CN101254614A - 一种炭电极卧式双向振动成型工艺及其专用成型设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炭电极的卧式双向振动成型工艺及其专用成型设备，其成型工艺包括选取原料、加温混捏、晾料、加料预振、加压双向振动、出模成型；其专用成型设备由四轴调幅振动台、机架、模具、承压传导联接体、液压活塞、振动储能弹簧、液压机构等组成，所述模具由上模、中模和下模组成；上模上方固定有振动电机，上模与承压传导联结体、液压机构上的液压活塞组成一个压力传导装置，通过双向振动储能弹簧固定在机架上，下模由翻转绞链水平固定在四轴调幅振动台上面，中模位于下模上方，上模下方。采用本发明生产的炭电极强度、密度高，一致性好，内部缺陷少，而且成型效率高，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种炭电极的生产工艺及其专用设备，尤其是涉及一种炭电极的卧式双向振动成型工艺及其专用成型设备。
背景技术
目前，炭电极的成型均是立式振动成型工艺，振动加压时，模具直立放置在振动台上，液压机由上向下对模具内的原料加压，在生产较长规格的炭电极时，激振力难以均匀传播，导致电极生坯内部受压不均，密度不一致，造成生产出的产品存在缺陷，废品率高，用户在使用过程中，断极率也高。中国专利公开号CN1571593，公开日2005年1月26日，发明创造的名称为一种含鳞片石墨的炭电极的生产工艺，公开了一种炭电极的生产工艺，采用的是液压立式振动成型技术，不足之处是在生产长度2000mm以上的炭电极时，产品存在内部密度不一致，断极率高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能提高较大长度炭电极产品质量的卧式成型工艺。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种炭电极的卧式双向振动成型工艺的专用成型设备。
为解决上述技术问题，本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺，包括如下步骤：
1、选取下列重量百分比的原料：
电煅煤(粒料)21-23％；焙烧碎6-8％；石墨碎19-21％；磷片石墨粉0.8-1.5％；煅后石油焦粉29-31％；煤沥青18-21％；各组分重量之和为100％。
在上述原料中，电煅煤(粒料)由4种不同大小的电煅煤(粒料)均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的电煅煤(粒料)占电煅煤(粒料)总重量的27％，￠8-4mm规格的电煅煤(粒料)占45％，￠4-2mm规格的电煅煤(粒料)占19％，￠2-0mm规格的电煅煤(粒料)占9％；焙烧碎由2种不同大小的焙烧碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的焙烧碎占焙烧碎总重量的55.6％，￠8-4mm规格的焙烧碎占44.4％；石墨碎由4种不同大小的石墨碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的石墨碎占石墨碎总重量的17.5％，￠8-4mm规格的石墨碎占9.7％，￠4-2mm规格的石墨碎占48.5％，￠2-0mm规格的石墨碎占24.3％。
2、加温混捏：将混捏锅预热至140℃，常压下将电煅煤(粒料)、焙烧碎、石墨碎、磷片石墨粉加入混捏锅中加热至140℃，干混15分钟，排出物料中的水份，然后加入已完全融化并经充分静置的煤沥青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中。
3、晾料：把料斗里的糊料放入经过预热且温度稳定在80℃的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的沥青烟气被大部分排出，糊料温度达到110℃时，放入称量机构称量。
4、加料预振：上模、下模、中模用热媒油预热并稳定在75℃-85℃，将下模口朝上水平固定在振动台上，中模放下扣在下模四周，将经过称量的一定重量的糊料加入到模具中，边加料、边平料、边预振，使糊料一面自由流动，一面继续排出沥青烟气，时间为2～3分钟。
5、加压双向振动：放下上模，对糊料加压至3～5kg/cm2，同时启动四轴调幅振动台和附加振动电机，振动5～8分钟，继续保持压力5～8分钟。
6、出模：停止加压后，提起上模，再提起中模，翻转油缸动作将电极下模向上翻转90°，电极从下模中翻出到冷却托盘上，迅速放入冷却水中冷却8～12小时，冷却完成后即生产出炭电极生坯，成型完成。
以上加压和模具的动作均由液压机构执行。
为解决上述第二个技术问题，本发明一种炭电极卧式双向振动成型工艺的专用成型设备由四轴调幅振动台、机架、模具、承压传导联接体、液压活塞、振动储能弹簧、液压机构等组成。
所述的模具由上模、中模和下模组成。上模上方固定有振动电机，上模与承压传导联结体、液压机构上的液压活塞组成一个压力传导装置，通过双向振动储能弹簧固定在机架上。下模由翻转绞链水平固定在四轴调幅振动台上面，中模位于下模上方，上模下方。
所述的上模、中模和下模均包括有内、外壁，进油口和出油口。内外壁之间形成了一个密闭的夹套，夹套中间还设有为提高模具强度的加强筋板，加强筋板上开有￠50mm的导热油通孔，夹套上端设有出油口，夹套下端设有进油口。上模、下模的侧壁上还设有排气孔。
所述上模、下模的内腔均为半圆柱型，中模的内腔为上下通的长方体；所述上模、中模、下模的夹套的外壁分别组成一个长方体。
所述的附加振动电机有2台，振动频率为1400-1700次/分；
所述的液压活塞有2只，每只液压活塞的压力为45吨。
本发明，可通过改变专用成型设备的大小，生产出规格为￠650-1600mm，长度为2000-3000mm的炭电极产品。
附图说明
图1是本发明一种专用成型设备的结构示意图：
图2是本发明一种专用成型设备的A-A剖示图
图3是本发明一种专用成型设备成型时的结构示意图
图4是本发明一种专用成型设备在成型时的B-B剖示图
图中：机架1 液压活塞2 振动储能弹簧3 承压传导联结体4上模5 上模导热油通孔6 上模进油口7 上模出油口8 上模排气孔9 中模10 中模进油口11 中模出油口12 下模13 下模排气孔14 下模导热油通孔15 下模进油口16 下模出油口17 翻转铰链18 四轴调幅振台19 附加振动电机20 加强筋板21 中模导热油通孔22
本发明的有益效果：
1、本发明一种炭电极卧式双向振动成型工艺及其专用成型设备，在振动加压时，模具是水平放置的，与立式成型方法相比，上下加压振动的距离短，对原料加压的压力面积大，有利用激振力的均匀传播，所以生产的生电极强度、密度高，一致性好，内部缺陷少，对提高炭电极成品合格率有很大帮助；
2、由于采用该工艺成型时，振动加压时间大大缩短，也提高了成型效率，节约了能源。
具体实施方式
实施例1：
本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺，包括如下步骤：
1、选取下列重量百分比的原料：
电煅煤(粒料)21％；焙烧碎8％；石墨碎19％；磷片石墨粉1.5％；煅后石油焦粉31％；煤沥青19.5％；各组分重量之和为100％。
在上述原料中，电煅煤(粒料)由4种不同大小的电煅煤(粒料)均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的电煅煤(粒料)占电煅煤(粒料)总重量的27％，￠8-4mm规格的电煅煤(粒料)占45％，￠4-2mm规格的电煅煤(粒料)占19％，￠2-0mm规格的电煅煤(粒料)占9％；焙烧碎由2种不同大小的焙烧碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的焙烧碎占焙烧碎总重量的55.6％，￠8-4mm规格的焙烧碎占44.4％；石墨碎由4种不同大小的石墨碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的石墨碎占石墨碎总重量的17.5％，￠8-4mm规格的石墨碎占9.7％，￠4-2mm规格的石墨碎占48.5％，￠2-0mm规格的石墨碎占24.3％。
2、加温混捏：将混捏锅预热至140℃，常压下将电煅煤(粒料)、焙烧碎、石墨碎、磷片石墨粉加入混捏锅中加热至140℃，干混15分钟，排出物料中的水份，然后加入已完全融化并经充分静置的煤沥青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中。
3、晾料：把料斗里的糊料放入经过预热且温度稳定在80℃的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的沥青烟气被大部分排出，糊料温度达到110℃时，放入称量机构称量。
4、加料预振：上模、下模、中模用热媒油预热并稳定在80℃，将下模口朝上水平固定在振动台上，中模放下扣在下模四周，将经过称量的一定重量的糊料加入到模具中，边加料、边平料、边预振，使糊料一面自由流动，一面继续排出沥青烟气，时间为2分钟。
5、加压双向振动：放下上模，对糊料加压至3kg/cm2，同时振动5分钟，振动过程停止，继续保持压力5分钟。
6、出模：停止加压后，提起上模，再提起中模，翻转油缸动作将电极下模向上翻转90°，电极从下模中翻出到冷却托盘上，迅速放入冷却水中冷却8小时，冷却完成后即生产出炭电极生坯，成型完成。
如图1、图2所示：本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，由四轴调幅振动台19、机架1、上模5、中模10、下模13、承压传导联接体4、液压活塞2、振动储能弹簧3、附加振动电机20等组成。
所述的模具内腔规格为￠1600mm，长度为2900mm。上模5与承压传导联结体4、液压活塞2组成一个压力传导装置，通过双向振动储能弹簧3固定在机架1上。附加振动电机20固定在上模5上方。下模13由翻转绞链18水平固定在四轴调幅振动台19上面，中模10位于下模13上方，上模5下方。
所述的上模5、中模10和下模13均包括有内、外壁，内外壁之间形成了一个密闭的夹套，夹套中间还设有为提高模具强度的加强筋板21，加强筋板21上开有￠50mm的上模导热油通孔6、中模导热油通孔22、下模导热油通孔15，夹套上端设有上模出油口8、中模出油口12、下模出油口17，夹套下端设有上模进油口7、中模进油口11、下模进油口16，上模、下模的侧壁上还分别设有上模排气孔9和下模排气孔14。
如图3、图4所示：将上模5通过翻转绞链18固定四轴调幅振动台19上，将中模10放下，套在下模13外，加入糊料前，开启进油阀门，经加热且温度在210℃左右的热媒油从进油口7、11、16进入夹套，对模具加热后从出油口8、12、17排出，对上、中、下模具预热；在加入糊料后，将上模5放入中模10内，通过承压传导联结体4，将液压活塞2的压力传导到上模5，同时启动四轴调幅振动台19和附加振动电机20，对糊料加压、振动，上模5、下模13上设有排气孔9、14，有利于成型过程中沥青烟的排出；停止加压后，提起上模5，再提起中模10，翻转油缸动作将电极下模翻转90°，电极从下模13中翻出到冷却托盘上，冷却后即生产出炭电极生坯，成型完成。
实施例2：
本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺，包括如下步骤：
1、选取下列重量百分比的原料：
电煅煤(粒料)22％；焙烧碎8％；石墨碎18％；磷片石墨粉1％；煅后石油焦粉31％；煤沥青20％；各组分重量之和为100％。
2、加温混捏：将混捏锅预热至140℃，常压下将电煅煤(粒料)、焙烧碎、石墨碎、磷片石墨粉加入混捏锅中加热至140℃，干混15分钟，排出物料中的水份，然后加入已完全融化并经充分静置的煤沥青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中。
3、晾料：把料斗里的糊料放入经过预热且温度稳定在80℃的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的沥青烟气被大部分排出，糊料温度达到110℃时，放入称量机构称量。
4、加料预振：上模、下模、中模用热媒油预热并稳定在85℃，将下模口朝上水平固定在振动台上，中模放下扣在下模四周，将经过称量的一定重量的糊料加入到模具中，边加料、边平料、边预振，使糊料一面自由流动，一面继续排出沥青烟气，时间为3分钟。
5、加压双向振动：放下上模，对糊料加压至4kg/cm2，同时振动7分钟，振动过程停止，继续保持压力8分钟。
6、出模：停止加压后，提起上模，再提起中模，翻转油缸动作将电极下模向上翻转90°，电极从下模中翻出到冷却托盘上，迅速放入冷却水中冷却10小时，冷却完成后即生产出炭电极生坯，成型完成。
本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，同实施例1
实施例3：
本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺，包括如下步骤：
1、选取下列重量百分比的原料：
电煅煤(粒料)23％；焙烧碎7％；石墨碎21％；磷片石墨粉0.8％；煅后石油焦粉30％；煤沥青18.2％；各组分重量之和为100％。
2、加温混捏：将混捏锅预热至140℃，常压下将电煅煤(粒料)、焙烧碎、石墨碎、磷片石墨粉加入混捏锅中加热至140℃，干混15分钟，排出物料中的水份，然后加入已完全融化并经充分静置的煤沥青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中。
3、晾料：把料斗里的糊料放入经过预热且温度稳定在80℃的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的沥青烟气被大部分排出，糊料温度达到110℃时，放入称量机构称量。
4、加料预振：上模、下模、中模用热媒油预热并稳定在75℃，将下模口朝上水平固定在振动台上，中模放下扣在下模四周，将经过称量的一定重量的糊料加入到模具中，边加料、边平料、边预振，使糊料一面自由流动，一面继续排出沥青烟气，时间为3分钟。
5、加压双向振动：放下上模，对糊料加压至5kg/m2，同时振动8分钟，振动过程停止，继续保持压力6分钟。
6、出模：停止加压后，提起上模，再提起中模，翻转油缸动作将电极下模向上翻转90°，电极从下模中翻出到冷却托盘上，迅速放入冷却水中冷却12小.时，冷却完成后即生产出炭电极生坯，成型完成。
本发明一种炭电极的卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，同实施例1。
Claims (8)
1、一种炭电极卧式双向振动成型工艺，其特征是，该卧式双向振动成型工艺包括如下步骤：
1)选取下列重量百分比的原料：
电煅煤(粒料)21-23％，焙烧碎6-8％，石墨碎19-21％，磷片石墨粉0.8-1.5％，煅后石油焦粉29-31％，煤沥青18-21％，各组分重量之和为100％；
2)加温混捏：将混捏锅预热至140℃，常压下将电煅煤(粒料)、焙烧碎、石墨碎、磷片石墨粉加入混捏锅中加热至140℃，干混15分钟，排出物料中的水份，然后加入已完全融化并经充分静置的煤沥青，湿混45分钟呈糊料状出锅，排入料斗中；
3)晾料：把料斗里的糊料放入经过预热且温度稳定在80℃的晾料拌筒中，经过15分钟的搅拌晾料，糊料中的沥青烟气被大部分排出，糊料温度达到110℃时，放入称量机构称量；
4)加料预振：上模、下模、中模用热媒油预热并稳定在75℃-85℃，将下模口朝上水平固定在振动台上，中模放下扣在下模四周，将经过称量的一定重量的糊料加入到模具中，边加料、边平料、边预振，使糊料一面自由流动，一面继续排出沥青烟气，时间为2～3分钟；
5)加压双向振动：放下上模，对糊料加压至3～5kg/cm2，同时启动四轴调幅振动台和附加振动电机，振动5～8分钟，继续保持压力5～8分钟；
6)出模：停止加压后，提起上模，再提起中模，翻转油缸动作将电极下模向上翻转90°，电极从下模中翻出到冷却托盘上，迅速放入冷却水中冷却8～12小时，冷却完成后即生产出炭电极生坯，成型完成。
2、根据权利要求1所述的一种炭电极卧式双向振动成型工艺，其特征是：所述的电煅煤(粒料)由4种不同大小的电煅煤(粒料)均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的电煅煤(粒料)占电煅煤(粒料)总重量的27％，￠8-4mm规格的电煅煤(粒料)占45％，￠4-2mm规格的电煅煤(粒料)占19％，￠2-0mm规格的电煅煤(粒料)占9％。
3、根据权利要求1所述的一种炭电极卧式双向振动成型工艺，其特征是：所述的焙烧碎由2种不同大小的焙烧碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的焙烧碎占焙烧碎总重量的55.6％，￠8-4mm规格的焙烧碎占44.4％。
4、根据权利要求1所述的一种炭电极的卧式双向振动成型工艺，其特征是：所述的石墨碎由4种不同大小的石墨碎均匀混合而成，其中￠16-8mm规格的石墨碎占石墨碎总重量的17.5％，￠8-4mm规格的石墨碎占9.7％，￠4-2mm规格的石墨碎占48.5％，￠2-0mm规格的石墨碎占24.3％。
5、一种炭电极卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，主要由四轴调幅振动台、机架、模具、承压传导联接体、液压活塞、液压机构等组成，其特征是：所述的模具由上模、中模和下模组成，上模上方固定有附加振动电机，上模与承压传导联结体、液压机构上的液压活塞组成一个压力传导装置，通过双向振动储能弹簧固定在机架上，下模由翻转绞链水平固定在四轴调幅振动台上面。
6、根据权利要求5所述的一种炭电极卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，其特征是：所述上模、下模的内腔均为半圆柱型，中模的内腔为上下通的长方体；所述的上模、中模和下模均包括有内、外壁，内外壁之间形成了一个密闭的夹套，夹套中间设有为提高模具强度的加强筋板，加强筋板上开有￠50mm的导热油通孔，夹套上端设有出油口，夹套下端设有进油口；上模、下模的侧壁上设有排气孔。
7、根据权利要求5所述的一种炭电极卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，其特征是：所述的附加振动电机有2台，振动频率为1400-1700次/分。
8、根据权利要求5所述的一种炭电极卧式双向振动成型工艺的专用成型设备，其特征是：所述的液压活塞有2只，每只液压活塞的压力为45吨。
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