專利名稱：一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石墨電極接頭及其生產方法，特別是直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產方法。
背景技術：
與生產超高功率石墨電極類似，超高功率石墨電極接頭的主要原料為針狀焦，針狀焦分為煤系針狀焦和石油系針狀焦。與石油系針狀焦相比，煤系針狀焦含氮含硫量高，在后期高溫處理過程中在1400°C至2100°C區(qū)間內容易造成產品氣脹，產生裂紋廢品；同時由于熱膨脹系數(shù)較高，對產品抗熱震性有較大影響。除上述原因外由于煤系針狀焦顆粒強度低，在混捏與壓型過程中配方的各粒級配比容易遭到破壞，從而對最終產品的強度產生影響，導致產品在后續(xù)加工及使用過程中出現(xiàn)開裂與折斷現(xiàn)象。在國際上，只有日本采用煤系針狀焦生產大規(guī)格超高功率石墨電極及接頭，與國產煤系針狀焦對比，日本產煤系針狀焦的主要理化指標要好于國產煤系焦，在一定程度上其理化指標達到或接近石油系針狀焦的相應參數(shù)。綜上所述，原料針狀焦已經(jīng)成為制約我國生產超高功率石墨電極及接頭的主要因
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發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產方法，它能克服現(xiàn)有因素的制約，利用主要理化指標真密度偏低，熱膨脹系數(shù)和含硫含氮量偏高的國產煤系針狀焦，生產直徑600mm超高功率石墨電極用直徑318mm石墨電極接頭。本發(fā)明能有效降低生產成本，提高經(jīng)濟效益，同時使產品質量指標達到國際標準的要求，滿足實際使用的需要。本發(fā)明產品直徑318mm超高功率石墨電極接頭以國產煤系針狀焦為原料，其具體配方包括2mm-lmm粒度煤系針狀焦，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦，-0. 075mm煤系針狀焦細粉組成的干料組分；用以粘接上述干料組分的粘結劑改質浙青；輔助生產的硬脂酸與氧化鐵粉(Fe2O3)組成的添加劑。該配方組合若以重量百分比計算，設上述干料組分總重量為 100%，則2mm-lmm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為20%，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為10%，-0. 075mm煤系針狀焦細粉所占重量百分比為70%，粘結劑改質浙青與干料組分對比其重量為干料組分重量的40% _50%，添加劑中的硬脂酸重量為干料組分重量的0. 5% _1%，氧化鐵粉(Fe2O3)重量為干料組分重量的0. 5%。本發(fā)明產品生產方法包括如下工藝步驟1)壓型階段將原料煤系針狀焦破碎篩分以得到配方所需各規(guī)格干料組分，干料加熱至 180-20(TC后進入混捏鍋，加入粘結劑改質浙青、硬脂酸與氧化鐵粉添加劑，在180-20(TC溫度下混捏并保持15分鐘，噴水冷卻至130-140°C醒糊5分鐘，然后進入壓機。壓機料缸內溫度保持為120士5°C，在此溫度下壓機對所進入物料抽真空搗固，真空度< 22mmHg，搗固壓力1100-1300噸，抽真空時間術3分鐘，搗固壓力保持時間術10秒。搗固結束后將物料擠出，擠壓壓力應維持在900-1100噸，擠壓速度氺5mm/s。該階段所得制品為生制品，體積密度不小于1. 78g/cm3。2)焙燒階段將上述生制品通過焙燒爐進行焙燒熱處理，過程包括一次焙燒，一次浸漬，二次焙燒，二次浸漬，三次焙燒，三次浸漬，四次焙燒。所述各焙燒過程均按照各焙燒曲線自動執(zhí)行，焙燒結束后產品降溫至300°C出爐，經(jīng)拋丸機拋丸處理后進入浸漬罐，通過浸漬浙青在 IO-Mbar壓力下高溫浸漬處理后，進入下一焙燒過程，直至四次焙燒結束。該階段所得制品為焙燒品。3)石墨化階段將上述焙燒品經(jīng)過平端處理，按照首尾相連的原則以四柱打捆的方式裝入內熱串接式石墨化爐內，覆蓋保溫料后按照設定的送電曲線進行送電石墨化處理。該階段所得制品為石墨化品。4)加工階段將上述石墨化品按照規(guī)定的技術要求測量加工成規(guī)定規(guī)格的成品，經(jīng)質量指標及尺寸指標檢測后再按照規(guī)定的匹配要求與超高功率石墨電極成品進行預組裝、包裝、入庫。所述焙燒階段-一次焙燒曲線
-次焙燒曲線如下
權利要求
1.一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭，包括2mm-lmm粒度煤系針狀焦，lmm-0. 5mm 粒度煤系針狀焦，"O. 075mm煤系針狀焦細粉組成的干料組分；用以粘接上述干料組分的粘結劑改質浙青；輔助生產的硬脂酸與氧化鐵粉(Fe2O3)組成的添加劑。該配方組合若以重量百分比計算，設上述干料組分總重量為100%，則2mm-lmm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為20%，lmm-0. 5mm粒度煤系針狀焦所占重量百分比為10%，-0. 075mm煤系針狀焦細粉所占重量百分比為70%，粘結劑改質浙青與干料組分對比其重量為干料組分重量的 40% -50%，添加劑中的硬脂酸重量為干料組分重量的0. 5% _1%，氧化鐵粉(Fe2O3)重量為干料組分重量的0.5%。
2.如權利要求1所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產方法，其特征在于，該生產方法包括如下的工藝步驟1)壓型階段將原料煤系針狀焦破碎篩分以得到如權利要求1所述個規(guī)格粒度干料組分，按權利要求1所述重量百分比配方將干料組分在自動配料系統(tǒng)內進行配料，然后將干料組分加熱至180-200°C后卸入混捏鍋，加入粘結劑改質浙青、硬脂酸與氧化鐵粉O^e2O3) 組成的添加劑，在180-200°C溫度下混捏并保持15分鐘然后噴水冷卻至130-140°C醒糊5 分鐘，之后進入壓機。壓機料缸內溫度保持為120 士 5°C，在此溫度下壓機對所進入物料抽真空搗固，真空度彡22mmHg，搗固壓力1100-1300噸，抽真空時間術3分鐘，搗固壓力保持時間術10秒。搗固結束后將物料擠出，擠壓壓力應維持在900-1100噸，擠壓速度氺5mm/s。該階段所得制品為生制品，體積密度不小于1. 78g/cm3。2)焙燒階段將上述生制品通過焙燒爐進行焙燒熱處理，過程包括一次焙燒，一次浸漬，二次焙燒，二次浸漬，三次焙燒，三次浸漬，四次焙燒。所述各焙燒過程均按照各焙燒曲線自動執(zhí)行，焙燒結束后產品降溫至300°C出爐，經(jīng)拋丸機拋丸處理后進入浸漬罐，通過浸漬浙青在IO-Mbar壓力下高溫浸漬處理后，進入下一焙燒過程，直至四次焙燒結束。該階段所得制品為焙燒品。3)石墨化階段將上述焙燒品經(jīng)過平端處理，按照首尾相連的原則以四柱打捆的方式裝入內熱串接式石墨化爐內，覆蓋保溫料后按照設定的送電曲線進行送電石墨化處理。該階段所得制品為石墨化品。4)加工階段將上述石墨化品按照規(guī)定的技術要求測量加工成規(guī)定規(guī)格的成品，經(jīng)質量指標及尺寸指標檢測后再按照規(guī)定的匹配要求與超高功率石墨電極成品進行預組裝、包裝、入庫。
3.如權利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產方法，其特征在于所述的一次焙燒曲線如下一次焙燒曲線
4.如權利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產方法，其特征在于所述的二次焙燒，三次焙燒與四次焙燒曲線如下二次、三次及四次焙燒曲線
5.如權利要求2所述的直徑318mm超高功率石墨電極接頭的生產方法，其特征在于所述的石墨化送電曲線如下石墨化送電曲線
全文摘要
一種直徑318mm超高功率石墨電極接頭及其生產方法，它利用主要理化指標真密度偏低，熱膨脹系數(shù)和含硫量偏高的國產煤系針狀焦，可生產直徑318mm超高功率石墨電極接頭，以配合直徑600mm大規(guī)格超高功率石墨電極使用。經(jīng)實驗驗證該產品體積密度，抗折強度，電阻率和熱膨脹系數(shù)均可達到國際標準，可以解決我國煤系針狀焦由于主要理化指標較差不能生產大規(guī)格超高功率石墨電極接頭的難題，從而實現(xiàn)超高功率石墨電極接頭的主要原料的國產化。可降低生產成本，提高經(jīng)濟效益。
文檔編號C01B31/04GK102364989SQ20111018280
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權日2011年7月1日
發(fā)明者劉運平, 婁衛(wèi)江, 季耀明, 李明杰, 賈慶遠, 陳文來 申請人:中平能化集團開封炭素有限公司