CN101696116A

CN101696116A - 大规格石墨电极的生产方法

Info

Publication number: CN101696116A
Application number: CN200910075850A
Authority: CN
Inventors: 高峰屹; 渠果明
Original assignee: Jiexiu Juyuan & Coaly Co Ltd
Current assignee: Jiexiu Juyuan & Coaly Co Ltd
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: CN101696116B

Abstract

大规格石墨电极的生产方法，其组分为煅后石油焦与中高温改性沥青，其特征在于两种组分的重量百分含量分别为：煅后石油焦76-79％，改性沥青21-24％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料≤4％；Φ8-12mm颗粒料6-10％；Φ4-8mm颗粒料13-17％；Φ2-4mm颗粒料9-13％；Φ≤0.075mm的粉料30-32％；余量为Φ0.075-2mm的填充料；所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为160-165℃；装模时糊料块度小于40mm。采用本发明所述的大规格石墨电极的生产方法可生产Φ960mm以上的超大规格电极，并且电极本体电阻率低、导电性能好，能承受强大电流，使单耗和电耗大幅度下降，节约生产成本。

Description

大规格石墨电极的生产方法

技术领域

本发明涉及一种通过放电加热的电极的生产方法，具体为一种用于电炉冶炼或工业硅电加热设备的石墨电极的生产方法。

背景技术

电极是一种圆柱形物体，是工业硅等冶炼电炉的重要部件，是短网的一部分。依靠电极把经过炉用变压器输送来的低压大电流送到炉内，通过电极端部的电弧，炉料电阻以及熔体，把电能转化成热能而进行高温冶炼。因此，要保持电极完好稳定的运行状态，尽可能地减少电极事故的发生，电极需要以下要求：1)具有良好的导电性，电阻率大小适中，与电气参数相匹配，以减少电流通过电极时电流损失，减少短网压降，达到极心圆最佳功率密度，同时满足冶炼成本达到最佳；2)抗热震性好，热膨胀系数低，当送电条件波动、温度急剧变化时，不易使电极产生裂纹或断裂掉炉，同时具有良好的导热性；3)要有足够的机械强度，在工业硅炉的操作过程中，电极会受到拉、压、弯以及内应力的交变作用，因此应有足够的机械强度；4)杂质含量低。

目前，工业硅冶炼电炉大部分在使用炭电极。它的主要原料构成为：无烟煤、冶金焦、石墨粉和煤沥青。其主要优点是生产周期短，成本相对低。其主要缺点是：1)由于该产品所使用的原料属于多灰产品，杂质含量高，导致所生产的硅产品中杂质含量也较高，使产品品位下降；2)因电极本体未经过石墨化，所以电阻率极高，造成单耗和电耗居高不下，不能降低生产成本；3)该产品生产工艺简单，特别是未经石墨化处理，所以产品内的多种有害物质没有挥发掉，在用于生产时会对环境造成严重污染。

中国专利91108416.9公开了一种“振动成型生产中空石墨电极工艺及设备”，Φ2-4mm粒料15％；Φ1-2mm粒料14％；Φ0.8-1mm粒料11％；Φ小于0.075mm粒料60％；在120℃温度下加入煤沥青进行混捏，然后在环形腔内由重锤加压并振动成型。这种粒度原料配比及混捏温度和成型方式不能生产大规格石墨电极。

中国专利00132900.6公开的一种“大规格中空石墨电极成型工艺及模具”，采用石油焦、煤沥青和石墨粉为原料，其中石油焦的粒度分布范围为：Φ12mm粒料12-16％；Φ8-10mm粒料8-12％；Φ6-8mm粒料3-5％；Φ4-6mm粒料1-4％；Φ2-4mm粒料1-3％；Φ2mm以下粒料6-9％；石油焦粉料38-43％；石墨粉2-5％；煤沥青16-20％。上述原料配比中大粒径原料的比重较大，经检测，若Φ12mm以上粒料达到8％时，即对电极密实度产生影响，同时在实际使用过程中会影响通过的电流密度及功率，当上述粒料占到10％以上时，电阻率明显增大，吨产品电极消耗量亦明显提高。由于其大粒径颗粒料比重大，混捏温度也较低，只有120℃，因此其装模糊料块度比较大，同样会影响成型产品的密实度。类似的还有中国专利200810147891.8公开的一种“Φ550mm及以上超高功率石墨电极的制造方法”，其采用8-20mm；4-7mm；其余为0.15-0.075mm粒度的针状焦，调质沥青和超高功率电极切削碎，混捏温度150-160℃，然后经冷却、真空挤压成型、焙烧、加工等工序。上述两种电极由于其原料粒度较大，且各级别粒度的分布料少，因此，其产品成型密度小，当产品达到Φ600mm以上规格时，其各项指标难以满足生产需求。

发明内容

为了解决炭电极在工业硅冶炼中由于种种缺陷造成的不足，本发明提供一种大规格石墨电极的生产方法，解决了目前生产直径大于600mm石墨电极存在的问题，可生产直径达960mm的超大功率石墨电极。

本发明的大规格石墨电极的生产方法，其组分为煅后石油焦与中高温改性沥青，其特征在于两种组分的重量百分含量分别为：煅后石油焦76-79％，改性沥青21-24％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料≤4％；Φ8-12mm颗粒料6-10％；Φ4-8mm颗粒料13-17％；Φ2-4mm颗粒料9-13％；Φ≤0.075mm的粉料30-32％；余量为Φ0.075-2mm的填充料；所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为160-165℃；装模时糊料块度小于40mm。

所述的大规格石墨电极的生产方法，其特征在于Φ0.5-2mm粒径料占填充料总量的50-70％，Φ0.075-0.5mm料占填充料总量的30-50％。

采用本发明所述的大规格石墨电极的生产方法可生产Φ960mm以上的超大规格电极，并且电极本体电阻率低、导电性能好，能承受强大电流，使单耗和电耗大幅度下降，节约生产成本；由于热膨胀系数低，所以抗热震性好；抗氧化、抗折强度等性能均优于炭电极；杂质含量低，生产的产品品位高；排放的烟气中有害物质极少，对环境保护起到了决定性作用。

具体实施方式

实施例1

组分配比(重量比)：煅后石油焦76％，改性沥青24％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料4％；Φ8-12mm颗粒料10％；Φ4-8mm颗粒料15％；Φ2-4mm颗粒料13％；Φ≤0.075mm的粉料30％；Φ0.075-2mm的填充料4％；所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为160℃；装模时糊料块度小于40mm。

实施例2

组分配比(重量比)：煅后石油焦77％，改性沥青23％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料2％；Φ8-12mm颗粒料8％；Φ4-8mm颗粒料13％；Φ2-4mm颗粒料11％；Φ≤0.075mm的粉料32％；Φ0.075-2mm的填充料11％；所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为165℃；装模时糊料块度小于40mm。

实施例3

组分配比(重量比)：煅后石油焦79％，改性沥青21％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ8-12mm颗粒料6％；Φ4-8mm颗粒料17％；Φ2-4mm颗粒料9％；Φ≤0.075mm的粉料32％；Φ0.075-2mm的填充料15％；其中Φ0.5-2mm粒径料7.5％，Φ0.075-0.5mm料7.5％。所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为163℃；装模时糊料块度小于40mm。

实施例4

组分配比(重量比)：煅后石油焦75％，改性沥青25％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料3％；Φ8-12mm颗粒料8％；Φ4-8mm颗粒料15％；Φ2-4mm颗粒料11％；Φ≤0.075mm的粉料30％；Φ0.075-2mm的填充料8％；其中Φ0.5-2mm粒径料5.6％，Φ0.075-0.5mm料2.4％。所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为163℃；装模时糊料块度小于40mm。

Claims

1.大规格石墨电极的生产方法，其组分为煅后石油焦与中高温改性沥青，其特征在于两种组分的重量百分含量分别为：煅后石油焦76-79％，改性沥青21-24％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料≤4％；Φ8-12mm颗粒料6-10％；Φ4-8mm颗粒料13-17％；Φ2-4mm颗粒料9-13％；Φ≤0.075mm的粉料30-32％；余量为Φ0.075-2mm的填充料；所述改性沥青的结焦值在55％以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏温度为160-165℃；装模时糊料块度小于40mm。

2.根据权利要求1所述的大规格石墨电极的生产方法，其特征在于Φ0.5-2mm粒径料占填充料总量的50-70％，Φ0.075-0.5mm料占填充料总量的30-50％。