专利名称：抗热冲击性石墨电极及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种石墨电极。
背景技术：
为降低电炉炼钢成本，要求降低炼钢用石墨电极的消耗。电极的消 耗主要包括氧化消耗、机械损耗以及热冲击导致的石墨电极产生裂纹而 引起的脱落和掉块。尤其是热冲击导致的裂纹而引起的脱落和掉块使得 消耗大幅增加，严重时还会影响钢水质量，所以最被反感。
近年来，电炉炼钢为提高生产性能，正向大型化、超高功率化发展， 相对应的电炉用石墨电极的直径也向大型化、超高功率化发展，石墨电 极的负荷电流也会增大。
石墨电极直径越大、负荷电流越大，则热冲击就更易导致石墨电极 产生裂纹、脱落和掉块。所以，急需要改善石墨电极的抗热冲击性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理，可有效减小石墨电极的热膨 胀，提高石墨电极的抗热冲击性的抗热冲击性石墨电极及其生产方法。 本发明的技术解决方案是
一种抗热冲击性石墨电极，其特征是电极直径至少为450mm,
呈抗热冲击性的中空形式。
所述中空为电极长度方向的贯通孔或非贯通孔形式。
中空部分的内径至少为电极直径的10%。 中空部分的内径为电极直径的10% 20%。 中空部分的内径为10 50mm。
一种抗热冲击性石墨电极的生产方法，其特征是通过机加工工序， 将电极制成具抗热冲击性内孔的中空形式，中空部分的内径为电极直径 的10% 20%，电极直径至少为450mm。
一种抗热冲击性石墨电极的生产方法，其特征是通过压型工序， 将直径至少为450mm的石墨电极制成具抗热冲击性内孔的中空形式， 中空部分的内径为10 50mm。
本发明结构合理，可有效减小石墨电极的热膨胀，提高石墨电极的 抗热冲击性。
石墨电极的热冲击由以下特性决定。 a:热膨胀系数(以下简称CTE) K:热导率
S:抗拉强度 E:弹性模量
热冲击在石墨电极上产生的热应力与下式热冲击系数A成正比。<formula>formula see original document page 4</formula>
也就是说，a和E越小，K和S越大，那么热冲击系数就会变小。 另一方面，在石墨电极生产过程中，原料焦的粒度越细，a就会变小，
K则变大。
即理论上，原料焦的粒度越细，热冲击系数就会变小。
但事实上，原料焦粒度越细，热冲击会越大。在实际生产中石墨电极
直径越大，配方中原料焦的粒度就会越粗。
本发明解释了该理论与实际的矛盾的原因并提出提高石墨电极的
抗热冲击性的方法。
理论与实际的矛盾的原因，说明如下
石墨电极通常有20 30。/。的气孔率。石墨电极中心部位的气孔率一
般要比表面周围部位大。石墨电极温度升高时，如果气孔率为零，那么
其热膨胀与CTE (a)成正比。此外，如果气孔全部为开气孔，热膨胀 也与CTE成正比。
但是，石墨电极的气孔中除了开气孔还有大量闭气孔。有闭气孔的 石墨电极一旦快速升温，气孔内的气体就要膨胀(与石墨相比，气体的 CTE极大)、气体不能及时排出到电极外部会在电极内部产生高压，内部 的高压气体会使石墨电极产生大于本身CTE的膨胀。如果是开气孔，气 体会排出到电极外部，不会产生高压。原料焦如果粒度细，那么气孔孔 径就会变小(气孔率没有太大变化)。如果气孔孔径小，气孔内的气体 就很难排出到外部，近似于闭气孔状态。
石墨电极规格越大，采取原料焦粒度粗的配方，目的就是让内部气 体容易排出到外部。
这就是为何细颗粒配方石墨电极与粗颗粒配方石墨电极相比，理论 上细颗粒的热膨胀要小，而实际粗颗粒的热膨胀要小的原因。也可以说，内部气体容易排出到外部是粗颗粒石墨电极的抗热冲击性好的原因。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 图1是本发明实施例1的结构示图。
图2是实施例2的结构示图。 图3是实施例3的结构示图。
具体实施例方式
实施例1:
通过机加工工序(钻孔)，将石墨电极1制成具抗热冲击性内孔的
中空形式，中空部分的内径为电极直径的10% 20%。中空为电极长度 方向的贯通孔2形式。电极直径至少为450mm。 实施例2:
通过机加工工序(钻孔)，将石墨电极3制成具抗热冲击性内孔的 中空形式，中空部分的内径为电极直径的10% 20%。中空为电极长度 方向的非贯通孔4形式(即在中央部位不贯通)。电极直径至少为 450mm。
实施例3:
通过压型工序，将石墨电极5制成具抗热冲击性内孔6的中空形式， 中空部分的内径为10 50mm。电极直径至少为450mm。
权利要求
1、一种抗热冲击性石墨电极，其特征是电极直径至少为450mm，呈抗热冲击性的中空形式。
2、 根据权利要求1所述的抗热冲击性石墨电极，其特征是所述 中空为电极长度方向的贯通孔或非贯通孔形式。
3、 根据权利要求1或2所述的抗热冲击性石墨电极，其特征是 中空部分的内径至少为电极直径的10%。
4、 根据权利要求3所述的抗热冲击性石墨电极，其特征是中空 部分的内径为电极直径的10% 20%。
5、 根据权利要求1或2所述的抗热冲击性石墨电极，其特征是 中空部分的内径为10 50mm。
6、 一种抗热冲击性石墨电极的生产方法，其特征是通过机加工 工序，将电极制成具抗热冲击性内孔的中空形式，中空部分的内径为电 极直径的10% 20%，电极直径至少为450mm。
7、 一种抗热冲击性石墨电极的生产方法，其特征是通过压型工 序，将直径至少为450mm的石墨电极制成具抗热冲击性内孔的中空形 式，中空部分的内径为10 50mm。
全文摘要
本发明公开了一种抗热冲击性石墨电极及其生产方法，电极直径至少为450mm，呈抗热冲击性的中空形式。通过压型工序或机械加工工序制成。本发明结构合理，可有效减小石墨电极的热膨胀，提高石墨电极的抗热冲击性。
文档编号B28D1/00GK101365268SQ20081019660
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者明 刘, 富永洋一郎, 芳 彭, 李志宏, 杨晓智, 苏语诚, 顾玉琪 申请人:南通扬子碳素股份有限公司