采用煤系針狀焦生產(chǎn)大規(guī)格超高功率石墨電極及接頭，與國(guó)產(chǎn)煤系針狀焦對(duì)比，日本產(chǎn)煤系針狀焦的主要理化指標(biāo)要好于國(guó)產(chǎn)煤系焦，在一定程度上其理化指標(biāo)達(dá)到或接近石油系針狀焦的相應(yīng)參數(shù)。綜上所述，原料針狀焦已經(jīng)成為制約我國(guó)生產(chǎn)超高功率石墨電極及接頭的主要因
ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產(chǎn)方法，它能克服現(xiàn)有因素的制約，利用主要理化指標(biāo)真密度偏低，熱膨脹系數(shù)和含硫含氮量偏高的國(guó)產(chǎn)煤系針狀焦，生產(chǎn)直徑600mm超高功率石墨電極用直徑318mm石墨電極接頭。本發(fā)明能有效降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)使產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿(mǎn)足實(shí)際使用的需要。本發(fā)明產(chǎn)品直徑318mm超高功率石墨電極接頭以國(guó)產(chǎn)煤系針狀焦為原料，其具體配方包括2mm-lmm粒度煤系針狀焦，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦，-0. 075mm煤系針狀焦細(xì)粉組成的干料組分；用以粘接上述干料組分的粘結(jié)劑改質(zhì)浙青；輔助生產(chǎn)的硬脂酸與氧化鐵粉(Fe2O3)組成的添加劑。該配方組合若以重量百分比計(jì)算，設(shè)上述干料組分總重量為 100%，則2mm-lmm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為20%，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為10%，-0. 075mm煤系針狀焦細(xì)粉所占重量百分比為70%，粘結(jié)劑改質(zhì)浙青與干料組分對(duì)比其重量為干料組分重量的40% _50%，添加劑中的硬脂酸重量為干料組分重量的0. 5% _1%，氧化鐵粉(Fe2O3)重量為干料組分重量的0. 5%。本發(fā)明產(chǎn)品生產(chǎn)方法包括如下工藝步驟1)壓型階段將原料煤系針狀焦破碎篩分以得到配方所需各規(guī)格干料組分，干料加熱至 180-20(TC后進(jìn)入混捏鍋，加入粘結(jié)劑改質(zhì)浙青、硬脂酸與氧化鐵粉添加劑，在180-20(TC溫度下混捏并保持15分鐘，噴水冷卻至130-140°C醒糊5分鐘，然后進(jìn)入壓機(jī)。壓機(jī)料缸內(nèi)溫度保持為120士5°C，在此溫度下壓機(jī)對(duì)所進(jìn)入物料抽真空搗固，真空度< 22mmHg，搗固壓力1100-1300噸，抽真空時(shí)間術(shù)3分鐘，搗固壓力保持時(shí)間術(shù)10秒。搗固結(jié)束后將物料擠出，擠壓壓力應(yīng)維持在900-1100噸，擠壓速度氺5mm/s。該階段所得制品為生制品，體積密度不小于1. 78g/cm3。2)焙燒階段將上述生制品通過(guò)焙燒爐進(jìn)行焙燒熱處理，過(guò)程包括一次焙燒，一次浸漬，二次焙燒，二次浸漬，三次焙燒，三次浸漬，四次焙燒。所述各焙燒過(guò)程均按照各焙燒曲線(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行，焙燒結(jié)束后產(chǎn)品降溫至300°C出爐，經(jīng)拋丸機(jī)拋丸處理后進(jìn)入浸漬罐，通過(guò)浸漬浙青在 IO-Mbar壓力下高溫浸漬處理后，進(jìn)入下一焙燒過(guò)程，直至四次焙燒結(jié)束。該階段所得制品為焙燒品。3)石墨化階段將上述焙燒品經(jīng)過(guò)平端處理，按照首尾相連的原則以四柱打捆的方式裝入內(nèi)熱串接式石墨化爐內(nèi)，覆蓋保溫料后按照設(shè)定的送電曲線(xiàn)進(jìn)行送電石墨化處理。該階段所得制品為石墨化品。4)加工階段將上述石墨化品按照規(guī)定的技術(shù)要求測(cè)量加工成規(guī)定規(guī)格的成品，經(jīng)質(zhì)量指標(biāo)及尺寸指標(biāo)檢測(cè)后再按照規(guī)定的匹配要求與超高功率石墨電極成品進(jìn)行預(yù)組裝、包裝、入庫(kù)。所述焙燒階段-一次焙燒曲線(xiàn)
-次焙燒曲線(xiàn)如下
權(quán)利要求
1.一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭，包括2mm-lmm粒度煤系針狀焦，lmm-0. 5mm 粒度煤系針狀焦，"O. 075mm煤系針狀焦細(xì)粉組成的干料組分；用以粘接上述干料組分的粘結(jié)劑改質(zhì)浙青；輔助生產(chǎn)的硬脂酸與氧化鐵粉(Fe2O3)組成的添加劑。該配方組合若以重量百分比計(jì)算，設(shè)上述干料組分總重量為100%，則2mm-lmm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為20%，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為10%，-0. 075mm煤系針狀焦細(xì)粉所占重量百分比為70%，粘結(jié)劑改質(zhì)浙青與干料組分對(duì)比其重量為干料組分重量的 40% -50%，添加劑中的硬脂酸重量為干料組分重量的0. 5% _1%，氧化鐵粉(Fe2O3)重量為干料組分重量的0.5%。
2.如權(quán)利要求1所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產(chǎn)方法，其特征在于，該生產(chǎn)方法包括如下的工藝步驟1)壓型階段將原料煤系針狀焦破碎篩分以得到如權(quán)利要求1所述個(gè)規(guī)格粒度干料組分，按權(quán)利要求1所述重量百分比配方將干料組分在自動(dòng)配料系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行配料，然后將干料組分加熱至180-200°C后卸入混捏鍋，加入粘結(jié)劑改質(zhì)浙青、硬脂酸與氧化鐵粉O^e2O3) 組成的添加劑，在180-200°C溫度下混捏并保持15分鐘然后噴水冷卻至130-140°C醒糊5 分鐘，之后進(jìn)入壓機(jī)。壓機(jī)料缸內(nèi)溫度保持為120 士 5°C，在此溫度下壓機(jī)對(duì)所進(jìn)入物料抽真空搗固，真空度彡22mmHg，搗固壓力1100-1300噸，抽真空時(shí)間術(shù)3分鐘，搗固壓力保持時(shí)間術(shù)10秒。搗固結(jié)束后將物料擠出，擠壓壓力應(yīng)維持在900-1100噸，擠壓速度氺5mm/s。該階段所得制品為生制品，體積密度不小于1. 78g/cm3。2)焙燒階段將上述生制品通過(guò)焙燒爐進(jìn)行焙燒熱處理，過(guò)程包括一次焙燒，一次浸漬，二次焙燒，二次浸漬，三次焙燒，三次浸漬，四次焙燒。所述各焙燒過(guò)程均按照各焙燒曲線(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行，焙燒結(jié)束后產(chǎn)品降溫至300°C出爐，經(jīng)拋丸機(jī)拋丸處理后進(jìn)入浸漬罐，通過(guò)浸漬浙青在IO-Mbar壓力下高溫浸漬處理后，進(jìn)入下一焙燒過(guò)程，直至四次焙燒結(jié)束。該階段所得制品為焙燒品。3)石墨化階段將上述焙燒品經(jīng)過(guò)平端處理，按照首尾相連的原則以四柱打捆的方式裝入內(nèi)熱串接式石墨化爐內(nèi)，覆蓋保溫料后按照設(shè)定的送電曲線(xiàn)進(jìn)行送電石墨化處理。該階段所得制品為石墨化品。4)加工階段將上述石墨化品按照規(guī)定的技術(shù)要求測(cè)量加工成規(guī)定規(guī)格的成品，經(jīng)質(zhì)量指標(biāo)及尺寸指標(biāo)檢測(cè)后再按照規(guī)定的匹配要求與超高功率石墨電極成品進(jìn)行預(yù)組裝、包裝、入庫(kù)。
3.如權(quán)利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的一次焙燒曲線(xiàn)如下一次焙燒曲線(xiàn)
4.如權(quán)利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的二次焙燒，三次焙燒與四次焙燒曲線(xiàn)如下二次、三次及四次焙燒曲線(xiàn)
5.如權(quán)利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的石墨化送電曲線(xiàn)如下石墨化送電曲線(xiàn)
全文摘要
一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產(chǎn)方法，它利用主要理化指標(biāo)真密度偏低，熱膨脹系數(shù)和含硫量偏高的國(guó)產(chǎn)煤系針狀焦，可生產(chǎn)直徑318mm超高功率石墨電極接頭，以配合直徑600mm大規(guī)格超高功率石墨電極使用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該產(chǎn)品體積密度，抗折強(qiáng)度，電阻率和熱膨脹系數(shù)均可達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可以解決我國(guó)煤系針狀焦由于主要理化指標(biāo)較差不能生產(chǎn)大規(guī)格超高功率石墨電極接頭的難題，從而實(shí)現(xiàn)超高功率石墨電極接頭的主要原料的國(guó)產(chǎn)化?？山档蜕a(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01B31/04GK102364989SQ20111018280
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者劉運(yùn)平, 婁衛(wèi)江, 季耀明, 李明杰, 賈慶遠(yuǎn), 陳文來(lái) 申請(qǐng)人:中平能化集團(tuán)開(kāi)封炭素有限公司