CN103553025B - 细结构石墨制品的体密提高方法 - Google Patents

细结构石墨制品的体密提高方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细结构石墨制品的体密提高方法，包括以下措施：采用输送带传送煅烧原材料，并且一次粉碎和二次粉碎均在密封状况下进行，另外采用管路输送加工料，最大限度地控制了杂质灰份的污染，使整个生产过程灰分总量小于0.2%以下；采用环式炉焙烧，并且在环式炉的内壁上喷浆，控制环式炉的内壁缝隙，使挥发分的排出速度得到控制；浸渍工序采用循环予热法，使细结构石墨制品在予热工序上受热均匀一致。所述喷浆采用喷浆机进行，喷料由铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料按3:3:4的比例进行兑料配制。本发明对传统工艺的输料环节、焙烧环节及浸渍环节进行改进，保证细结构石墨制品达到1.80g/cm3的体密，提高了产品质量和企业经济效益。

Description

细结构石墨制品的体密提高方法
技术领域：
本发明涉及一种普通细结构石墨制品，特别是涉及一种细结构石墨制品的体密提高方法。
背景技术：
普通细结构石墨是经过特定的生产工艺过程而制得的无机非金属材料。其作为一个产业，在我国有40年历史。但发展很快，应用相当广泛，涉及到冶金、化工、电子、机械、电工、交通运输、航空、原子能和生物工程等多个领域。其制品生产按行业内已认可的工艺标准二浸二焙制品体积密度在1.73-1.75g/cm3。随着市场的需求量增大，产品竞争激烈，高密度，高强度的制品越来越受到市场的欢迎和用户的青睐。怎样在原来工艺的基础上，促使其体密的升级，并开发出受市场欢迎的的产品，保证其制品二浸产品达到1.80g/cm3的体密，是人们目前亟待解决的问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、便于实施且效果好的细结构石墨制品的体密提高方法。
本发明的技术方案是：一种细结构石墨制品的体密提高方法，
（1）采用输送带传送煅烧原材料，并且一次粉碎和二次粉碎均在密封状况下进行，另外采用管路输送加工料，最大限度地控制了杂质灰份的污染，使整个生产过程灰分总量小于0.2%以下；
（2）采用环式炉焙烧，并且在环式炉的内壁上喷浆，控制环式炉的内壁缝隙，使挥发分的排出速度得到控制；
（3）浸渍工序采用循环予热法，使细结构石墨制品在予热工序上受热均匀一致。
所述喷浆采用喷浆机进行，喷料由铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料按3:3:4的比例进行兑料配制，喷浆厚度为2-5mm。所述喷浆机由空压机和注浆泵组成，喷头采用5-20mm的喷头。将铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料倒入搅拌桶内，加入适量水，用手提式搅拌机进行充分搅拌，成稀糊状。浸渍设备包括热油炉、热油管道、调节阀门、加热导热油盘管预热室；导热油在热油泵作用下，流经热油管路，进行热循环，达到循环加热。加热温度由安装在管路中的热油阀门进行调节，预热室四周用轻质保温砖进行保温，导热油循环加热使加热温度在250℃左右。加热导热油盘管预热室由无缝钢管经卷管机绕制而成，管与管之间的距离控制在20mm以内，并根据浸渍罐浸渍制品的笼子决定预热室高度。
本发明的有益效果是：
1、本发明对传统工艺的输料环节、焙烧环节及浸渍环节进行改进，保证细结构石墨制品达到1.80g/cm3的体密，提高了产品质量和企业经济效益。
2、本发明焙烧环式炉采用内壁喷浆（高铝水泥、耐火土）堵漏技术控制缝隙，使挥发分的排出速度得到了有效的控制，提高制品结焦率，焙烧制品的体积密度得到了提升，并且在焙烧过程中废气排量大量减少，经济效益和环境效益显著。
3、本发明由于喷浆时具有一定的喷射压力，糊状浆料能直接喷射到2mm以上的缝隙中去，达到堵漏效果，但由于焙烧时热胀的情况下，细小的缝隙照样能在负压的作用下，排出挥发粉。
4、本发明由于配料中加入了铝硅酸盐水泥（高铝水泥），耐火土粉（生），在环式炉焙烧阶段，由于温度的逐步升高，而结块，附着在炉内壁上，起到了堵漏的效果，且不易脱落。
5、本发明导热油循环加热技术可保证加热温度在250℃左右，完全可以满足浸渍预热工艺的要求。另外，采用导热油循环加热安全可靠，免维护，不用值守，加热温度均匀恒定。
6、本发明浸渍工序采用了循环予热法，保证制品在予热工序上受热均匀一致。经石墨化高温处理，实现了细结构石墨制品体密升级。
7、本发明由人工运输改为输送带传送煅烧原材料，一次粉碎实现了管路密封操作，混捏改造为管路输送沥青、连续轧片、自动冷却、自动储存。二次粉碎也实现了密封操作，管路输送粉，自动储粉最大限度地控制了杂质灰份的污染，保证整个生产过程灰分总量小于0.2%以下。
8、本发明中环式炉内壁喷浆堵漏技术具有实用性强、操作简单、效率高、生产成本低和环保节能的特点，它有效地解决了环式炉焙烧期间，挥发份排出速度太快，造成制品结构疏松，体密下降，容易产生大量次废品的问题，应用领域广泛，深受市场青睐，易于推广实施，具有良好的经济效益。
具体实施方式：
细结构石墨制品的体密提高方法，包括以下措施：
（1）采用输送带传送煅烧原材料，并且一次粉碎和二次粉碎均在密封状况下进行，另外采用管路输送加工料，最大限度地控制了杂质灰份的污染，使整个生产过程灰分总量小于0.2%以下；
（2）采用环式炉焙烧，并且在环式炉的内壁上喷浆，控制环式炉的内壁缝隙，使挥发分的排出速度得到控制；
（3）浸渍工序采用循环予热法，使细结构石墨制品在予热工序上受热均匀一致。
喷浆采用喷浆机进行，喷料由铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料按3:3:4的比例进行兑料配制，喷浆厚度为2-5mm。
喷浆机由空压机和注浆泵组成，喷头采用5-20mm的喷头。将铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料倒入搅拌桶内，加入适量水，用手提式搅拌机进行充分搅拌，成稀糊状。
浸渍设备包括热油炉、热油管道、调节阀门、加热导热油盘管预热室；导热油在热油泵作用下，流经热油管路，进行热循环，达到循环加热。
加热温度由安装在管路中的热油阀门进行调节，预热室四周用轻质保温砖进行保温，导热油循环加热使加热温度在250℃左右。
加热导热油盘管预热室由无缝钢管经卷管机绕制而成，管与管之间的距离控制在20mm以内，并根据浸渍罐浸渍制品的笼子决定预热室高度。
工作原理：石墨在晶体学上的分类属六方晶系，是由许多互相叠合的碳原子网状层面所组成。理论上讲其石墨晶格结构是完美的，也就是说组成石墨制品的原材料的组成中纯度越高，石墨制品内部结构的石墨晶格完善度更高，其体密增加，强度随之增加。但是，在生产各个环节中进入超量的杂质灰分，会使制品在石墨的碳原子点阵中夹杂有外来原子，虽经高温处理仍难以排除干净，如Fe2O3、B等。如进行提纯势必增加生产成本加大环境污染程度，所以减少细结构石墨制品灰分杂质的存在，是体密升级的第一步。本发明最大限度地控制了杂质灰份的污染，使整个生产过程灰分总量小于0.2%以下。
焙烧是生坯制品在一定的温度条件下，煤沥青进行的分解，环化芳构化，缩聚合成反应的一系列综合过程。现有环式炉缝隙大，使挥发分逸出速度加快，造成制品结构疏松，孔隙就大量增加，导致体密下降，遏制挥发分排出速度，控制挥发分排出量成为焙烧工序上影响体密的重要一环。
以煤焦油回收为例，以前在同样的条件下排出的挥发分经静电捕焦后，获得的煤沥青油每月在3.5-4吨左右，而采用喷浆后，现在每月获得的沥青油只有200-300kg,挥发分的有效控制，制品的结焦残碳值增加到55%左右，焙烧制品的体积密度得到了提高。一焙由原来的1.4g/cm3左右上升到1.45-1.50g/cm3，二焙由1.6g/cm3上升到1.65-1.70g/cm3，三焙达到了1.76g/cm3以上，而且在整个焙烧过程中废气排量大量减少，不光是经济效益显著，环境效益也十分明显。
生制品在焙烧后，由于煤沥青在焙烧过程中一部分分解成气体逸出，除沥青在产品内部化为沥青焦外，仍在产品内部形成许多不规则并且孔径大小不一的微小细孔，如石墨制品的总孔隙度在23%左右，孔隙度的存在，其体积密度必然受到影响，为保证浸渍增重率，采用了循环予热法，保证制品在予热工序上受热均匀一致。另外，高压、高真空度浸渍，高压保持在1.2mpa，高真空度保持在0.096mpa以上，产品浸渍效果到位，增重比较理想，保证了制品体密提升的必要条件。经过二浸后，最终经石墨化高温处理，细结构石墨制品体积密度达到了1.80g/cm3,实现了对提升细结构石墨制品体密的预期设想。

Claims (4)

1.一种细结构石墨制品的体密提高方法，其特征是：
（1）采用输送带传送煅烧原材料，并且一次粉碎和二次粉碎均在密封状况下进行，另外采用管路输送加工料，最大限度地控制了杂质灰份的污染，使整个生产过程灰分总量小于0.2%以下；
（2）采用环式炉焙烧，并且在环式炉的内壁上喷浆，控制环式炉的内壁缝隙，使挥发分的排出速度得到控制，所述喷浆采用喷浆机进行，喷料由铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料按3:3:4的比例进行兑料配制，喷浆厚度为2-5mm；
（3）浸渍工序采用循环予热法，使细结构石墨制品在予热工序上受热均匀一致，浸渍设备包括热油炉、热油管道、调节阀门、加热导热油盘管预热室；导热油在热油泵作用下，流经热油管路，进行热循环，达到循环加热；加热温度由安装在管路中的热油阀门进行调节，预热室四周用轻质保温砖进行保温，导热油循环加热使加热温度在250℃。
2.根据权利要求1所述的细结构石墨制品的体密提高方法，其特征是：所述喷浆机由空压机和注浆泵组成，喷头采用5-20mm的喷头。
3.根据权利要求1所述的细结构石墨制品的体密提高方法，其特征是：将铝硅酸盐水泥、耐火土粉生料和耐火土粉熟料倒入搅拌桶内，加入适量水，用手提式搅拌机进行充分搅拌，成稀糊状。
4.根据权利要求1所述的细结构石墨制品的体密提高方法，其特征是：加热导热油盘管预热室由无缝钢管经卷管机绕制而成，管与管之间的距离控制在20mm以内，并根据浸渍罐浸渍制品的笼子决定预热室高度。
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