CN106631084B - 一种石墨电极接头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种石墨电极接头及其制备方法，它包括原料焦的破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯，其特点是：在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：将配料工序配制好的干料倒入混捏锅；干料混捏40‑60分钟、温度达到120‑150℃时，加入制备好的聚丙烯晴基碳纤维废丝；继续进行干料混捏3‑10分钟；将熔化好的沥青按步骤1）的配方用量加入混捏锅，经过30‑50分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序。石墨电极接头是以所述方法获得的产品。
Description
技术领域
本发明涉及石墨电极生产，是一种石墨电极接头及其制备方法。
背景技术
石墨电极根据品质和和特殊要求的不同划分不同的品级，在石墨电极中加入碳纤维国外已有先例，目前国内还处于起步阶段。碳纤维的加入可以增加石墨电极的密度、抗拉强度，降低电阻率、热膨胀系数，提高电极的成品率，减少石墨电极在使用中的折断、掉块发生。进而提高成品率，降低单耗。
碳纤维主要包括沥青基碳纤维和聚丙烯晴基碳纤维两大类，这两类碳纤维由于种类不同价格差距巨大，现有技术的石墨电极中加入的碳纤维为沥青基碳纤维，由于沥青基碳纤维价格昂贵，使石墨电极的成本明显增加。
聚丙烯晴基碳纤维虽价格也不低，但生产中产生的废丝无利用价值，以聚丙烯晴基碳纤维废丝的废物利用以不增加石墨电极的生产成本、提高石墨电极理化指标为目的，本公司进行了聚丙烯晴基碳纤维废丝用于石墨电极的实验。实验证明，聚丙烯晴基碳纤维废丝加入后对石墨电极理化指标的影响相对于沥青基碳纤维对石墨电极理化指标的影响区别不大，但能够明显提高抗拉强度。由于抗拉强度是石墨电极接头的一项重要指标，所以将聚丙烯晴基碳纤维废丝用于高品级的石墨电极接头中，既能够提高石墨电极接头的抗拉强度，又能够降低石墨电极的生产成本。存在的问题是：由于聚丙烯晴基碳纤维密度小，在使用中极易被通风抽走影响其加入量，先加入沥青、后加入聚丙烯晴基碳纤维又会粘附在糊料表面达不到效果，确定聚丙烯晴基碳纤维的加入量、尺寸及加入方式成为迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种石墨电极接头及其制备方法，能够提高石墨电极接头的抗拉强度，提高电极的成品率，减少石墨电极在使用中的折断、掉块发生。
本发明解决技术问题的方案是：一种石墨电极接头的制备方法，它包括原料焦的破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量称量经筛分合格的原料焦配制干料，其特征是：在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：
1）将配料工序配制好的干料倒入混捏锅进行混合；
2）干料混捏40-60分钟，干料混合均匀且温度达到120-150℃时，加入制备好的聚丙烯晴基碳纤维废丝，聚丙烯晴基碳纤维废丝与干料的重量比为1:2000-1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纤维废丝的干料，继续进行干料混捏3-10分钟，以使聚丙烯晴基碳纤维废丝在干料中混合均匀；
4）将熔化好的沥青按配料工序的配方用量加入混捏锅，经过30-50分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序。
所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法包括以下步骤：
1） 切丝
将碳纤维碎丝用切断机切成5-15mm长的碎丝；
2）硬脂酸融化
将硬脂酸投入油炸锅内，温度设定为80℃±5℃熔化；
3）混合
按照碳纤维碎丝与硬脂酸重量比1:3的比例，将步骤1）制得的碳纤维碎丝均匀平铺到容器内，再将步骤2）制得的硬脂酸均匀淋到容器内的碳纤维碎丝上，将碳纤维碎丝与硬脂酸混合均匀；
4）冷却
将步骤3）制得的制品在室温下自然冷却，凝固成块状；
5）切块
将凝固成块状的制品切成边长20mm±5 mm的小块。
所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法中步骤1）和步骤5）所用的切断机为QDJ920-F型自动机械式切断机。
所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法中步骤2）所用的油炸锅为YJG-40型电热多用油炸锅。
所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法中步骤3）所用的容器为不锈钢方盘。
本发明的有益效果是：将聚丙烯晴基碳纤维废丝用于低品级的石墨电极接头中，既能够提高石墨电极接头的抗拉强度，又能够降低石墨电极的生产成本；经过制备、浸渍了硬脂酸的聚丙烯晴基碳纤维废丝避免了被通风抽走，聚丙烯晴基碳纤维废丝的加入时机既能够保证其在干料中混合均匀，又能够经过充分湿混后，达到硬脂酸无残留。具有工艺简单、实用有效、提高石墨电极接头的抗拉强度、提高电极的成品率的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1，本实施例一种石墨电极接头的制备方法，它包括原料焦的破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量称量经筛分合格的原料焦配制干料，在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：
1）将配料工序配制好的干料倒入混捏锅进行混合；
2）干料混捏40分钟，干料混合均匀且温度达到120℃时，加入制备好的聚丙烯晴基碳纤维废丝，聚丙烯晴基碳纤维废丝与干料的重量比为1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纤维废丝的干料，继续进行干料混捏3分钟，以使聚丙烯晴基碳纤维废丝在干料中混合均匀；
4）将熔化好的沥青按配料工序的配方用量加入混捏锅，经过30分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序。
步骤2）所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法是：包括以下步骤：
1） 切丝
将碳纤维碎丝用QDJ920-F型自动机械式切断机切成5mm长的碎丝；
2）硬脂酸融化
将硬脂酸投入YJG-40型电热多用油炸锅内，温度设定为80℃±5℃熔化；
3）混合
按照碳纤维碎丝与硬脂酸重量比1:3的比例，将步骤1）制得的碳纤维碎丝均匀平铺到作为容器不锈钢方盘内，再将步骤2）制得的硬脂酸均匀淋到不锈钢方盘内的碳纤维碎丝上，并将碳纤维碎丝与硬脂酸混合均匀；
4）冷却
将步骤3）制得的制品在室温下自然冷却，凝固成块状；
5）切块
将凝固成块状的制品用QDJ920-F型自动机械式切断机切成边长20mm±5 mm的小块。
本实施例制得的石墨电极接头，其抗拉强度提高0.2MP。
实施例2，本实施例一种石墨电极接头的制备方法，它包括原料焦、破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量称量经筛分合格的原料焦配制干料，在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：
1）将配料工序配制好的干料倒入混捏锅进行混合；
2）干料混捏60分钟，干料混合均匀且温度达到150℃时，加入制备好的聚丙烯晴基碳纤维废丝，聚丙烯晴基碳纤维废丝与干料的重量比为1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纤维废丝的干料，继续进行干料混捏3分钟，以使聚丙烯晴基碳纤维废丝在干料中混合均匀；
4）将熔化好的沥青按配料工序的配方用量加入混捏锅，经过30分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序。
步骤2）所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法是：包括以下步骤：
1） 切丝
将碳纤维碎丝用QDJ920-F型自动机械式切断机切成15mm长的碎丝；
2）硬脂酸融化
将硬脂酸投入YJG-40型电热多用油炸锅内，温度设定为80℃±5℃溶化；
3）混合
按照碳纤维碎丝与硬脂酸重量比1:3的比例，将步骤1）制得的碳纤维碎丝均匀平铺到作为容器不锈钢方盘内，再将步骤2）制得的硬脂酸均匀淋到不锈钢方盘内的碳纤维碎丝上，并将碳纤维碎丝与硬脂酸混合均匀；
4）冷却
将步骤3）制得的制品在室温下自然冷却，凝固成块状；
5）切块
将凝固成块状的制品用QDJ920-F型自动机械式切断机切成边长20mm±5 mm的小块。
本实施例制得的石墨电极接头，其抗拉强度未提高。
实施例3，本实施例一种石墨电极接头的制备方法，它包括原料焦、破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯，所述配料工序按配方用量称量经筛分合格的原料焦配制干料，在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：
1）将配料工序配制好的干料倒入混捏锅进行混合；
2）干料混捏50分钟，干料混合均匀且温度达到130℃时，加入制备好的聚丙烯晴基碳纤维废丝，聚丙烯晴基碳纤维废丝与干料的重量比为1:2000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纤维废丝的干料，继续进行干料混捏5分钟，以使聚丙烯晴基碳纤维废丝在干料中混合均匀；
4）将熔化好的沥青按配料工序的配方用量加入混捏锅，经过50分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序。
步骤2）所述聚丙烯晴基碳纤维废丝的制备方法是：包括以下步骤：
1） 切丝
将聚丙烯晴基碳纤维废丝用QDJ920-F型自动机械式切断机切成12mm长的碎丝；
2）硬脂酸融化
将硬脂酸投入YJG-40型电热多用油炸锅内，温度设定为80℃±5℃溶化；
3）混合
按照碳纤维碎丝与硬脂酸重量比1:3的比例，将步骤1）制得的碳纤维碎丝均匀平铺到作为容器不锈钢方盘内，再将步骤2）制得的硬脂酸均匀淋到不锈钢方盘内的碳纤维碎丝上，并将碳纤维碎丝与硬脂酸混合均匀；
4）冷却
将步骤3）制得的制品在室温下自然冷却，凝固成块状；
5）切块
将凝固成块状的制品用QDJ920-F型自动机械式切断机切成边长20mm±5 mm的小块。
本实施例制得的石墨电极接头，其抗拉强度提高1.0MP。
由实施例1-3可知，当聚丙烯晴基碳纤维废丝长度12㎜时，并且加入聚丙烯晴基碳纤维废丝的干料继续混捏5分钟后添加沥青，获得的石墨电极其抗拉强度提高幅度最大。
Claims (2)
1.一种石墨电极接头的制备方法，它包括原料焦的破碎筛分磨粉、配料、压型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、浸渍、三次焙烧、浸渍、四次焙烧、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量称量经筛分合格的原料焦配制干料，其特征是：在配料工序和压型工序之间还设置混捏工序，其混捏工序的具体操作过程如下：
1）将配料工序配制好的干料倒入混捏锅进行混合；
2）干料混合40-60分钟，干料混合均匀且温度达到120-150℃时，加入制备好的聚丙烯腈基碳纤维废丝，聚丙烯腈基碳纤维废丝与干料的重量比为1:2000-1:1000；
3）加入了聚丙烯腈基碳纤维废丝的干料，继续进行干料混合3-10分钟，以使聚丙烯腈基碳纤维废丝在干料中混合均匀；
4）将熔化好的沥青按配料工序的配方用量加入混捏锅，经过30-50分钟的混捏，沥青浸渍到干料中且相互粘结，形成一定塑性的糊料，然后进入压型工序；
所述聚丙烯腈基碳纤维废丝的制备方法是：包括以下步骤：
⑴切丝
将聚丙烯腈基碳纤维碎丝用切断机切成5-15mm长的碎丝；
⑵硬脂酸融化
将硬脂酸投入油炸锅内，温度设定为80℃±5℃熔化；
⑶混合
按照聚丙烯腈基碳纤维碎丝与硬脂酸重量比1:3的比例，将步骤⑴制得的聚丙烯腈基碳纤维碎丝均匀平铺到容器内，再将步骤⑵制得的硬脂酸均匀淋到容器内的聚丙烯腈基碳纤维碎丝上，将聚丙烯腈基碳纤维碎丝与硬脂酸混合均匀；
⑷冷却
将步骤⑶制得的制品在室温下自然冷却，凝固成块状；
⑸切块
将凝固成块状的制品切成边长20mm±5 mm的小块。
2.一种石墨电极接头，其特征是：以权利要求1的制备方法获得的产品。
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