CN103260282A - 一种增强型复合石墨电极及其制作和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强型复合石墨电极及其制作和使用方法，其中电极壳包含有碳纤维，因此外壳的抗压强度提高了一倍，不因热应力产生裂纹。本发明利用电流导体的表面集肤作用原理，电极导电性能好，可以降低能耗，减小制作成本，其结构简单、方便，操作安全可靠。

Description

一种增强型复合石墨电极及其制作和使用方法

技术领域

本发明涉及一种增强型复合石墨电极及其制作和使用方法。

背景技术

自焙电极是在矿热炉上部将电极糊装入用普通钢板焊成的电极壳内，利用通过电极自身的电流焦耳热量和电炉的辐射热经熔化焙烧而成，电极糊在电极壳内一定的糊柱压力下，经冶炼过程中缓慢的焙烧而具有一定的强度和形状的导电性电极碳块，由于边使用、边成型、边焙烧，省去了成型和焙烧工序，制作工艺简单，成本相对较低，每吨只有0.3-0.5万元，但它的缺点是生产过程中电极壳也随之融入矿热炉内，造成产品中铁的含量较高，不适宜冶炼对铁杂质含量控制严格的产品。

CN02230874.1公开了一种石墨自焙电极壳，用以解决产品中铁杂质增加，产品质量下降的技术问题，但是如果电极壳采用传统的石墨材料，受电极糊的膨胀压力和热应力作用，易发生裂纹，导致掉炉事故发生。

因此寻找一种成本低廉，并可以保证产品质量，使用安全的电极变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强型复合石墨电极及其制作和使用方法，所述电极导电性能好，可以降低能耗，减小制作成本，其结构简单、方便，操作安全可靠。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种增强型复合石墨电极壳，其含有0.5-15mm长度的碳纤维。

作为本发明的进一步的改进，其中碳纤维所占百分比为2～8%。

作为本发明的进一步的改进，其中所述电极壳两端分别设置有内螺纹和外螺纹。

作为本发明进一步的改进，其中所述电极壳厚度为60-600mm。

作为本发明进一步的改进，其中所述电极壳的直径为100mm-1400mm。

作为本发明进一步的改进，其中所述电极壳内腔直径为40-1340mm。

本发明另一方面提供了一种本发明所述的增强型复合石墨电极壳的制作方法，具体如下：

选取如下重量百分比成分：0.075～0.15mm煅后石油焦粉23～28%；

0.5～15mm碳纤维2～8%；

0.5～4mm煅后石油焦23～28%；

4～10mm煅后石油焦14～22%；

10～16mm煅后石油焦5～13%；

中温煤沥青16～20%；

将以上原料成分进行混捏、成型、焙烧、石墨化后，再进行机械加工制成。

本发明的再一方面提供了一种增强型复合石墨电极，其包括至少2根本发明所提供的增强型复合石墨电极壳，所述电极壳之间通过内螺纹和外螺纹连接，所述电极壳内装有自焙电极。

本发明的还提供了一种本发明所述的增强型复合石墨电极的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将增强型复合石墨电极壳通过设置于两端的内螺纹和外螺纹连接成筒形的电机壳连接体；

（2）把步骤（1）所述的电极壳连接体放入铜瓦中，铜瓦通电；

（3）在空腔中加入电极糊，电极糊逐渐融化烧结成自焙电极；

（4）将步骤（3）所得的复合电极组合体一起向下压放，送入炉壳底部进行通电做功。

作为本发明的进一步改进，所述电极糊的粒度为30-50mm。

本发明所取得的有益效果为：

本发明利用电流导体的表面集肤作用原理，制备成的增强型复合石墨电极具备如下优点：

1.本发明电极壳为添加碳纤维的石墨复合材料，因此外壳的抗压强度提高了一倍，不因热应力产生裂纹。

2.本发明避免了外加的金属外壳的消耗，用石墨电极筒取而代之，工序简化了。

3.该复合电极对电极糊的配制要求不高。

4.本发明采用螺纹连接，结构简单，操作安全可靠。

5.降低了电极生产企业的石墨化成本。

6.降低了应用内复式复合电极消耗成本。

7.由于电极重量的减轻，方便了电极制作、吊装、运输、安装。

附图说明

图1是本发明增强型空心电极壳结构示意图；

图2是本发明增强型复合电极的连接示意图；

在附图中：1电极壳、2内螺纹、3 外螺纹 、4自焙电极。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

如图1所示，本发明增强型复合石墨电极壳1，两端分别设置有内螺纹2和外螺纹3。如附图2所示，在使用时将数根电极壳的内螺纹2和外螺纹3连接。

本发明中电极壳1包含5-20mm的碳纤维，有较强的抗氧化性能和耐高温性能，不因热应力产生裂纹。本发明中电极壳1连接时需施加适宜的扭矩力达到锁紧状态。

实施例1 增强型复合石墨电极壳的制作方法

一种增强型复合石墨电极壳的制作方法如下：

选取如下重量百分比成分：0.075～0.15mm煅后石油焦粉23%、

0.5～15mm碳纤维5%、0.5～4mm煅后石油焦25%、4～10mm煅后石油焦14%、10～16mm煅后石油焦13%、中温煤沥青20%，将以上原料成分进行混捏、成型、焙烧、石墨化后，再进行机械加工制成两端带有内螺纹2和外螺纹3的电极壳1，该电极壳内腔直径为600mm，石墨电极壳厚300mm。

实施例2 增强型复合石墨电极壳的使用方法（增强型复核石墨电极的制备方法）

在使用时，将10根实施例1所得的增强型复合石墨电极壳通过设置于两端的内螺纹2和外螺纹3连接成筒形的电极壳连接体，将得到的电极壳连接体放入到铜瓦中，铜瓦通电；在空腔中加入电极糊，电极糊逐渐融化烧结成自焙电极4形成复合电极组合体（即增强型复合石墨电极），将所得的复合电极组合体一起向下压放，送入炉壳底部进行通电做功。

当然，在使用时，每台矿热炉采用该增强型复合电极，根据电流密度选择3-6支电极柱。每柱电极由8根以上电极壳连接而成。

本发明所提供的一种增强型复合石墨电极壳，可以根据需要将所述电极壳厚度设置为60-600mm，电极壳的直径为100mm-1400mm，所述电极壳内腔直径为40-1340mm。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于其含有0.5-15mm长度的碳纤维。

2.根据权利要求1所述的一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于，所述碳纤维所占百分比为2～8%。

3.根据权利要求1所述的一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于，所述电极壳两端分别设置有内螺纹和外螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于，所述电极壳厚度为60-600mm。

5.根据权利要求1所述的一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于，所述电极壳的直径为100mm-1400mm。

6.根据权利要求1所述的一种增强型复合石墨电极壳，其特征在于，所述电极壳内腔直径为40-1340mm。

7.一种如权利要求1-6所述任一项权利要求所述的增强型复合石墨电极壳的制作方法，其特征在于，具体如下：

选取如下重量百分比成分：0.075～0.15mm煅后石油焦粉23～28%；

0.5～15mm碳纤维2～8%；

0.5～4mm煅后石油焦23～28%；

4～10mm煅后石油焦14～22%；

10～16mm煅后石油焦5～13%；

中温煤沥青16～20%；

将以上原料成分进行混捏、成型、焙烧、石墨化后，再进行机械加工制成。

8.一种增强型复合石墨电极，其特征在于，其包括至少2根权利要求1-6任一项所述的增强型复合石墨电极壳，所述电极壳（1）之间通过内螺纹（3）和外螺纹连接（2），所述电极壳（1）内装有自焙电极（4）。

9.一种如权利要求88所述的一种增强型复合石墨电极的制备方法，其特征在于其具体包括以下步骤：

（1）将增强型复合石墨电极壳通过设置于两端的内螺纹和外螺纹连接成筒形的电极壳连接体；

（2）把步骤（1）所述的电极壳连接体放入铜瓦中，铜瓦通电；

（3）在空腔中加入电极糊，电极糊逐渐融化烧结成自焙电极；

（4）将步骤（3）所得的复合电极组合体一起向下压放，送入炉壳底部进行通电做功。

10.一种如权利要求9所述的一种增强型复合石墨电极的制备方法，其特征在于所述电极糊的粒度为30-50mm。

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