一种石墨电极接头的制备设备及方法与流程

本发明涉及石墨电极接头制备技术领域，具体为一种石墨电极接头的制备设备及方法。

背景技术：

石墨电极接头是石墨电极使用过程中一个至关重要的联接部件，接头在电极炼钢时起着连接的关键作用，接头质量的好坏直接关系到电极在电炉炼钢时的使用；石墨电极和接头形成的连接区是电、热、机械载荷较大且复杂的部位，也是常见断裂的部位，因此国内外炭素行业对石墨电极接头的生产格外重视，目前石墨电极接头进行制备的过程中常需使用到碾磨机、筛分机、混料机等进行石墨电极接头细粉状物料的碾磨混料，现有市场上没有用于石墨电极接头制备用的碾磨混料一体机，制备时较为不便，需要选用较多的加工机器，需要反复的进行上料下料较为不便，影响了制备效率；现有市场上石墨电极接头的制备方法较为简单，没有对制备时的温度和压力进行严格规范，制备过程中不能保证石墨电极接头细粉状物料颗粒的均匀，影响后期成品的质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种石墨电极接头的制备设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种石墨电极接头的制备设备，包括碾磨混料机主体、进料漏斗、碾磨轮、转动轴、齿轮、第一电机、均匀筛分组件、搅拌混料组件、出料口、出料管、阀门、轴承和支撑架，所述碾磨混料机主体的顶端两侧内壁上对称安装有碾磨轮，所述碾磨轮的两侧外壁中心处焊接固定有转动轴，所述转动轴的一端与碾磨混料机主体的两侧内壁转动连接，所述碾磨混料机主体内部两侧碾磨轮一端的转动轴贯穿于碾磨混料机主体的外部对应焊接固定有齿轮，所述碾磨混料机主体位于一侧碾磨轮的外壁上螺栓固定有第一电机，所述第一电机的输出轴一端与一侧碾磨轮的转动轴固定连接，所述碾磨混料机主体位于碾磨轮下方的内壁上设置有均匀筛分组件；

所述均匀筛分组件包括筛板、引风机、输料管、滑块、滑槽、碰撞块、第二电机和凸轮，所述碾磨混料机主体位于碾磨轮下方的内壁上设置有筛板，所述筛板的两侧外壁上焊接固定有滑块，所述碾磨混料机主体的两侧内壁上对应滑块开设有滑槽，所述筛板的底端两侧外壁上焊接固定有碰撞块，所述碾磨混料机主体位于筛板下方的两侧内壁上镶嵌固定有第二电机，所述第二电机的输出轴一端对应碰撞块固定连接有凸轮，所述碾磨混料机主体位于筛板上方的一侧内壁上镶嵌固定有引风机，所述引风机的吸料端位于筛板的上方，所述引风机的输料端贯通连接有输料管，且输料管贯穿碾磨混料机主体外部的一端贯通连接于进料漏斗的一侧内壁，所述碾磨混料机主体位于筛板下方的内壁上设置有搅拌混料组件；

所述搅拌混料组件包括第三电机、搅拌轴和搅拌桨，所述碾磨混料机主体位于筛板下方的两侧内壁上转动连接有搅拌轴，所述搅拌轴的两侧外壁上套接固定有搅拌桨，所述碾磨混料机主体位于搅拌轴一侧的外壁上螺栓固定有第三电机，所述第三电机的输出轴一端与搅拌轴的一端固定连接，所述碾磨混料机主体位于搅拌轴下方的底端内壁中心处贯通开设有出料口。

一种石墨电极接头的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料准备；步骤二，碾磨混料；步骤三，挤压生坯；步骤四，焙烧浸渍；步骤五，焙烧浸渍；

其中上述步骤一中，按照重量份数比；50份的段后焦物料、45份的针状焦物料和5份粉状石墨烯物料，按配比对物料分别进行称取；

其中上述步骤二中，将步骤一中称取的物料分别依次加入到石墨电极接头的制备设备具体为碾磨混料机中，通过碾磨混料机工作对物料进行碾磨干混料，在干混料后再在碾磨混料机内加入适量的水，通过碾磨混料机工作进行湿混，得到泥状混料；

其中上述步骤三中，将步骤二中得到的泥状混料冷却后采用预压机进行预压后然后采用挤压成型机制成石墨电极接头生坯；

其中上述步骤四中，将步骤三中得到的生坯放入环形焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，进行第一次焙烧，再将第一焙烧后的烧品放入高压浸渍罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸渍剂沥青，使沥青浸入一次焙烧品中，完成浸渍；浸渍后的待烧品放入环形焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，进行第二次焙烧；

其中上述步骤五中，将步骤四中完成二次焙烧的坯品放入到艾奇逊石墨化炉中，在隔绝空气的情况下，使焙烧品通电流，焙烧品加热到2700℃进行石墨化，完成石墨电极接头的制作。

根据上述技术方案，所述碾磨混料机主体的底端外壁上分布焊接固定有支撑架。

根据上述技术方案，所述碾磨混料机主体位于出料口下方的外壁上贯通连接有出料管，且出料管的一侧外壁固定安装有阀门。

根据上述技术方案，所述滑块与滑槽为滑动配合构件，且滑槽的一侧内壁上涂有润滑油。

根据上述技术方案，所述碰撞块与凸轮为配合构件，且碰撞块的底端外壁与凸轮的外轮廓接触连接。

根据上述技术方案，所述转动轴与搅拌轴和碾磨混料机主体的两侧内壁转动连接处镶嵌设置有轴承。

根据上述技术方案，所述步骤三中预压机的预压力为20mpa，预压时间为4分钟，挤压成型机的挤压压力为8mpa。

根据上述技术方案，所述步骤四中第一次焙烧的升温曲线为：从150-350℃、温升速度4、4℃/h、持续时间45h，350-400℃、温升速度1、7℃/h、持续时间30h，400-500c、温升速度1、25℃/h、持续时间80h，500-600℃、温升速度1、8℃/h、持续时间57h，600-700℃、温升速度3、8℃/h、持续时间27h，700-800℃、温升速度5、0℃h、持续时间20h，800-1000℃、温升速度8、0℃/h、持续时间25h，1000-1200℃、温升速度8、3℃/h、持续时问20h，1200℃、保持时问20h。

根据上述技术方案，所述步骤四中第二次焙烧的的升温曲线为：150-350℃、温升速度4、4℃/h、持续时间45h，350-400℃、温升速度1、7℃/h、持续时间30h，400-500℃、温升速度1、1℃/h、持续时间90h，500-600℃、温升速度1、7℃/h、持续时间59h，600-700℃、温升速度3、6℃/h、持续时间28h，700-800℃、温升速度5、0℃/h、持续时间20h，800-1000℃、温升速度8、0℃/h、持续时间25h，1000-1250℃、温升速度10℃/h、持续时间25h，1250℃保持时间20h。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明，石墨电极接头的制备设备结构较为简单紧凑，能同时实现碾磨、筛分和混料的多功能操作，实现了石墨电极接头细粉状物料制备过程的一体化，解决了传统制备时需要选用较多的加工机器，需要反复的进行上料下料较为不便，大大影响制备效率的问题；对现有的石墨电极接头的制备方法进行完善，对制备时的温度和压力进行严格规范，保证了成品的质量，降低了报废率；其中制备方法中碾磨混料机的使用，能保证石墨电极接头细粉状物料颗粒大小的均匀，提高了后期成品的质量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体主视剖切结构示意图；

图2是本发明碾磨轮的俯视剖切结构示意图；

图3是本发明均匀筛分组件的主视剖切结构示意图；

图4是本发明搅拌混料组件的主视剖切结构示意图；

图5是本发明废液回收组件的侧视剖切结构示意图；

图6是本发明制备方法的流程图；

图中：1、碾磨混料机主体；2、进料漏斗；3、碾磨轮；4、转动轴；5、齿轮；6、第一电机；7、均匀筛分组件；8、搅拌混料组件；9、出料口；10、出料管；11、阀门；12、轴承；13、支撑架；71、筛板；72、引风机；73、输料管；74、滑块；75、滑槽；76、碰撞块；77、第二电机；78、凸轮；81、第三电机；82、搅拌轴；83、搅拌桨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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一部分实施例，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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种石墨电极接头的制备设备，包括碾磨混料机主体1、进料漏斗2、碾磨轮3、转动轴4、齿轮5、第一电机6、均匀筛分组件7、搅拌混料组件8、出料口9、出料管10、阀门11、轴承12和支撑架13，碾磨混料机主体1的顶端两侧内壁上对称安装有碾磨轮3，碾磨轮3的两侧外壁中心处焊接固定有转动轴4，转动轴4的一端与碾磨混料机主体1的两侧内壁转动连接，碾磨混料机主体1内部两侧碾磨轮3一端的转动轴4贯穿于碾磨混料机主体1的外部对应焊接固定有齿轮5，碾磨混料机主体1位于一侧碾磨轮3的外壁上螺栓固定有第一电机6，第一电机6的输出轴一端与一侧碾磨轮3的转动轴4固定连接，碾磨混料机主体1位于碾磨轮3下方的内壁上设置有均匀筛分组件7；均匀筛分组件7包括筛板71、引风机72、输料管73、滑块74、滑槽75、碰撞块76、第二电机77和凸轮78，碾磨混料机主体1位于碾磨轮3下方的内壁上设置有筛板71，筛板71的两侧外壁上焊接固定有滑块74，碾磨混料机主体1的两侧内壁上对应滑块74开设有滑槽75，筛板71的底端两侧外壁上焊接固定有碰撞块76，碾磨混料机主体1位于筛板71下方的两侧内壁上镶嵌固定有第二电机77，第二电机77的输出轴一端对应碰撞块76固定连接有凸轮78，碾磨混料机主体1位于筛板71上方的一侧内壁上镶嵌固定有引风机72，引风机72的吸料端位于筛板71的上方，引风机72的输料端贯通连接有输料管73，且输料管73贯穿碾磨混料机主体1外部的一端贯通连接于进料漏斗2的一侧内壁，碾磨混料机主体1位于筛板71下方的内壁上设置有搅拌混料组件8；搅拌混料组件8包括第三电机81、搅拌轴82和搅拌桨83，碾磨混料机主体1位于筛板71下方的两侧内壁上转动连接有搅拌轴82，搅拌轴82的两侧外壁上套接固定有搅拌桨83，碾磨混料机主体1位于搅拌轴82一侧的外壁上螺栓固定有第三电机81，第三电机81的输出轴一端与搅拌轴82的一端固定连接，碾磨混料机主体1位于搅拌轴82下方的底端内壁中心处贯通开设有出料口9；碾磨混料机主体1的底端外壁上分布焊接固定有支撑架13，通过支撑架13进行整体碾磨混料机的支撑和固定；碾磨混料机主体1位于出料口9下方的外壁上贯通连接有出料管10，且出料管10的一侧外壁固定安装有阀门11，通过出料管10进行混料后的下料，其中阀门11的设置，利于对出料的控制；滑块74与滑槽75为滑动配合构件，且滑槽75的一侧内壁上涂有润滑油，通过滑块74与滑槽75的配合使用，利于后期筛板71的震动；碰撞块76与凸轮78为配合构件，且碰撞块76的底端外壁与凸轮78的外轮廓接触连接，通过碰撞块76与凸轮78的配合使用，为后期筛板71的震动提供动力，通过震动能保证后期石墨电极接头细粉状物料颗粒大小的均匀；转动轴4与搅拌轴82和碾磨混料机主体1的两侧内壁转动连接处镶嵌设置有轴承12，通过轴承12的设置，使后期碾磨轮3和搅拌桨83转动更平稳。

请参阅图6，一种石墨电极接头的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料准备；步骤二，碾磨混料；步骤三，挤压生坯；步骤四，焙烧浸渍；步骤五，石墨化；

其中上述步骤一中，按照重量份数比；50份的段后焦物料、45份的针状焦物料和5份粉状石墨烯物料，按配比对物料分别进行称取；

其中上述步骤二中，将步骤一中称取的物料分别依次加入到石墨电极接头的制备设备具体为碾磨混料机中，通过碾磨混料机工作对物料进行碾磨干混料，在干混料后再在碾磨混料机内加入适量的水，通过碾磨混料机工作进行湿混，得到泥状混料；

其中上述步骤三中，将步骤二中得到的泥状混料冷却后采用预压机进行预压后然后采用挤压成型机制成石墨电极接头生坯；步骤三中预压机的预压力为20mpa，预压时间为4分钟，挤压成型机的挤压压力为8mpa，对预压机和挤压成型机的工作压力进行严格规范，保证了后期的成品质量；

其中上述步骤四中，将步骤三中得到的生坯放入环形焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，进行第一次焙烧，再将第一焙烧后的烧品放入高压浸渍罐中，在保持真空和加压的状态下注入浸渍剂沥青，使沥青浸入一次焙烧品中，完成浸渍；浸渍后的待烧品放入环形焙烧炉中，在隔绝空气的情况下，按升温曲线逐步加热，进行第二次焙烧；步骤四中第一次焙烧的升温曲线为：从150-350℃、温升速度4、4℃/h、持续时间45h，350-400℃、温升速度1、7℃/h、持续时间30h，400-500c、温升速度1、25℃/h、持续时间80h，500-600℃、温升速度1、8℃/h、持续时间57h，600-700℃、温升速度3、8℃/h、持续时间27h，700-800℃、温升速度5、0℃h、持续时间20h，800-1000℃、温升速度8、0℃/h、持续时间25h，1000-1200℃、温升速度8、3℃/h、持续时问20h，1200℃、保持时问20h；步骤四中第二次焙烧的的升温曲线为：150-350℃、温升速度4、4℃/h、持续时间45h，350-400℃、温升速度1、7℃/h、持续时间30h，400-500℃、温升速度1、1℃/h、持续时间90h，500-600℃、温升速度1、7℃/h、持续时间59h，600-700℃、温升速度3、6℃/h、持续时间28h，700-800℃、温升速度5、0℃/h、持续时间20h，800-1000℃、温升速度8、0℃/h、持续时间25h，1000-1250℃、温升速度10℃/h、持续时间25h，1250℃保持时间20h，对第一次焙烧和第二焙烧的各个阶段的温度进行规定，保证了成品的质量，降低了报废率。

其中上述步骤五中，将步骤四中完成二次焙烧的坯品放入到艾奇逊石墨化炉中，在隔绝空气的情况下，使焙烧品通电流，焙烧品加热到2700℃进行石墨化，完成石墨电极接头的制作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。