一種鉻鐵冶煉專用炭電極及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉻鐵冶煉專用炭電極,由以下重量百分比的組分組成:粒狀電煅煤35～45%、煤瀝青14～20%、粒狀石墨材料9～15%，粉狀煅后焦25～35%，三氧化二鐵0.2～0.8%、磷酸0.2～0.8%，所述電煅煤和石墨材料均勻分布在煤瀝青和粉狀煅后焦形成的膠料中，該鉻鐵冶煉專用炭電極不需要進(jìn)行自焙，直接安裝即可使用，節(jié)約了自焙的電量消耗，減少了瀝青煙氣的排放，屬于一種安全節(jié)能新型環(huán)保產(chǎn)品。
【專利說明】一種鉻鐵冶煉專用炭電極及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于炭電極【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉻鐵冶煉專用炭電極及其制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]目前鉻鐵冶煉生產(chǎn)普遍采用的是自焙電極，采用電極糊在礦熱爐使用過程中通電加熱燒結(jié)而成。近年來，國家對環(huán)保要求力度不斷加大，對使用自焙電極的鐵合金行業(yè)進(jìn)行了行業(yè)準(zhǔn)入限制。電極糊因?yàn)樵跓Y(jié)的過程中會釋放大量的浙青煙氣，污染環(huán)境，嚴(yán)重影響人們的身體健康。電極糊在燒結(jié)成自焙電極時(shí)需要一定的熱量，需要電能轉(zhuǎn)化為熱能將其燒結(jié)，這樣就增加了約5%?10%的電能消耗。近年來隨著國家節(jié)能減排工作的日益深入，耗能大、排放高的企業(yè)將逐漸被淘汰。而電極糊因耗費(fèi)能源大、對環(huán)境污染嚴(yán)重，也被列入淘汰行業(yè)目錄；再者，由于操作不慎會造成電極軟斷、硬斷事故的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著操作人員的安全和正常的生產(chǎn)。
[0003]中國專利CN101808435公開了一種大直徑半石墨炭電極及其生產(chǎn)方法，該大直徑半石墨質(zhì)炭電極，包括20%的粒狀電煅煤、18%的煤浙青、40%的粉狀石墨材料和22%的粉狀煅后焦，總重量為100%，所述的電煅煤、石墨材料和煅后焦均勻分布在所述煤浙青粘結(jié)介質(zhì)內(nèi)。該石墨炭電極由于石墨材料含量高，會使電極成本增大，并且在鉻鐵冶煉高溫度下容易出現(xiàn)氧化，出現(xiàn)電極事故。
[0004]為解決現(xiàn)有絡(luò)鐵冶煉使用電極糊和石墨炭電極存的缺陷，本發(fā)明人根據(jù)絡(luò)鐵冶煉溫度控制在1700 V左右工藝的特性，研制出一種鉻鐵冶煉專用炭電極，將鉻鐵冶煉專用炭電極消耗量控制在20Kg/t左右。如果使用電極糊則要消耗30?50Kg/t左右。本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，因加入抗氧化劑三氧化二鐵，減少鉻鐵生產(chǎn)過程中電極氧化，降低因過度氧化出現(xiàn)的電極事故，同時(shí)因減少石墨材料的用量，從而降低了電極的生產(chǎn)成本，并增加了電極的機(jī)械強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極可以作為國家淘汰落后產(chǎn)能的替代品，屬于國家節(jié)能減排鼓勵(lì)類項(xiàng)目；在同等條件下，使用鉻鐵冶煉專用炭電極生產(chǎn)成本和使用電極糊的成本基本一樣，但消耗量卻可減少一半，非常經(jīng)濟(jì)，能夠加快推進(jìn)國家淘汰落后產(chǎn)能的步伐。
[0006]本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極的生產(chǎn)工藝采用先進(jìn)的膠料論技術(shù)，解決了炭電極生產(chǎn)過程中的不均質(zhì)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供了一種鉻鐵冶煉專用炭電極。該電極成本低、機(jī)械強(qiáng)度高，不易因氧化導(dǎo)致電極事故，可替代電極糊，同時(shí)，因采用先進(jìn)的膠料論技術(shù)，解決了炭電極生產(chǎn)過程中的不均質(zhì)問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供如下實(shí)施方案。
[0009]在一實(shí)施方案中，本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，由以下重量百分比的組分組成:粒狀電煅煤35?45%、煤浙青14?20%、粒狀石墨材料9?15%，粉狀煅后焦25?35%，三氧化二鐵0.2?0.8%、磷酸0.2?0.8%，所述電煅煤、石墨材料均勻分布在煤浙青和粉狀煅后焦形成的膠料中
[0010]在上述實(shí)施方案中，本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，所述磷酸為磷酸溶液，其濃度范圍為70?95%，優(yōu)選80?90%，最優(yōu)選85%。
[0011]在一優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，由以下重量百分比的組分組成:粒狀電煅煤42%、煤浙青16%、粒狀石墨材料13%，粉狀煅后焦28%，三氧化二鐵0.5%、磷酸0.5%，所述電煅煤、石墨材料均勻分布在煤浙青和粉狀煅后焦形成的膠料中。
[0012]在上述優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，所述磷酸為磷酸溶液，其濃度范圍為70?95%，優(yōu)選80?90%，最優(yōu)選85%。
[0013]在上述實(shí)施方案和優(yōu)選實(shí)施方案中，所述粒狀電煅煤的粒徑范圍為4mm?16mm ；所述粉狀煅后焦的粒徑范圍為0.05mm?0.075mm。
[0014]本發(fā)明還提供了一種制備鉻鐵冶煉專用炭電極的方法，包括以下步驟:
[0015]I)將煅后焦粉和煤浙青放入混捏鍋混合，溫度控制在140?160°C，保持15?25分鐘，制得I父料；
[0016]2)將粒狀電煅煤、粉狀石墨材料放入混捏鍋中，加熱至150?185°C，混捏保持15?25分鐘，制得干料；
[0017]3)將步驟2)的干料加入到步驟I)的膠料中，再加入三氧化二鐵和磷酸混合5?15分鐘，溫度控制在140?160°C，制得糊料；
[0018]4)將步驟3)的糊料，稱取規(guī)定重量，放入模具，在200噸激振力的作用下保持高速振動，使體積密度> 1.70g/cm3，制得生制品；
[0019]5)將步驟4)的生制品裝入焙燒爐中，逐漸升溫至最高溫度1200°C，再自然冷卻至200°C出爐，獲得焙燒品；
[0020]6)將步驟5)的焙燒品進(jìn)行加工，制得規(guī)定規(guī)格的鉻鐵冶煉專用炭電極。
[0021]上述本發(fā)明的方法，步驟I)的加熱保持時(shí)間為20分鐘，步驟2)的混捏時(shí)間為20分鐘；步驟3)的混合時(shí)間為10分鐘。
[0022]本發(fā)明的制備鉻鐵冶煉專用炭電極的方法，具體包括如下工藝步驟:
[0023](I)制備電極生制品:將電煅煤粉碎成4mm?16mm粒徑的顆粒、將塊狀石墨材料破碎，并分別篩分成規(guī)定的大、中、小不同規(guī)格的顆粒料，進(jìn)入自動配料系統(tǒng)進(jìn)行配料，稱取規(guī)定的干料量，通過螺旋輸送入雙層混捏鍋的上層，進(jìn)行干料加熱處理，加熱至150?185°C，保持20分鐘，制得干料；將煅后焦粉碎成0.05mm?0.075mm粒徑的粉狀，與煤浙青一起放入下層混捏鍋混合20分鐘，溫度控制在140?160°C，制得膠料；將上層混捏鍋中所制備的干料放入下層混捏鍋的膠料中、加入三氧化二鐵和磷酸混合10分鐘，溫度控制在140?1600C，制得糊料；將該糊料通過輸送帶送入拌筒進(jìn)行攪拌，下入計(jì)量倉，稱取規(guī)定重量，放入模具，在200噸激振力的作用下保持高速振動，使體積密度> 1.70g/cm3，得到符合技術(shù)要求的生制品，待用。
[0024](2)、焙燒:按照技術(shù)規(guī)定的要求向環(huán)式焙燒爐底鋪設(shè)冶金焦粒，將上述待用生制品裝入環(huán)式焙燒爐，用冶金焦粒填充空隙，并搗實(shí)，進(jìn)行焙燒，逐漸升溫至最高溫度1200°C，再自然冷卻至200 °C出爐，獲得合格焙燒品，待用。
[0025](3)、加工、成品:將上述待用的焙燒品按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行測試，加工成規(guī)定規(guī)格的鉻鐵冶煉專用炭電極產(chǎn)品，經(jīng)嚴(yán)格的指標(biāo)和尺寸檢測，按照要求進(jìn)行包裝、入庫。
[0026]本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極成本較低,質(zhì)量均勻,直徑可達(dá)1400_。它能夠突破現(xiàn)有國內(nèi)大型鉻鐵冶煉對電極糊的要求，生產(chǎn)出一種鉻鐵冶煉專用炭電極，與電極糊比，能夠降低企業(yè)成本，為企業(yè)提供一種安裝簡便、使用安全、經(jīng)濟(jì)、低成本、節(jié)能環(huán)保的鉻鐵冶煉專用電極。
[0027]本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極，經(jīng)檢測，電極的體積密度為1.64g/cm3，電阻率38 μ Ω -m,抗折強(qiáng)度9.7Mpa,抗壓強(qiáng)度30.8Mpa,熱膨脹系數(shù)4.0X 10_6/°C，灰分1.5%，完全超出了鉻鐵冶煉使用電極糊的標(biāo)準(zhǔn)，鉻鐵冶煉專用炭電極代替使用電極糊的自焙電極，鉻鐵冶煉廠無需自焙，解決了使用電極糊的自焙電極在生產(chǎn)過程中浙青煙氣的揮發(fā)，在使用過程中沒有有害氣體的排放，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極不需要進(jìn)行自焙，直接安裝即可使用，節(jié)約了自焙過程中的電量消耗，減少了浙青煙氣的排放，屬于一種安全節(jié)能新型環(huán)保產(chǎn)品。同時(shí)，本發(fā)明的鉻鐵冶煉專用炭電極具有機(jī)械強(qiáng)度高、較好的抗熱震穩(wěn)定性、能夠減少使用電極糊的自焙電極的冷斷和熱斷，可以提高入爐功率和電熱爐效率，縮短冶煉時(shí)間，具有較大的節(jié)能潛力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1鉻鐵冶煉專用炭電極及其生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述和理解本發(fā)明，但不以此限制本發(fā)明的范圍。
[0030]實(shí)施列I
[0031]鉻鐵冶煉專用`炭電極的制備
[0032]配方:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種鉻鐵冶煉專用炭電極，由以下重量百分比的組分組成:粒狀電煅煤35?45%、煤浙青14?20%、粒狀石墨材料9?15%，粉狀煅后焦25?35%，三氧化二鐵0.2?0.8%、磷酸0.2?0.8%，所述電煅煤和石墨材料均勻分布在煤浙青和粉狀煅后焦形成的膠料中。
2.如權(quán)利要求1所述的炭電極，由以下重量百分比的組分組成:粒狀電煅煤42%、煤浙青16%、粒狀石墨材料13%，粉狀煅后焦28%，三氧化二鐵0.5%、磷酸0.5%，所述電煅煤和石墨材料均勻分布在煤浙青和粉狀煅后焦形成的膠料中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的炭電極，所述磷酸為磷酸溶液，其濃度為70?95%。
4.如權(quán)利要求3所述的炭電極，所述磷酸溶液的濃度為80?90%。
5.如權(quán)利要求1所述的炭電極，所述粒狀電煅煤的粒徑范圍為4mm?16mm。
6.如權(quán)利要求1所述的炭電極，所述粉狀煅后焦的粒徑范圍為0.05mm?0.075mm。
7.一種制備權(quán)利要求1的鉻鐵冶煉專用炭電極的方法，包括以下步驟: 1)將煅后焦粉和煤浙青放入混捏鍋混合，溫度控制在140?160°C，保持15?25分鐘，制得膠料； 2)將粒狀電煅煤、粉狀石墨材料放入混捏鍋中，加熱至150?185°C，混捏保持15?25分鐘，制得干料； 3)將步驟2)的干料加入到步驟I)的膠料中，再加入三氧化二鐵和磷酸混合5?15分鐘，溫度控制在140?160°C，制得糊料； 4)將步驟3)的糊料，稱取規(guī)定重量，放入模具，在200噸激振力的作用下保持高速振動，使體積密度> 1.70g/cm3，制得生制品； 5)將步驟4)的生制品裝入焙燒爐中，逐漸升溫至最高溫度1200°C，再自然冷卻至200°C出爐，獲得焙燒品； 6)將步驟5)的焙燒品進(jìn)行加工，制得規(guī)定規(guī)格的鉻鐵冶煉專用炭電極。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，步驟I)的保持時(shí)間為20分鐘。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，步驟2)的混捏時(shí)間為20分鐘。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，步驟2)的混合時(shí)間為10分鐘。
【文檔編號】C04B35/622GK103561498SQ201310582826
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】吳守峰, 張勝利, 路二毛, 趙桂平, 張波, 趙陽陽 申請人:重慶東星高溫材料有限公司