一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺的制作方法

本发明属于石墨化处理工艺，特别是涉及一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺。

背景技术：

在钢铁产品的冶炼过程中，常常会因为冶炼时间、保温时间、过热时间较长等因素，使得铁液中的碳元素的熔炼损耗量增大，造成铁液中的含碳量有所降低，导致铁液中的含碳量达不到炼制预期的理论值，为了补足钢铁熔炼过程中损耗的碳含量而添加的含碳类物质称之为增碳剂。

通常，钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料以及使用后报废设备构件中的钢铁材料称之为废钢，为了实现对废钢的回收利用，需要对废钢重新炼制后用于铸造，由于废钢的含碳量较低，需要增加生铁用量，为了减少生铁用量或者不用生铁，需要使用增碳剂，这样可大幅增加废钢量。

生铁中有许多粗大的过共晶石墨，这种粗大的石墨具有遗传性，熔炼温度低，粗大石墨不易被消除，粗大的石墨从液态遗传到了固态铸铁组织中，一方面降低铸铁所能达到的强度，降低了材料的性能，另一方面使凝固过程中本来应该产生的石墨化析出的膨胀作用减弱，使铁液凝固过程中的收缩倾向增大，因此，加增碳剂熔炼新工艺与传统上大比例的使用生铁相比，使用增碳剂来保证高碳当量，可以降低生铁炉料的用量，相对提高废钢用量；同时，在高温熔炼的条件下，可以采用渗碳方式获得活性好、石墨化作用更显著的碳，在实际生产中的铸件反映出基体的石墨形态更好，铸件的力学性能和机加工性能更优。

但是现有的增碳剂具有较高的硫和氮，因而会产生较大的污染，同时不利于产品的质量，优质增碳剂一般指经过石墨化的增碳剂，在高温条件下，碳原子从原来无序排列变成片状排列，呈石墨的微观形态，所以称之为石墨化，石墨化可以降低增碳剂中杂质的含量，提高增碳剂的碳含量，降低硫含量，同时低硫低氮的石墨增碳剂使用在铸件上反映出石墨的形态更好，从而有利于提高力学性能，减少收缩倾向，改善加工性能。

由于石墨材料的导电性能好，因此在负极材料的生产过程中，需要将负极材料进行石墨化转变，考虑到负极材料和增碳剂都需要在高温条件下进行石墨化处理，因此本申请人设计一种了负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺。

技术实现要素：

针对以上现有技术的不足，本发明的目的在提供一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺，包括以下步骤：

1)将装有负极材料的导热器具放入石墨化炉内，同时在石墨化炉内加入电阻料；

2)通电使电流流经炉内电阻料，电阻料产生热能，使炉内温度达到3000-3200℃，在3000-3200℃的温度下保温煅烧25-35小时，得到主产品负极材料和副产品增碳剂。

进一步，包括以下步骤：

1)将装有负极材料的导热器具放入石墨化炉内；

2)在导热器具之间的间隙内填入粒径为8-25mm的电阻料，同时将粒径为0-2mm的电阻料填覆在石墨化炉的周围炉壁以及炉的上下两端；

3)通电使电流流经炉内电阻料，电阻料产生热能，使炉内温度达到3000-3200℃，在3000-3200℃的温度下保温煅烧25-35小时，得到主产品负极材料和副产品增碳剂；

4)将增碳剂进行破碎，按照不同粒度要求筛分得到不同规格的增碳剂产品。

进一步，所述导热器具为圆柱形坩埚。

进一步，所述电阻料为石油焦粒/粉或煤粉。

进一步，所述石墨化炉为艾奇逊石墨化炉。

本发明的有益效果在于：

一、本发明同时对负极材料和电阻料进行石墨化处理，相比单独进行石墨化处理，本发明的组合处理方式可以节省石墨化处理成本。

三、采用本发明的处理工艺得到的增碳剂具有以下优点：(1)含硫低，稳定可靠，有效解决硫在球化和孕育过程中对合金化过程的不利影响，节约合金使用量，降低生产成本费用；(2)熔点为1200-1300℃左右，由于熔点低，吸收快，不返渣，可以有效地保护和延长炉龄，减少炉衬材料消耗；(3)化学成分纯净，高碳，低硫，微氮，有害杂质少，力学性能和机加工性能得到一定的改善；(4)外观洁净，无杂质，多孔隙结构，吸收速度快，吸收效率高；(5)使用此类增碳剂有利于提高力学性能，减少收缩倾向，改善加工性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺，包括以下步骤：

1)将装有负极材料的导热器具放入石墨化炉内，同时在石墨化炉内加入电阻料，其中，导热器具可以是采用耐高温金属或者陶瓷等材料制成的容器，电阻料可以是石油焦粒/粉或者煤粉等可以石墨化的材料，为了达到足够温度，石墨化炉可以选择艾奇逊石墨化炉；

2)通电使电流流经炉内电阻料，电阻料产生热能，使炉内温度达到3000℃，在3000℃的温度下保温煅烧30小时，得到主产品负极材料和副产品增碳剂。通常，电阻料需要达到3000℃的高温，碳素石墨化的温度在2400℃，电阻料长时间保温已经完全石墨化，然后再将热能通过导热器具传递到负极材料，最终实现负极材料产品的石墨化，在负极材料完成石墨化转变时，电阻料也经高温石墨化转变形成一种高碳、低硫、低氮的优质石墨化增碳剂。

实施例2

如图1所示，一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺，包括以下步骤：1)将装有负极材料的圆柱形坩埚2等间距放置在艾奇逊石墨化炉4内；

2)在圆柱形坩埚2之间的间隙内填入粒径为8-25mm的石油焦粒3，同时将粒径为0-2mm的石油焦粉1填覆在石墨化炉的周围炉壁以及炉的上下两端；

3)石油焦粉作为电阻料，两个不同粒度的电阻料共同组成炉阻，通电使电流流经炉内电阻料，电阻料产生热能，使炉内温度达到2800℃，在2800℃的温度下保温煅烧30小时，得到主产品负极材料和副产品增碳剂；通常，电阻料需要达到3000℃的高温，碳素石墨化的温度在2400℃，电阻料长时间保温已经完全石墨化，然后再将热能通过导热器具传递到负极材料，最终实现负极材料产品的石墨化，在负极材料完成石墨化转变时，电阻料也经高温石墨化转变形成一种高碳、低硫、低氮的优质石墨化增碳剂。

4)坩埚间隙处的8-25mm粒度的增碳剂进一步通过破碎，按照不同粒度要求筛分得到不同规格的增碳剂产品。

实施例3

一种负极材料和增碳剂的组合石墨化处理工艺，包括以下步骤：1)将装有负极材料的圆柱形坩埚等间距放置在艾奇逊石墨化炉内；

2)在圆柱形坩埚之间的间隙内填入粒径为8-25mm的煤粉，同时将粒径为0-2mm的煤粉涂抹在石墨化炉的周围炉壁以及炉的上下两端；

3)煤粉作为电阻料，两个不同粒度的电阻料共同组成炉阻，通电使电流流经炉内电阻料，电阻料产生热能，使炉内温度达到2500℃，在2500℃的温度下保温煅烧30小时，得到主产品负极材料和副产品增碳剂；通常，电阻料需要达到3000℃的高温，碳素石墨化的温度在2400℃，电阻料长时间保温已经完全石墨化，然后再将热能通过导热器具传递到负极材料，最终实现负极材料产品的石墨化，在负极材料完成石墨化转变时，电阻料也经高温石墨化转变形成一种高碳、低硫、低氮的优质石墨化增碳剂。

4)坩埚间隙处的8-25mm粒度的增碳剂进一步通过破碎，按照不同粒度要求筛分得到不同规格的增碳剂产品。

为了检测上述实施例所制得的增碳剂特性，将上述实施例得到的增碳剂进行成分检测后发现，其具有如下成分特性：固定含碳量≥98.5％，灰份≤0.7％，硫含量≤0.05％，氮含量≤0.03％，挥发分≤0.8％，水分≤0.5％，经过上述检测数据不难看出，经过本发明工艺制得的增碳剂具有高碳低硫低氮的特性，性能优良。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。