一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铬铁冶炼专用炭电极,由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤35～45%、煤沥青14～20%、粒状石墨材料9～15%，粉状煅后焦25～35%，三氧化二铁0.2～0.8%、磷酸0.2～0.8%，所述电煅煤和石墨材料均匀分布在煤沥青和粉状煅后焦形成的胶料中，该铬铁冶炼专用炭电极不需要进行自焙，直接安装即可使用，节约了自焙的电量消耗，减少了沥青烟气的排放，属于一种安全节能新型环保产品。
【专利说明】一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炭电极【技术领域】，具体涉及一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法。【背景技术】
[0002]目前铬铁冶炼生产普遍采用的是自焙电极，采用电极糊在矿热炉使用过程中通电加热烧结而成。近年来，国家对环保要求力度不断加大，对使用自焙电极的铁合金行业进行了行业准入限制。电极糊因为在烧结的过程中会释放大量的浙青烟气，污染环境，严重影响人们的身体健康。电极糊在烧结成自焙电极时需要一定的热量，需要电能转化为热能将其烧结，这样就增加了约5%?10%的电能消耗。近年来随着国家节能减排工作的日益深入，耗能大、排放高的企业将逐渐被淘汰。而电极糊因耗费能源大、对环境污染严重，也被列入淘汰行业目录；再者，由于操作不慎会造成电极软断、硬断事故的发生，严重威胁着操作人员的安全和正常的生产。
[0003]中国专利CN101808435公开了一种大直径半石墨炭电极及其生产方法，该大直径半石墨质炭电极，包括20%的粒状电煅煤、18%的煤浙青、40%的粉状石墨材料和22%的粉状煅后焦，总重量为100%，所述的电煅煤、石墨材料和煅后焦均匀分布在所述煤浙青粘结介质内。该石墨炭电极由于石墨材料含量高，会使电极成本增大，并且在铬铁冶炼高温度下容易出现氧化，出现电极事故。
[0004]为解决现有络铁冶炼使用电极糊和石墨炭电极存的缺陷，本发明人根据络铁冶炼温度控制在1700 V左右工艺的特性，研制出一种铬铁冶炼专用炭电极，将铬铁冶炼专用炭电极消耗量控制在20Kg/t左右。如果使用电极糊则要消耗30?50Kg/t左右。本发明的铬铁冶炼专用炭电极，因加入抗氧化剂三氧化二铁，减少铬铁生产过程中电极氧化，降低因过度氧化出现的电极事故，同时因减少石墨材料的用量，从而降低了电极的生产成本，并增加了电极的机械强度。
[0005]本发明的铬铁冶炼专用炭电极可以作为国家淘汰落后产能的替代品，属于国家节能减排鼓励类项目；在同等条件下，使用铬铁冶炼专用炭电极生产成本和使用电极糊的成本基本一样，但消耗量却可减少一半，非常经济，能够加快推进国家淘汰落后产能的步伐。
[0006]本发明的铬铁冶炼专用炭电极的生产工艺采用先进的胶料论技术，解决了炭电极生产过程中的不均质问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供了一种铬铁冶炼专用炭电极。该电极成本低、机械强度高，不易因氧化导致电极事故，可替代电极糊，同时，因采用先进的胶料论技术，解决了炭电极生产过程中的不均质问题。
[0008]为实现本发明的目的，提供如下实施方案。
[0009]在一实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤35?45%、煤浙青14?20%、粒状石墨材料9?15%，粉状煅后焦25?35%，三氧化二铁0.2?0.8%、磷酸0.2?0.8%，所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤浙青和粉状煅后焦形成的胶料中
[0010]在上述实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，所述磷酸为磷酸溶液，其浓度范围为70?95%，优选80?90%，最优选85%。
[0011]在一优选实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤42%、煤浙青16%、粒状石墨材料13%，粉状煅后焦28%，三氧化二铁0.5%、磷酸0.5%，所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤浙青和粉状煅后焦形成的胶料中。
[0012]在上述优选实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，所述磷酸为磷酸溶液，其浓度范围为70?95%，优选80?90%，最优选85%。
[0013]在上述实施方案和优选实施方案中，所述粒状电煅煤的粒径范围为4mm?16mm ；所述粉状煅后焦的粒径范围为0.05mm?0.075mm。
[0014]本发明还提供了一种制备铬铁冶炼专用炭电极的方法，包括以下步骤:
[0015]I)将煅后焦粉和煤浙青放入混捏锅混合，温度控制在140?160°C，保持15?25分钟，制得I父料；
[0016]2)将粒状电煅煤、粉状石墨材料放入混捏锅中，加热至150?185°C，混捏保持15?25分钟，制得干料；
[0017]3)将步骤2)的干料加入到步骤I)的胶料中，再加入三氧化二铁和磷酸混合5?15分钟，温度控制在140?160°C，制得糊料；
[0018]4)将步骤3)的糊料，称取规定重量，放入模具，在200吨激振力的作用下保持高速振动，使体积密度> 1.70g/cm3，制得生制品；
[0019]5)将步骤4)的生制品装入焙烧炉中，逐渐升温至最高温度1200°C，再自然冷却至200°C出炉，获得焙烧品；
[0020]6)将步骤5)的焙烧品进行加工，制得规定规格的铬铁冶炼专用炭电极。
[0021]上述本发明的方法，步骤I)的加热保持时间为20分钟，步骤2)的混捏时间为20分钟；步骤3)的混合时间为10分钟。
[0022]本发明的制备铬铁冶炼专用炭电极的方法，具体包括如下工艺步骤:
[0023](I)制备电极生制品:将电煅煤粉碎成4mm?16mm粒径的颗粒、将块状石墨材料破碎，并分别筛分成规定的大、中、小不同规格的颗粒料，进入自动配料系统进行配料，称取规定的干料量，通过螺旋输送入双层混捏锅的上层，进行干料加热处理，加热至150?185°C，保持20分钟，制得干料；将煅后焦粉碎成0.05mm?0.075mm粒径的粉状，与煤浙青一起放入下层混捏锅混合20分钟，温度控制在140?160°C，制得胶料；将上层混捏锅中所制备的干料放入下层混捏锅的胶料中、加入三氧化二铁和磷酸混合10分钟，温度控制在140?1600C，制得糊料；将该糊料通过输送带送入拌筒进行搅拌，下入计量仓，称取规定重量，放入模具，在200吨激振力的作用下保持高速振动，使体积密度> 1.70g/cm3，得到符合技术要求的生制品，待用。
[0024](2)、焙烧:按照技术规定的要求向环式焙烧炉底铺设冶金焦粒，将上述待用生制品装入环式焙烧炉，用冶金焦粒填充空隙，并捣实，进行焙烧，逐渐升温至最高温度1200°C，再自然冷却至200 °C出炉，获得合格焙烧品，待用。
[0025](3)、加工、成品:将上述待用的焙烧品按照规定的技术要求进行测试，加工成规定规格的铬铁冶炼专用炭电极产品，经严格的指标和尺寸检测，按照要求进行包装、入库。
[0026]本发明的铬铁冶炼专用炭电极成本较低,质量均匀,直径可达1400_。它能够突破现有国内大型铬铁冶炼对电极糊的要求，生产出一种铬铁冶炼专用炭电极，与电极糊比，能够降低企业成本，为企业提供一种安装简便、使用安全、经济、低成本、节能环保的铬铁冶炼专用电极。
[0027]本发明的铬铁冶炼专用炭电极，经检测，电极的体积密度为1.64g/cm3，电阻率38 μ Ω -m,抗折强度9.7Mpa,抗压强度30.8Mpa,热膨胀系数4.0X 10_6/°C，灰分1.5%，完全超出了铬铁冶炼使用电极糊的标准，铬铁冶炼专用炭电极代替使用电极糊的自焙电极，铬铁冶炼厂无需自焙，解决了使用电极糊的自焙电极在生产过程中浙青烟气的挥发，在使用过程中没有有害气体的排放，实现了节能环保。本发明的铬铁冶炼专用炭电极不需要进行自焙，直接安装即可使用，节约了自焙过程中的电量消耗，减少了浙青烟气的排放，属于一种安全节能新型环保产品。同时，本发明的铬铁冶炼专用炭电极具有机械强度高、较好的抗热震稳定性、能够减少使用电极糊的自焙电极的冷断和热断，可以提高入炉功率和电热炉效率，缩短冶炼时间，具有较大的节能潜力。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1铬铁冶炼专用炭电极及其生产方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例详细描述和理解本发明，但不以此限制本发明的范围。
[0030]实施列I
[0031]铬铁冶炼专用`炭电极的制备
[0032]配方:
[0033]
【权利要求】
1.一种铬铁冶炼专用炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤35?45%、煤浙青14?20%、粒状石墨材料9?15%，粉状煅后焦25?35%，三氧化二铁0.2?0.8%、磷酸0.2?0.8%，所述电煅煤和石墨材料均匀分布在煤浙青和粉状煅后焦形成的胶料中。
2.如权利要求1所述的炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤42%、煤浙青16%、粒状石墨材料13%，粉状煅后焦28%，三氧化二铁0.5%、磷酸0.5%，所述电煅煤和石墨材料均匀分布在煤浙青和粉状煅后焦形成的胶料中。
3.如权利要求1或2所述的炭电极，所述磷酸为磷酸溶液，其浓度为70?95%。
4.如权利要求3所述的炭电极，所述磷酸溶液的浓度为80?90%。
5.如权利要求1所述的炭电极，所述粒状电煅煤的粒径范围为4mm?16mm。
6.如权利要求1所述的炭电极，所述粉状煅后焦的粒径范围为0.05mm?0.075mm。
7.一种制备权利要求1的铬铁冶炼专用炭电极的方法，包括以下步骤: 1)将煅后焦粉和煤浙青放入混捏锅混合，温度控制在140?160°C，保持15?25分钟，制得胶料； 2)将粒状电煅煤、粉状石墨材料放入混捏锅中，加热至150?185°C，混捏保持15?25分钟，制得干料； 3)将步骤2)的干料加入到步骤I)的胶料中，再加入三氧化二铁和磷酸混合5?15分钟，温度控制在140?160°C，制得糊料； 4)将步骤3)的糊料，称取规定重量，放入模具，在200吨激振力的作用下保持高速振动，使体积密度> 1.70g/cm3，制得生制品； 5)将步骤4)的生制品装入焙烧炉中，逐渐升温至最高温度1200°C，再自然冷却至200°C出炉，获得焙烧品； 6)将步骤5)的焙烧品进行加工，制得规定规格的铬铁冶炼专用炭电极。
8.如权利要求7所述的方法，步骤I)的保持时间为20分钟。
9.如权利要求7所述的方法，步骤2)的混捏时间为20分钟。
10.如权利要求7所述的方法，步骤2)的混合时间为10分钟。
【文档编号】C04B35/622GK103561498SQ201310582826
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】吴守峰, 张胜利, 路二毛, 赵桂平, 张波, 赵阳阳 申请人:重庆东星高温材料有限公司