CN105390211B - 高强度电极密闭糊的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种高强度电极密闭糊的生产工艺，它由以下原料和步骤制成，所述各原料的重量配比为：无烟煤35～40份，残阳极25～30份，冶金焦15～20份，人造石墨5～10份，煤沥青18～23份；根据上述原料及比配按照原料精选，磨粉筛分，混合搅拌，成型冷却步骤制得高强度电极密闭糊，它解决了原有传统密闭糊的生产工艺中原料选取的不严谨而造成环境污染，产品质量机械强度差，电阻率大等问题，同时简化了工艺流程，降低了生产运营成本，实用性强，应用于电石炉、铁合金炉和硅铁炉等自焙电极的导电材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极密闭糊的生产工艺，具体涉及一种高强度电极密闭糊的生产工艺。
背景技术
过去，把用于电石炉、铁合金炉和硅铁炉等自焙电极的导电材料统称为电极糊。后由于矿热电炉有敞开式和密闭式的结构分别，因此，电极糊也就分为密闭糊、电极糊和化工电极糊。电极密闭糊是用于密闭式矿热电炉的自焙电极的导体材料。
目前，随着我国经济建设的不断发展，对能源控制和环境影响要求越来越高，必须淘汰掉落后的小于6300KVA的矿热电炉。因此，对密闭糊、电极糊和化工电极糊的导电材料性能提出了新的要求，要有高强度和低电阻率，防止电极漏糊、电极软断和硬断等事故，以满足大型矿热电炉对自焙电极的导电材料的物理特性要求。传统的密闭电极糊生产，主要采用电煅煤为骨料，石油焦为粉料，加入适量石墨碎，通过适当调低粘结剂煤沥青的软化温度制造而成。传统的密闭电极糊，具有原料成本高，配方精度低，电极糊烧结之后强度低、电阻率高、抗热震性能差，产品质量不稳定等缺点。
发明内容
针对现有技术的现状及趋势，本发明提供了一种组分比例合适，耐压强度高，体积密度大，电阻率低，灰分值低的高强度电极密闭糊的生产工艺。
本发明的技术解决方案为：高强度电极密闭糊的生产工艺，其特征在于它由以下原料和步骤制成，所述各原料的重量配比为：
(1)无烟煤 35～40份，(2)残阳极 25～30份，
(3)冶金焦 15～20份，(4)人造石墨 5～10份，
(5)煤沥青 18～23份；
所述各步骤为：
A.原料精选：将上述原料(1)～(5)进行精选，使其特性指标分别达到如下要求：将精洗后的无烟煤在2000℃电气煅烧炉中进行煅烧，使灰份≤6％、挥发份＜1％、粉末比电阻600±50μΩm、真密度≥1.90g/cm3，
残阳极先清理表面杂质，选出软残阳极，进行破碎，
冶金焦的理化指标应达到灰份≤12％、挥发份≤1.9％、硫分≤0.6％，
人造石墨纯度要求65±5％，
煤沥青为中温煤沥青，其理化指标为软化点SP＝85±5℃、甲苯不溶物含量15～20％、灰份＜0.3％、挥发份58～68％、水份＜5％，喹啉不溶物含量＜10％，将煤沥青和煤焦油进入熔化池内，在调质槽内进行调质，温度控制在110±5℃制备而成；
B.磨粉筛分：将原料(1)～(4)按上述比例分别进行破碎筛分，无烟煤的颗粒直径为0～16mm，残阳极的颗粒直径为0～16mm，冶金焦的颗粒直径为0～0.15mm，人造石墨的颗粒直径为0～0.5mm，上述原料称重误差控制在0.5％内；
C.混合搅拌：将步骤B的原料颗粒由输送机带送入搅拌机进行干料搅拌，控制温度为110±5℃，干料搅拌为间断搅拌，搅拌5分钟，停顿5分钟，运转搅拌时间为20分钟，再进行湿料搅拌，将干料搅拌均匀的原料颗粒由输送机带送入湿料搅拌机，掺入煤沥青进行混合搅拌，湿料搅拌为连续搅拌，湿料温度为140℃，运转搅拌时间为45分钟，搅拌至糊状；
D.成型冷却：搅拌后糊料输运至所需规格的成型机中，进行挤压成型，压力100Mpa，保压时间5min，然后由输送带输入第一冷却池中冷却，第一冷却池水温在50±5℃，再进入第二冷却池中成型，第二冷却池水温控制在30℃±5，去掉模具，将成品整齐码放。
进一步的，上述步骤中所述煤焦油物理特性指标为密度P20为1.15～1.21g/cm3、甲苯不溶物(无水基)含量占3.5～7％、灰份＜0.13％、水份＜4％、粘度E80＜4、萘含量(无水基)≥7％。
本发明的有益效果是：1.组分原料比例合适，原料制备筛选严格，完全保证了原料的物理特性，使其内部组合更均匀充分混合，结构排列紧凑，可提高密闭糊的导电率，降低电阻率。2.二次搅拌和挤压成型，并留有保压时间，使其成品压制得非常紧密，极大提高了成品的机械强度。3.本发明工艺流程简化，优化调整生产过程相应的工艺操作参数，简化工艺流程，降低生产消耗材料，降低生产运营成本，提高了产品质量，实用性强，应用于电石炉、铁合金炉和硅铁炉等自焙电极的导电材料。
具体实施方式
本发明的生产工艺对其原料的选取有着严格的要求，经过试验将配比调至以下原料和步骤制成，所述各原料的重量配比为：
(1)无烟煤 36份，(2)残阳极 27份，
(3)冶金焦 18份，(4)人造石墨 6份，
(5)煤沥青 20份；
所述各步骤为：
A.原料精选：将上述原料(1)～(5)进行精选，使其特性指标分别达到如下要求：将精洗后的无烟煤在2000℃电气煅烧炉中进行煅烧，使灰份≤6％、挥发份＜1％、粉末比电阻600±50μΩm、真密度≥1.90g/cm3，
残阳极先清理表面杂质，选出软残阳极，进行破碎，
冶金焦的理化指标应达到灰份≤12％、挥发份≤1.9％、硫分≤0.6％，
人造石墨纯度要求65±5％，
煤沥青为中温煤沥青，其理化指标为软化点SP＝85±5℃、甲苯不溶物含量15～20％、灰份＜0.3％、挥发份58～68％、水份＜5％，喹啉不溶物含量＜10％，将煤沥青和煤焦油进入熔化池内，在调质槽内进行调质，温度控制在110±5℃制备而成；
B.磨粉筛分：将原料(1)～(4)按上述比例分别进行破碎筛分，无烟煤的颗粒直径为0～16mm，残阳极的颗粒直径为0～16mm，冶金焦的颗粒直径为0～0.15mm，人造石墨的颗粒直径为0～0.5mm，上述原料称重误差控制在0.5％内；
C.混合搅拌：将步骤B的原料颗粒由输送机带送入搅拌机进行干料搅拌，控制温度为110±5℃，干料搅拌为间断搅拌，搅拌5分钟，停顿5分钟，运转搅拌时间为20分钟，再进行湿料搅拌，将干料搅拌均匀的原料颗粒由输送机带送入湿料搅拌机，掺入煤沥青进行混合搅拌，湿料搅拌为连续搅拌，湿料温度为140℃，运转搅拌时间为45分钟，搅拌至糊状；
D.成型冷却：搅拌后糊料输运至所需规格的成型机中，进行挤压成型，压力100Mpa，保压时间5min，然后由输送带输入第一冷却池中冷却，第一冷却池水温在50±5℃，再进入第二冷却池中成型，第二冷却池水温控制在30℃±5，去掉模具，将成品整齐码放。进一步的，上述步骤中所述煤焦油物理特性指标密度P20为1.15～1.21g/cm3、甲苯不溶物(无水基)含量占3.5～7％、灰份＜0.13％、水份＜4％、粘度E80＜4、萘含量(无水基)≥7％。
经上述生产工艺得到的密闭糊应用到广西合山市世昌锰业有限公司的密闭式硅锰合金生产炉，热电炉功率为6300KVA的矿热电炉，生产过程中，冶炼电耗由原来的4457kwh/t下降到4046kwh/t，电极糊消耗由原来的34kg/t下降到29kg/t，单炉产量由原来的50.48t/d上升到63.66t/d，回收率由原来的77.82％上升到84.34％；
经上述生产工艺得到的密闭糊应用到湖南省新晃县鱼市水电站石电厂的密闭式电石炉，热电炉功率为6300KVA的矿热电炉，生产过程中，每冶炼一吨电石可省电500余度，降低电极糊消耗10公斤左右，生产效率提高20％；
经上述生产工艺得到的密闭糊应用到江苏德龙镍业有限公司的密闭式镍合金炉，热电炉功率为33000KVA的矿热电炉，生产过程中，降低电耗200～400kwh/t，降低电极糊消耗2～7kg/t，生产效率提高3～11％；
经上述生产工艺得到的密闭糊应用到五矿(湖南)铁合金有限责任公司的密闭式铁合金炉，热电炉功率为33000KVA的矿热电炉，生产过程中，综合能耗降低357kwh/t，产率提升11.3％，糊料消耗降低6kg/t。
根据中华人民共和国黑色冶金电级密闭糊行业标准，标准号YB/T5215-1996，适应于封闭式、敞开式和半封闭式矿热炉自焙电极使用的密闭糊、电极糊、和化工电极糊，其标准中对密闭糊的性能指标如表1所示。
表1
将按照上述生产工艺制备的密闭糊经国家石墨产品质量监督检验中心进行检验，样品数量：10kg。
检验结果：
灰份(％)3.45 挥发份(％)12.51 体积密度(g/cm3)1.43
电阻率(μΩm)56.2 耐压强度(Mpa)22.8 延伸率(％)12.3
报告编号：国检G201103026
结论：符合国标。
Claims (2)
1.高强度电极密闭糊的生产工艺，其特征在于它由以下原料和步骤制成，所述各原料的重量配比为：
(1)无烟煤35～40份，(2)残阳极25～30份，
(3)冶金焦15～20份，(4)人造石墨5～10份，
(5)煤沥青18～23份；
所述各步骤为：
A.原料精选：将上述原料(1)～(5)进行精选，使其特性指标分别达到如下要求：将精洗后的无烟煤在2000℃电气煅烧炉中进行煅烧，使灰份≤6％、挥发份＜1％、粉末比电阻600±50μΩm、真密度≥1.90g/cm3，
残阳极先清理表面杂质，选出软残阳极，进行破碎，
冶金焦的理化指标应达到灰份≤12％、挥发份≤1.9％、硫分≤0.6％，
人造石墨纯度要求65±5％，
煤沥青为中温煤沥青，其理化指标为软化点SP＝85±5℃、甲苯不溶物含量15～20％、灰份＜0.3％、挥发份58～68％、水份＜5％，喹啉不溶物含量＜10％，将煤沥青和煤焦油进入熔化池内，在调质槽内进行调质，温度控制在110±5℃制备而成；
B.磨粉筛分：将原料(1)～(4)按上述比例分别进行破碎筛分，无烟煤的颗粒直径为0～16mm，残阳极的颗粒直径为0～16mm，冶金焦的颗粒直径为0～0.15mm，人造石墨的颗粒直径为0～0.5mm，上述原料称重误差控制在0.5％内；
C.混合搅拌：将步骤B的原料颗粒由输送机带送入搅拌机进行干料搅拌，控制温度为110±5℃，干料搅拌为间断搅拌，搅拌5分钟，停顿5分钟，运转搅拌时间为20分钟，再进行湿料搅拌，将干料搅拌均匀的原料颗粒由输送机带送入湿料搅拌机，掺入煤沥青进行混合搅拌，湿料搅拌为连续搅拌，湿料温度为140℃，运转搅拌时间为45分钟，搅拌至糊状；
D.成型冷却：搅拌后糊料输运至所需规格的成型机中，进行挤压成型，压力100Mpa，保压时间5min，然后由输送带输入第一冷却池中冷却，第一冷却池水温在50±5℃，再进入第二冷却池中成型，第二冷却池水温控制在30℃±5，去掉模具，将成品整齐码放。
2.根据权利要求1所述的高强度电极密闭糊的生产工艺，其特征在于：所述煤焦油物理特性指标密度P20为1.15～1.21g/cm3、甲苯不溶物(无水基)含量占3.5～7％、灰份＜0.13％、水份＜4％、粘度E80＜4、萘含量(无水基)≥7％。
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