专利名称：一种大直径高石墨质炭电极及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种大直径高石墨质炭电极及其生产方法。
背景技术：
在冶炼生产中，导电电极是矿热炉导电系统中重要组成部分，被称为矿热炉的“心脏”，也是矿热炉生产中主要消耗材料之一，导电电极的种类及质量关系到铁合金生产能否正常进行和各项经济技术指标的考核。目前市面上作为矿热炉导电极共有三类:石墨电极、炭电极和自焙电极。石墨电极灰分低、电阻率低、允许电流密度高，在耗电量上的考核，石墨电极应该是最优选择，但是石墨电极的生产工艺流程长，特别在石墨化时需要耗费大量电能，据资料显示，I吨石墨化耗电量约为4500 kwh至5000kwh,其产品价格也相当高,是炭电极和自焙电极价格的两至四倍，再者石墨电极受其成型工艺(挤压成型)限制，产品规格最大为700mm,已经不能满足矿热炉容量不断扩大的趋势要求。而自焙电极因在生产厂家未经过焙烧工序，在矿热炉焙烧时分解排出大量的浙青烟气无法集中处理直接排到大气中，恶化矿热炉操作环境，同时给大气环境带来严重的危害，且自焙电极电阻率大，单位产品耗电量大、质量差，极易发生软断或硬断等质量事故，给矿热炉操作带来极大的质量隐患和人身安全隐患。目前，矿热炉的容量越来越大(国外大型矿热炉变压器容量已达到1000000KVA)，国家对环境保护的要求越来越严。矿热炉的变压器容量越大，就意味着需要的导电极的直径就越大、质量要求就越高。高石墨质炭电极与上述三种电极比，不仅价格低、质量高，且能够实现大直径的要求。现在市面上普通炭电极主要成分是电煅煤、煅后焦、煤浙青和少量的石墨材料，其导电性较差、强度不高。按·照炭电极材料对其导电性能的影响，石墨材料含量越高，电阻率就越低、导电性能就越高，冶炼行业耗电量就越低，但是随着石墨材料的含量逐渐增高，将会带来电极毛坯成型的困难，同时因电极直径大，易发生焙烧产品裂纹且电极内外部因温差大而导致产品质量不一致，大直径炭电极的生产的难度更大。我公司拥有的中国专利2010101369138，申请日为2010年3月31日，授权公告日为2011年12月28日，公开了一种大直径半石墨炭电极及其生产方法，该炭电极的石墨含量达到了 40%。其具有导电效果好、结构致密、机械强度高、不容易出现裂纹、断裂或软化现象的优势。但该专利所采用的技术方案石墨含量已经达到了极限，如果再提高石墨的含量，电极毛坯成型就会困难。
发明内容
本发明提供了一种大直径高石墨质炭电极及其生产方法。本发明的技术方案是:一种大直径高石墨质炭电极，由以下重量百分比的物料制成:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的锻后焦；所述的石墨材料、锻后焦均匀分布在煤浙青粘结介质内。进一步，所述石墨材料为石墨粉或/和石墨碎块。进一步,所述煤浙青为改质煤浙青。进一步,所述大直径高石墨质炭电极的直径大于1200_。一种大直径高石墨质炭电极的生产方法，包括以下步骤:
1)将以下重量百分比的物料称重备用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的锻后焦；
2)将混捏锅预热至140°C，常压下将电锻煤、石墨材料加入混捏锅中加热至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并经充分静置且温度在180°C的煤浙青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中；
3)把料斗内的糊料放入经过预热且温度稳定在80°C的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的浙青烟气没大部分排出，糊料温度达到110°C时，放入称量装置中称重；
4)采用卧式双向振动成型工艺，将称重后的糊料振动成型为高石墨质炭电极生坯；
5)采用高效节能环式焙烧炉，将高石墨质炭电极生坯在保护介质的保护下，在隔绝空气条件下，对生坯进行焙烧；
6)将焙烧完成的半石墨质炭电极在机床上进行加工外圆和螺纹。与现有技术相比，本发明的大直径炭电极石墨含量可以达到50%，并且机械强度高，不容易出现容易出现裂纹、断裂以及软化现象。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步的描述。I)将以下重量百分比的物料称重备用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的锻后焦；
2)将混捏锅预热至140°C，常压下将电锻煤、石墨材料加入混捏锅中加热至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并经充分静置且温度在180°C的煤浙青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中；
3)把料斗内的糊料放入经过预热且温度稳定在80°C的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的浙青烟气没大部分排出，糊料温度达到110°C时，放入称量装置中称重；
4)采用卧式双向振动成型工艺，将称重后的糊料振动成型为高石墨质炭电极生坯；
5)采用高效节能环式焙烧炉，将高石墨质炭电极生坯在保护介质的保护下，在隔绝空气条件下，对生坯进行焙烧；
6)将焙烧完成的高石墨质炭电极在机床上进行加工外圆和螺纹。本发明的高石墨质炭电极直径可达1200_以上，根据需要加工成不同的规格，如直径为1200mm、直径为1400mm，其技术指标可达到:电阻率10.0 15.0 μ Ω.m ;抗折强度 9.0 10.0 Mpa ;灰分彡 2.0 %。凡在不脱离本发明核心的情况下做出的简单的变形或修改均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大直径高石墨质炭电极，其特征在于，由以下重量百分比的物料制成:20%的煤浙青、55%的石墨材料、25%的锻后焦；所述的石墨材料、锻后焦均匀分布在煤浙青粘结介质内。
2.根据权利要求1所述的一种大直径高石墨质炭电极，其特征在于，所述石墨材料为石墨粉或/和石墨碎块。
3.根据权利要求1所述的一种大直径高石墨质炭电极，其特征在于，所述煤浙青为改质煤浙青。
4.根据权利要求1所述的一种大直径高石墨质炭电极，其特征在于，所述大直径高石墨质炭电极的直径大于1200_。
5.一种大直径高石墨质炭电极的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将以下重量百分比的物料称重备用:20%的煤浙青，55%的石墨材料，25%的锻后焦； 2)将混捏锅预热至140°C，常压下将电锻煤、石墨材料加入混捏锅中加热至140°C，干混15min，排出物料中的水分，然后加入已完全融化并经充分静置且温度在180°C的煤浙青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中； 3)把料斗内的糊料放入经过预热且温度稳定在80°C的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的浙青烟气没大部分排出，糊料温度达到110°C时，放入称量装置中称重； 4)采用卧式双向振动成型工艺，将称重后的糊料振动成型为高石墨质炭电极生坯； 5)采用高效节能环式焙烧炉，将高石墨质炭电极生坯在保护介质的保护下，在隔绝空气条件下，对生坯进行焙烧； 6)将焙烧完成的半石墨质炭电极在机床上进行加工外圆和螺纹。
全文摘要
本发明公开了一种大直径高石墨质炭电极，其特征在于，由以下重量百分比的物料制成20%的煤沥青、55%的石墨材料、25%的锻后焦；所述的石墨材料、锻后焦均匀分布在煤沥青粘结介质内。与现有技术相比，本发明的大直径炭电极石墨含量可以达到50%，并且机械强度高，不容易出现容易出现裂纹、断裂以及软化现象。
文档编号H05B7/085GK103249194SQ20131018939
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者赵东房, 阴国胜, 冯金保, 张红军, 卢小伟 申请人:焦作市东星炭电极有限公司