CN102060293B - 一种无粘结剂石墨制品的制备方法 - Google Patents
一种无粘结剂石墨制品的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102060293B CN102060293B CN2010105478473A CN201010547847A CN102060293B CN 102060293 B CN102060293 B CN 102060293B CN 2010105478473 A CN2010105478473 A CN 2010105478473A CN 201010547847 A CN201010547847 A CN 201010547847A CN 102060293 B CN102060293 B CN 102060293B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- isostatic pressing
- powder
- roasting
- petroleum coke
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
一种无粘结剂石墨制品的制备方法，其特点是，它由生石油焦和煤沥青中间相小球粉组成，将生石油焦烘干脱水、破碎，破碎后的生石油焦依次经球磨机、气流磨粉机磨成生石油焦粉，将煤沥青中间相小球粉加热升温进行预氧化处理，冷却至室温，再用搅拌器充分混合、振动装料预成型，再将混合粉装入液压缸内经过升压、保压、降压、脱模的等静压成型过程，得到等静压石墨生坯，然后将等静压石墨生坯装入铁坩埚内，以河沙和冶金焦焦粉作为焙烧过程的填充料，填充料的作用在于防止产品氧化、变形和固定生坯形状，将装有等静压石墨生坯的铁坩埚放入焙烧炉内经过焙烧处理，焙烧后得到的等静压石墨焙烧品经石墨化炉进行石墨化处理得到无粘结剂石墨制品。
Description
技术领域
本发明是一种无粘结剂石墨的制备方法。
技术背景
等静压石墨制品与石墨电极比较，其颗粒组成比电极制品的粒度组成小的多，与其结合的沥青粘结剂用量也比电极制品要大得多，如果将其与电极制品一同进行焙烧，等静压制品中沥青的挥发分排出量较大，导致等静压制品出现焙烧裂纹废品。石墨电极产品的焙烧过程，其焙烧加热周期是根据石墨电极的要求进行设计的，石墨电极的粒度组成特点是颗粒粒度较大，例如最大颗粒可达到20mm，作为糊料粘结剂的煤沥青重量占生坯产品重量的19％～24％左右，沥青在焙烧加热阶段的挥发分逸出通道比较畅通，焙烧品一般不会由于沥青挥发分排除受到阻碍而导致产品出现膨胀裂纹，出现焙烧废品。而等静压制品颗粒组成较小，颗粒比表面积远大于石墨电极的颗粒比表面积，因此等静压生坯制品所需要的粘结剂沥青的重量比例较大，一般情况是沥青占生坯重量的33％～43％左右，如果将等静压生坯制品与大电极生坯放在一起焙烧处理，二者所处的加热环境相同，产品中的粘结剂沥青在焙烧时挥发分的排出量却不相同，等静压生坯中沥青的挥发分排出量远大于电极生坯中的沥青挥发分排出量，导致等静压生坯在焙烧阶段容易出现裂纹废品，等静压制品要想在目前的石墨电极生产工艺中进行焙烧处理而不出现开裂现象，势必要改变其生产工艺过程，被动的适应大生产的焙烧曲线要求。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的缺点，提供一种易成型，质量好的一种无粘结剂石墨制品的制备方法。
实现本发明目的所采取的技术方案是：一种无粘结剂石墨制品的制备方法，其特征是，它由重量含量为10％～30％的生石油焦和70％～90％的煤沥青中间相小球粉所组成，将生石油焦烘干脱水，水分≤0.5％，烘干温度130℃，烘干时间24小时；将煤沥青中间相小球粉在120℃预氧化处理，用电阻炉自由升温至120℃，保温2小时，自然冷却至室温备用；用破碎机对烘干脱水的生石油焦进行破碎，破碎后的生石油焦依次经球磨机、气流磨粉机磨成生石油焦粉，球磨机磨粉粒度控制在D85～D95≤150μm，气流磨粉机磨粉粒度控制在D85～D95≤60μm，将重量为10％～30％生石油焦粉与粒度为D85～D95≤95μm的70％～90％煤沥青中间相小球粉用搅拌器充分混合，粉料混合时间为60～90分钟，将混合粉装入橡胶袋内，用橡胶塞密封，经振动装料预成型，振动时间控制在5～15分钟，振动频率2850次/分，振幅0.3～0.7mm；再将混合粉装入液压缸内经过升压、保压、降压、脱模的等静压成型过程，得到等静压石墨生坯，等静压升压速率2MPa～3MPa/分，总升压时间50～60分钟，升压最大压力100MPa～200MPa，保压时间10～30分钟，降压速率4MPa～5MPa/分，总降压时间30～40分钟；然后将等静压石墨生坯装入铁坩埚内，以河沙和冶金焦焦粉作为焙烧过程的填充料，填充料的作用在于防止产品氧化、变形和固定生坯形状，将装有等静压石墨生坯的铁坩埚放入焙烧炉内经过焙烧处理，焙烧填充料粒度≤2mm，焙烧温度1250℃，总焙烧加热时间324小时，焙烧后得到等静压石墨焙烧品，将等静压石墨焙烧品经石墨化炉进行石墨化处理，石墨化温度2400～2700℃，总加热时间90小时，得到无粘结剂石墨制品。
采用本发明的无粘结剂石墨制品的制备方法，仅依靠生石油焦粉与煤沥青中间相小球粉的自粘性和自烧结性，就能够形成具有一定机械强度的等静压石墨生坯和等静压石墨焙烧品，然后将等静压石墨焙烧品继续进行石墨化处理，即可得到无粘结剂石墨制品；本发明所采用的提高等静压石墨焙烧品成品率的方法是，不使用粘结剂沥青，利用生石油焦粉的自粘性和自烧结性，以及利用煤沥青中间相小球粉的自烧结性，将两者组成混合料，同时增大原料的粒度，使挥发分排除通道畅通，减少焙烧阶段的裂纹废品，提高制品的成品率。具有易成型，质量好等优点。
具体实施方式
本发明所采用的生石油焦粉与煤沥青中间相小球粉作为原料的原理是，由于生石油焦与煅烧后的石油焦相比其机械强度较低，因而生石油焦在磨粉操作中比较容易磨成细粉，本发明将生石油焦依次经球磨机、气流磨粉机磨成生石油焦粉，球磨机磨粉粒度为D85～D95≤150μm，再经气流磨粉机磨粉粒度为D85～D95≤60μm。生石油焦粉由于未经过煅烧处理，其含有的挥发性成分的逸出温度区间与焙烧温度区间重合在一起，因而生石油焦粉具有良好的自粘性和烧结性。沥青中间相小球粉是从沥青中萃取出来的，含有部分挥发性成分，也具有自烧结性，经过预氧化处理会增加含氧官能团数量，进一步提高烧结性。本发明利用生石油焦粉良好的自粘性，将生石油焦粉与煤沥青中间相小球粉充分混合后，可以防止炭素生坯在等静压成型脱模后出现生坯开裂以及焙烧品出现开裂现象，提高等静压产品的压型成品率及焙烧成品率。本发明利用较大颗粒的煤沥青中间相小球粉作为原料，其粒度为D85～D95≤95μm，粒度增大后其含有的挥发分在焙烧处理中容易排出，可充分避免由于颗粒较细使挥发分的逸出受到阻碍而产生焙烧裂纹废品，采用大粒度原料可以提高焙烧品的成品率，以适应正常工业生产的焙烧和石墨化处理过程。
本发明的一种无粘结剂石墨制品的制备方法，它由重量含量为10％～30％的生石油焦和70％～90％的煤沥青中间相小球粉所组成。将生石油焦烘干脱水，水分≤0.5％，烘干温度130℃，烘干时间24小时；将煤沥青中间相小球粉在120℃预氧化处理，用电阻炉自由升温至120℃，保温2小时，自然冷却至室温备用。用破碎机对烘干脱水的生石油焦进行破碎，破碎后的生石油焦依次经球磨机、气流磨粉机磨成生石油焦粉，球磨机磨粉粒度控制在D85～D95≤150μm，气流磨粉机磨粉粒度控制在D85～D95≤60μm，将重量为10％～30％生石油焦粉与粒度为D85～D95≤95μm的70％～90％煤沥青中间相小球粉用搅拌器充分混合，粉料混合时间为60～90分钟，将混合粉装入橡胶袋内，用橡胶塞密封，经振动装料预成型，振动时间控制在5～15分钟，振动频率2850次/分，振幅0.3～0.7mm；再将混合粉装入液压缸内经过升压、保压、降压、脱模的等静压成型过程，得到等静压石墨生坯，等静压升压速率2MPa～3MPa/分，总升压时间50～60分钟，升压最大压力100MPa～200MPa，保压时间10～30分钟，降压速率4MPa～5MPa/分，总降压时间30～40分钟；然后将等静压石墨生坯装入铁坩埚内，以河沙和冶金焦焦粉作为焙烧过程的填充料，填充料的作用在于防止产品氧化、变形和固定生坯形状，将装有等静压石墨生坯的铁坩埚放入焙烧炉内经过焙烧处理，焙烧填充料粒度≤2mm，焙烧温度1250℃，总焙烧加热时间324小时，焙烧后得到等静压石墨焙烧品，将等静压石墨焙烧品经石墨化炉进行石墨化处理，石墨化温度2400～2700℃，总加热时间90小时，得到无粘结剂石墨制品。
表1煤沥青中间相小球粉原料指标要求
表2生石油焦粉原料指标要求
| 指标 | 灰分，％ | 挥发分，％ | 水分，％ | 硫含量，％ |
| 要求 | ≤0.5 | ≤10 | ≤0.5 | ≤0.8 |
本发明的一种无粘结剂石墨制品的制备方法，所用原料煤沥青中间相小球粉需要外购，生石油焦粉自己制备，具有工艺过程简单，等静压压型石墨制品成品率高以及焙烧和石墨化过程成品率高等特点，综合成品率可达70％。产品工艺过程可以适应现有工业生产条件，无粘结剂石墨制品的制备过程不需要增加新的专用焙烧炉和石墨化炉设备，只需与现有石墨电极正常生产中的焙烧和石墨化工艺处理过程相同即可，可以压制稍大尺寸的制品，例如制品长度600mm。
本发明的一种无粘结剂石墨制品的制备方法制作的等静压石墨焙烧品如果再增加一次浸渍和焙烧处理，然后再用石墨化炉进行石墨化处理，其理化指标还会进一步提高。
本产品可用于冶炼用石墨坩埚、石墨模具、石墨结晶器、机械密封件、电蚀加工等行业。
实施例1：生石油焦300kg、煤沥青中间相小球粉700kg；
实施例2：生石油焦200kg、煤沥青中间相小球粉800kg；
实施例3：生石油焦100kg、煤沥青中间相小球粉900kg。
煤沥青中间相小球粉和生石油焦均为市售原料，包括抚顺市石油化工一厂等厂家生产。
表3石墨化制品性能测试结果
| 理化指标 | 例1 | 例2 | 例3 |
| 原料中生石油焦，重量％ | 30 | 20 | 10 |
| 原料中煤沥青中间相小球粉，重量％ | 70 | 80 | 90 |
| 抗压强度，MPa | ≥57 | ≥57 | ≥57 |
| 抗折强度，MPa | ≥25.4 | ≥25.4 | ≥25.4 |
| 弹性模量，GPa | 7.2 | 7.6 | 7.8 |
| 电阻率，μΩm | 14.2 | 15.4 | 16.2 |
| 线性热膨胀系数，×10-6/℃ | ≥1.2 | ≥1.2 | ≥1.2 |
| 真密度，g/cm3 | 2.12 | 2.14 | 2.13 |
| 体积密度，g/cm3 | 1.72 | 1.73 | 1.74 |
| 气孔率，％ | 19.34 | 19.16 | 18.31 |
| 肖氏硬度 | ≥40 | ≥40 | ≥40 |
| 成品率，％ | 74 | 70 | 65 |
Claims (1)
1.一种无粘结剂石墨制品的制备方法，其特征是，它由重量含量为10％～30％的生石油焦和70％～90％的煤沥青中间相小球粉所组成，将生石油焦烘干脱水，水分≤0.5％，烘干温度130℃，烘干时间24小时；将煤沥青中间相小球粉在120℃预氧化处理，用电阻炉自由升温至120℃，保温2小时，自然冷却至室温备用；用破碎机对烘干脱水的生石油焦进行破碎，破碎后的生石油焦依次经球磨机、气流磨粉机磨成生石油焦粉，球磨机磨粉粒度控制在D85～D95≤150μm，气流磨粉机磨粉粒度控制在D85～D95≤60μm，将重量为10％～30％生石油焦粉与粒度为D85～D95≤95μm的70％～90％煤沥青中间相小球粉用搅拌器充分混合，粉料混合时间为60～90分钟，将混合粉装入橡胶袋内，用橡胶塞密封，经振动装料预成型，振动时间控制在5～15分钟，振动频率2850次/分，振幅0.3～0.7mm；再将混合粉装入液压缸内经过升压、保压、降压、脱模的等静压成型过程，得到等静压石墨生坯，等静压升压速率2MPa～3MPa/分，总升压时间50～60分钟，升压最大压力100MPa～200MPa，保压时间10～30分钟，降压速率4MPa～5MPa/分，总降压时间30～40分钟；然后将等静压石墨生坯装入铁坩埚内，以河沙和冶金焦焦粉作为焙烧过程的填充料，填充料的作用在于防止产品氧化、变形和固定生坯形状，将装有等静压石墨生坯的铁坩埚放入焙烧炉内经过焙烧处理，焙烧填充料粒度≤2mm，焙烧温度1250℃，总焙烧加热时间324小时，焙烧后得到等静压石墨焙烧品，将等静压石墨焙烧品经石墨化炉进行石墨化处理，石墨化温度2400～2700℃，总加热时间90小时，得到无粘结剂石墨制品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105478473A CN102060293B (zh) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | 一种无粘结剂石墨制品的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010105478473A CN102060293B (zh) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | 一种无粘结剂石墨制品的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102060293A CN102060293A (zh) | 2011-05-18 |
| CN102060293B true CN102060293B (zh) | 2012-07-25 |
Family
ID=43995824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010105478473A Active CN102060293B (zh) | 2010-11-16 | 2010-11-16 | 一种无粘结剂石墨制品的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102060293B (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102381700B (zh) * | 2011-07-27 | 2013-01-23 | 中钢集团吉林炭素股份有限公司 | 一种石墨材料的制造方法 |
| CN102583346B (zh) * | 2012-02-17 | 2013-09-04 | 昆明冶金研究院 | 特种石墨的制备方法 |
| CN102659100A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-12 | 成都中超碳素科技有限公司 | 高强度细颗粒碳石墨材料的制备方法 |
| CN102887505B (zh) * | 2012-09-27 | 2015-08-12 | 平顶山市开元特种石墨有限公司 | 一种制造等静压石墨三瓣坩埚的方法 |
| CN103011148A (zh) * | 2012-12-19 | 2013-04-03 | 中国平煤神马集团开封炭素有限公司 | 一种制备各向同性石墨的方法 |
| CN103121671A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-05-29 | 四川广汉士达炭素股份有限公司 | 一种等静压石墨的制备方法 |
| CN103464262A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-12-25 | 华尔润玻璃产业股份有限公司 | 一种石油焦制粉用蒸汽磨机及其应用 |
| CN106675591A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-05-17 | 巴中意科碳素股份有限公司 | 一种燃气碳化粉料的方法 |
| CN108059155B (zh) * | 2017-11-30 | 2020-05-08 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种石墨搅棒及其焙烧方法 |
| CN108218430B (zh) * | 2017-12-05 | 2020-07-24 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种等静压石墨制品及其制备方法 |
| CN108101017A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-01 | 吉林市松江炭素有限责任公司 | 一种石油焦压型工艺 |
| CN108863370B (zh) * | 2018-09-18 | 2021-07-09 | 平顶山东方碳素股份有限公司 | 高强度石墨材料的制备工艺 |
| CN109400162B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-08-03 | 湖南长宇科技发展有限公司 | 一种电火花加工用石墨及其制备方法 |
| CN111732096B (zh) * | 2019-03-25 | 2022-02-22 | 中信国安盟固利动力科技有限公司 | 一种高功率锂离子电池的负极材料及其制备方法 |
| CN112441835A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-03-05 | 拓米(成都)应用技术研究院有限公司 | 一种高强高密炭素材料及其制备方法和应用 |
| CN113149649A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-23 | 湖南长宇科技发展有限公司 | 一种类中间相沥青及其制备方法和应用 |
| CN113912045B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-03-28 | 格林美（无锡）能源材料有限公司 | 一种NaTi2V(PO4)4/三维石墨烯复合材料及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5024793A (en) * | 1987-05-07 | 1991-06-18 | Vereinigte Aluminum-Werke Aktiengesellschaft | Method for manufacturing refractory oxide-carbon bricks |
| CN1948219A (zh) * | 2006-11-07 | 2007-04-18 | 中钢集团吉林炭素股份有限公司 | 超大型高炉用高导热高强度石墨砖及生产工艺和应用 |
| CN101823707A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-08 | 四川广汉士达炭素股份有限公司 | 一种生产等静压石墨的工艺方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS511728A (ja) * | 1974-06-29 | 1976-01-08 | Nitto Boseki Co Ltd | Chokuritsuentojobutsuno hokotenkanjudosochi |
-
2010
- 2010-11-16 CN CN2010105478473A patent/CN102060293B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5024793A (en) * | 1987-05-07 | 1991-06-18 | Vereinigte Aluminum-Werke Aktiengesellschaft | Method for manufacturing refractory oxide-carbon bricks |
| CN1948219A (zh) * | 2006-11-07 | 2007-04-18 | 中钢集团吉林炭素股份有限公司 | 超大型高炉用高导热高强度石墨砖及生产工艺和应用 |
| CN101823707A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-08 | 四川广汉士达炭素股份有限公司 | 一种生产等静压石墨的工艺方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP昭51-1728 1976.01.20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102060293A (zh) | 2011-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102060293B (zh) | 一种无粘结剂石墨制品的制备方法 | |
| CN108706973B (zh) | 一种高强度高导热石墨材料的制备方法 | |
| CN101665251B (zh) | 一种各向同性石墨的制备方法 | |
| CN107522196A (zh) | 一种超硬等静压石墨及其制备方法 | |
| CN105272287A (zh) | 一种用再生石墨制备石墨坩埚的方法 | |
| CN105237006B (zh) | 一种矿热炉用石墨炉衬的制备方法 | |
| KR20140130458A (ko) | 페로코크스의 제조 방법 | |
| CN105236984A (zh) | 一种模压成型铸造用石墨的制备方法 | |
| CN110128142B (zh) | 一种石墨发热体及其制造方法 | |
| US20110227259A1 (en) | Methods of forming sintered boron carbide | |
| CN115108833B (zh) | 一种连铸石墨材料及其制备方法 | |
| CN107311686A (zh) | 一种石墨电极的新型制备工艺 | |
| CN108218430B (zh) | 一种等静压石墨制品及其制备方法 | |
| CN111647699A (zh) | 一种高炉炉底炉缸用炭块及其制造方法 | |
| US20170096340A1 (en) | Method for producing carbon material, and carbon material | |
| CN101798222A (zh) | 一种Al2O3-Ni-C-B4C复相陶瓷及其制备方法 | |
| JP4311777B2 (ja) | 黒鉛材の製造方法 | |
| CN116081613A (zh) | 一种高强度细颗粒等静压石墨材料的制备方法 | |
| JPH0124724B2 (zh) | ||
| KR102508857B1 (ko) | 등방 흑연 제조용 탄화 블록 제조방법 | |
| CN115626641B (zh) | 一种洋葱碳极细颗粒等静压石墨制备方法 | |
| JP2015063581A (ja) | 成型炭の製造方法、並びに成型コークス及びその製造方法 | |
| KR101191962B1 (ko) | 탄재 내장 괴성광 제조방법 | |
| KR100879332B1 (ko) | 코크스 더스트를 이용한 탄소 성형체의 제조 방법 | |
| KR101350634B1 (ko) | 코크스 더스트를 이용한 탄소성형체 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JILIN CARBON CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JILIN CARBON CO., LTD. OF ZHONGGANG GROUP Effective date: 20141031 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 132001 JILIN, JILIN PROVINCE TO: 132002 JILIN, JILIN PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20141031 Address after: 132002 Heping Street, Changyi District, Jilin, China, No. 9, No. Patentee after: Jilin Carbon Co., Ltd. Address before: 132001 Jilin carbon Limited by Share Ltd, Sinosteel group 9, Heping Street, Changyi District, Jilin, Jilin Patentee before: Jilin Carbon Co., Ltd. of Zhonggang Group |