CN101420801A

CN101420801A - 准超高功率石墨电极

Info

Publication number: CN101420801A
Application number: CNA2008100800196A
Authority: CN
Inventors: 宋廷殿; 张向军; 高欣明; 于向武; 任睿
Original assignee: Shanxi Jinneng Group Datong Energy Development Co Ltd Carbon Sub-Company
Current assignee: Shanxi Jinneng Group Datong Energy Development Co Ltd Carbon Sub-Company
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-04-29

Abstract

本发明属于石墨电极，具体涉及一种准超高功率石墨电极，解决现有电弧炼钢，使用超高功率石墨电极，价格较高，生产成本很高；使用高功率石墨电极，电极消耗大，生产成本也很高的问题。准超高功率石墨电极，其特征在于其由固体原料和液体粘结剂制成，固体原料使用煅烧焦和针状焦，各原料的重量比为：煅烧焦33～43％，针状焦33％～43％，液体粘结剂23％～25％。本发明具有如下有益效果：性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间，既能满足生产需要，而价格又较超高功率石墨电极有较大幅度的下降。既能满足超高功率电弧炉炼钢对石墨电极的要求，又能提高高功率电弧炉的生产效率，有效地降低炼钢成本。

Description

准超高功率石墨电极

技术领域

本发明属于石墨电极，具体涉及一种性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间的准超高功率石墨电极。

背景技术

随着全球废钢资源的增加以及铁矿石、焦煤、水资源等的越来越紧张，再加上电弧炉炼钢投资少，成本低，且对环境污染小的优势，大大促进了电弧炉炼钢的快速进步，电弧炉炼钢得到长足的发展，产量逐年递增。国外电炉炼钢产量占总钢产量的比例已接近65％，而国内电炉炼钢产量占总钢产量的比例仅有18％-20％，国内电炉钢发展前景很广，重视和发展电炉炼钢是我国进入世界钢铁强国行列的一个重要切入点。

在电弧炉炼钢中，由于炼钢炉一旦建成，其容量和选用的电极规格也就基本确定，变压器的功率确定后，电压和电流参数的变化范围也就确定了，生产过程中升温速度的允许变化范围在冶炼某一特定钢种时是基本确定的。而随着炼钢技术的发展进步和石墨电极质量的不断提高，在使用原设计配套规格的石墨电极炼钢的过程中出现了新问题：

1、使用超高功率石墨电极时，由于受升温速度的限制，通电时功率围绕某一给定值上下波动。在实际生产过程中常常发生冶炼电流远远低于超高功率石墨电极允许电流的情况，虽然电极消耗较低，但因为超高功率石墨电极价格较高，生产成本仍然很高。

2、如果使用高功率石墨电极，由于电极允许电流范围低，即使以允许电流的上限进行冶炼，也达不到冶炼时对升温速度的要求，而且电极消耗大大增加，从而使生产成本增加。

近年来，国外多家用户提出如果有性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间的一种新品种石墨电极，既能满足生产需要，而价格又较超高功率石墨电极有较大幅度的下降，那么此种石墨电极的生产厂家就会赢得更大的市场份额，获得更大的经济效益。

发明内容

本发明为了解决现有电弧炼钢，使用超高功率石墨电极，价格较高，生产成本很高；使用高功率石墨电极，电极消耗大，生产成本也很高的问题，提供了一种性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间的准超高功率石墨电极。

本发明采用如下的技术方案实现：

准超高功率石墨电极，其特征在于其由固体原料和液体粘结剂制成，固体原料使用煅烧焦和针状焦，各原料的重量比为：煅烧焦33～43％，针状焦33％～43％，液体粘结剂23％～25％。

所述的液体粘结剂使用中温煤沥青或中温改质沥青或改质沥青。煅烧焦的真密度为2.12g/cm³。

本发明所述的准超高功率石墨电极性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间，既能满足生产需要，而价格又较超高功率石墨电极有较大幅度的下降。

以φ350mm～φ500mm为例，比较高功率、准超高功率、超高功率石墨电极理化指标，见下表1：

表1

本发明具有如下有益效果：性能介于超高功率石墨电极和高功率石墨电极之间，既能满足生产需要，而价格又较超高功率石墨电极有较大幅度的下降。既能满足超高功率电弧炉炼钢对石墨电极的要求，又能提高高功率电弧炉的生产效率，有效地降低炼钢成本。使炼钢企业经济效益增加，促进我国钢铁行业的发展，增强我国钢铁产品的国际竞争力。因而其应用前景相当广阔，目前西欧、北美用户已大量使用，而且用量有逐渐增加趋势。

具体实施方式

准超高功率石墨电极，由固体原料和液体粘结剂制成，固体原料使用煅烧焦和针状焦，各原料的重量比为：煅烧焦33～43％，针状焦33％～43％，液体粘结剂23％～25％。

本发明所述准超高功率石墨电极的生产工艺如下：

1、原料的选择及准备

煅烧焦一般采用国产石油焦生产的煅烧焦；针状焦一般采用进口煤系针状焦。液体粘结剂使用中温煤沥青或中温改质沥青或改质沥青。另外浸渍剂使用低喹啉中温煤沥青。

煅烧焦的煅烧过程中煅烧炉的煅烧带温度1380～1450℃，这样才能使煅烧焦的真密度提高到2.12g/cm³(一般煅烧炉的煅烧带温度为1250～1380℃，煅烧焦的真密度控制在≥2.06g/cm³)。

2、石墨电极的生产工艺流程：成型—一次焙烧—浸渍—二次焙烧—石墨化—机加工。

1)、成型工序：分筛分、配料、混捏、凉料、挤压成型五个阶段。整个成型工序就是把混捏好的碳质糊料压制成具有一定形状、尺寸、密度和机械强度的制品。

2)、一次焙烧工序：一次焙烧是指成型后的碳素生坯制品在焙烧炉内，通过一定介质的保护，在隔绝空气的条件下，按一定温度进行高温热处理，使生坯制品内的粘结剂结焦炭化，并将骨料颗粒固结成一体的工艺过程。准超高功率石墨电极使用与其它品种石墨电极相同的380小时焙烧升温曲线。

3)、浸渍工序：浸渍工序是将产品置于压力容器内，在一定的温度和压力条件下迫使某些呈液体状态的材料即浸渍剂渗透到产品的气孔中的工艺过程。常规情况下使用中温煤沥青，准超高功率石墨电极使用低喹啉中温煤沥青。

4)、二次焙烧工序：二次焙烧是焙烧品浸渍后进行再次焙烧，使浸入焙烧品孔隙中沥青炭化的工艺过程。常规情况下使用较慢的升温曲线，准超高功率石墨电极使用短流程隧道窑，采用较快的升温曲线且窑温差小。

5)、石墨化工序：石墨化工序就是使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重迭转变为三维空间的有序重迭，具有石墨结构的高温热处理过程(一般需要2300℃以上)。一般情况下石墨化的温度特性分为三个阶段，室温至1250℃为重复焙烧阶段，1250℃～1800℃为升温重点控制阶段，1800℃至石墨化最高温度。准超高功率石墨电极第一升温阶段采取了适当缩短2～3小时的工艺方法，增加到第二升温阶段。

6)、加工工序：各种碳和石墨制品在焙烧和石墨化后，由于表面粘附着一些填充料，同时由于炼钢等对碳和石墨制品在使用是需要达到一定的尺寸和形状要求，因此，各类不同品种的制品需要进行有不同的机械加工，以满足加工尺寸和形状的要求。准超高功率石墨电极与其它品种石墨电极的加工精度尺寸要求一致。

以φ350mm-φ500mm准超高功率石墨电极为例，其主要技术指标如下：体积密度(g/cm³)：φ350mm-φ400mm≥1.66，φ450mm-φ500mm≥1.65；电阻率(μΩm)：φ350mm-φ400mm≤6.5，φ450mm-φ500mm≤6.2；抗折强度(MPa)：φ350mm-φ500mm≥13；热膨胀系数(10^-6/℃)：φ350mm-φ500mm≤1.5；灰份(％)：φ350mm-φ500mm≤0.3；弹性模量(GPa)：φ350mm-φ500mm≤12。

Claims

1、一种准超高功率石墨电极，其特征在于其由固体原料和液体粘结剂制成，固体原料使用煅烧焦和针状焦，各原料的重量比为：煅烧焦33～43％，针状焦33％～43％，液体粘结剂23％～25％。

2、根据权利要求1所述的准超高功率石墨电极，其特征在于所述的液体粘结剂使用中温煤沥青或中温改质沥青或改质沥青。

3、根据权利要求1或2所述的准超高功率石墨电极，其特征在于煅烧焦的真密度为2.12g/cm³。