一种防止石墨电极氧化侵蚀的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及碳素领域，具体而言，涉及一种防止石墨电极氧化侵蚀的方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，碳素行业蓬勃发展，其主要材料炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属 固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质 碳组成的材料。具有轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐 热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性等特点。
[0003] 碳素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电 炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大 小，可分为普通功率石墨电极。高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、 错用炭块、电炉块等。炭素制品按加工株度尚低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤 维等。碳素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品 等。碳素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于1%)。
[0004] 碳素制品主要有以下几种：（一）石墨电极类：主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥 青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧 形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率 和超高功率。石墨电极包括：（1)普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于17A/厘米2 的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。（2)抗氧化涂层石墨电极。表 面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高温氧化的保护层，降低炼钢时 的电极消耗。（3)高功率石墨电极。允许使用电流密度为18~25A/厘米2的石墨电极，主 要用于炼钢的高功率电弧炉。（4)超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于25A/厘米2 的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。（二）石墨阳极类：主要以石油焦为原料，煤 沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化 学工业中电解设备的导电阳极。包括：（1)各种化工用阳极板，（2)各种阳极棒。（三）炭 电极类：以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨 化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括：（1)多灰电极 (用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；（2)再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电 极）；（3)炭电阻棒（即炭素格子砖）；(4)炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；（5)焙烧 电极毛还。
[0005] 石墨电极作为主要碳素产品，其生产过程为：主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥 青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧 形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率 和超高功率，主要用于炼钢。
[0006] 石墨电极在石墨化这个生产环节中，需要在石墨化炉（艾奇逊石墨化炉或内串石 墨化炉）中进行，为了减少石墨电极之间的接触点，一般是四个石墨电极为一组围成一个 圆，这样四个电极中间围成的空档处形成空隙，而石墨化炉内石墨电极的四周盖有用于保 温隔热的冶金焦粉，冶金焦粉自然会落在空隙内，由于冶金焦粉的颗粒度大小不一，一般颗 粒度在O-15mm之间，填充在空隙内时颗粒度较小的冶金焦粉在下部，颗粒度较大的在上 部，堆积在电极与电极之间，导致了电极上端气流不同，使得金属氧化物的气化物不能够分 散流出，只能够沿着电极流动，这样久而久之电极表面会出现爬虫状的金属氧化物对石墨 电极形成了侵蚀，不但影响石墨电极本身生产质量，而且降低其日后的使用寿命。
[0007] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种防止石墨电极氧化侵蚀的方法，所述防止石墨电极氧 化侵蚀的方法具有避免石墨电极的腐蚀，大大延长电极的使用寿命等优点。
[0009] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010] 本发明实施例提供了一种防止石墨电极氧化侵蚀的方法，包括如下步骤：
[0011] (A)先将颗粒度为3-12_的冶金焦粉填充入石墨电极之间空隙内；
[0012] (B)再在石墨电极四周围填充颗粒度为0-15mm的冶金焦粉，即可。
[0013] 现有技术中，由于在石墨化炉内的电极四周会覆盖一层保温料冶金焦粉，而为了 其拥有优良的保温性能，保温料的颗粒度通常会将比较细与比较粗颗粒的冶金焦粉混在一 起，一般在〇_15mm之间，这样落于电极与电极的空隙内的冶金焦粉小颗粒的在底部，大颗 粒的在上部，会导致电极上端气流不同，使得石墨化过程中形成的有害气体与金属反应高 温升华后得到的气化物不能够分散流出，只能够沿着电极流动，导致了电极表面出现爬虫 状的金属氧化物，对电极形成腐蚀，尤其在电极与电极的接触面上，由于通道窄小气体流通 受阻，更容易被侵蚀，这也是尽量减少每根石墨电极之间的接触点的原因。
[0014] 如果石墨电极长期处于被侵蚀的环境中，会使得电极表面出现许多直径不等的小 鼓泡，甚至会出现腐蚀坑陷，因此若要延长电极的使用寿命，需要避免被侵蚀的现象的发 生。
[0015] 本发明通过在电极与电极的空隙处填充3-12mm的冶金焦粉，使得这种大颗粒度 的冶金焦粉填满整个空隙，这样金属氧化物的气化物通过大颗粒粉末之间进行分散流出， 金属氧化物也会附着在大颗粒的冶金焦粉上，不会附着在电极上，以实现石墨电极的保护， 避免了石墨电极的腐蚀，切实延长了电极的使用寿命。
[0016] 其中填充于电极与电极的空隙的冶金焦粉的具体颗粒度的大小为重点考察的指 标，其一般需要在3-12_之间，由于冶金焦粉主要的作用为隔绝空气、氧气以及隔热保温 作用，如果颗粒度过大则其保温隔热性能不好，会影响到石墨化炉的正常工作状态，如果颗 粒度过小则其从根本上没有解决电极被侵蚀的问题，还是会妨碍到金属氧化物的气化物正 常流通，因此其颗粒度需要控制在合适的范围内，更优的为3-10mm，最优的为3-8mm，还可 以选择4mm、5mm以及6mm等，只要在上述的颗粒度要求的范围内均可。
[0017] 另外，填充于石墨电极四周的冶金焦粉也有一定的要求，颗粒度为0-0.5mm的冶 金焦粉占四周围填充的冶金焦粉总质量的30%以上，因为颗粒度越细，其保温绝热性能也 越好，因此这种细料的占比最好保持在一定的范围内。优选的，颗粒度为〇-〇. 5_的冶金焦 粉占总质量的30-40%，颗粒度为12-15_的冶金焦粉占总质量的10%以下，剩余的为颗粒 度在0. 5-12mm的冶金焦粉。12-15mm这种颗粒度较大的冶金焦粉也要控制在一个指标范围 内，从保温性能考虑用量不能过多，因此最好控制在10%以下为好。
[0018] 最后，对本发明所使用的冶金焦粉还有一些具体的要求，所述冶金焦粉的挥发份 的质量百分比最好在1.5%以下；进一步的，所述冶金焦粉的灰分的质量百分比也最好在 8%以下；进一步的，所述冶金焦粉的固定炭含量的质量百分比在85%以上；进一步的，所 述冶金焦粉的硫含量的质量百分比在0.6%以下，进一步的，所述冶金焦粉的含水质量百分 比在10%以下。
[0019] 冶金焦粉是煤炭通过加压，隔绝空气加高温干馏出来的产物，其用途也相对比较 广泛，由于其具有较高的强度以及良好的发热性能作为碳素行业的保温料进行使用，但是 其本身指标，比如挥发分、水分含量以及挥发份等需控制在一定的指标范围内，如果水分过 高、挥发分过高会容易结焦，给焙烧过程带来很多困难，不仅增加了操作的劳动强度，还会 损坏炉体本身，影响碳素生产炉窑的稳定和结焦率，而且要求其固定炭含量相对高一些，硫 分相对低，如果硫含量过高，不仅增加了冶金焦粉的损耗，炉体内有害气体量增加还会逃逸