CN111020104A

CN111020104A - 一种石墨质增碳剂的生产方法

Info

Publication number: CN111020104A
Application number: CN201911186641.XA
Authority: CN
Inventors: 王浩; 王永; 李灿华; 徐文珍
Original assignee: Ma'anshan Hongxin Metallurgical Materials Co Ltd
Current assignee: Ma'anshan Hongxin Metallurgical Materials Co Ltd
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-04-17

Abstract

本发明公开了一种石墨质增碳剂的生产方法，将石墨混合物废料通过混碾、破碎后加入粘合剂混匀，再加水混匀后，此混合料由输送带送入造粒机，在辅送带的终端设置磁头，利用磁选除铁与磁性材料杂质，由造粒机得到的粒状物经烘干包装得到石墨质增碳剂。本发明产品为非金属，在冶铁和铸造的使用中无残留，利用率高，便于生产使用，磷硫含量大大低于生铁，性能稳定，同时优化改善了石墨质增碳剂的工艺生产过程，通过纯物理过程实现了低能耗、低污染，把石墨混合物废料深加工成石墨质增碳剂，在原料上充分利用工业企业的石墨副产品或尾料、废料，实现资源的二次利用，同时减小生产成本，转化到工业化生产中具有一定的经济价值和社会效益。

Description

一种石墨质增碳剂的生产方法

技术领域

本发明属于石墨材料技术领域，尤其涉及一种石墨质增碳剂的生产方法。

背景技术

在传统熔炼中经常加入大比例的生铁用量，其做法与同样成分的高废钢用量相比，其力学性能要低半个牌号，同时生铁中有许多粗大的共晶石墨，这种粗大的石墨具有遗传性，熔炼温度低，粗大石墨不宜被消除，粗大的石墨从液态遗传到固态铸铁组织中，一方面降低铸铁所能达到的强度，降低了材料的性能，另一方面使凝固过程中本来应该产生的石墨化析出的膨胀作用减弱，使铁液凝固过程中的收缩倾向增大。

石墨质增碳剂是天然含碳矿物质经精心筛选分离，在高温环境下碳原子经过重结晶且呈石墨的微观形态排列而形成的物质，该产品固定碳含量较高，S、P、N含量远低于煤质增碳剂，因其在冶炼铸造中增碳效果好，碳的收得率高，效果稳定，钢水洁净度高，深受冶金行业的欢迎，是冶金行业增碳脱氧首选优质材料。

因此加增碳剂熔炼的新工艺与传统上大比例的使用生铁相比，无论是成本还是成品性能都要优越。石墨质增碳剂的吸收率高，含碳量98.5%的石墨质增碳剂其吸收率达95%以上，含碳80%的石墨质增碳剂其吸收率达90%以上；同时使用方便，不需要调整给料设备及方法；生产过程节能降耗，因其吸收率高，反应速度快，从而缩短冶炼时间，达到节能降耗的效果。在实际熔炼中常用炉料为生铁、废钢、回炉料，生铁的碳含量高，但是采购价格相对废钢来说较高，所以使用增碳剂后增加废钢的投放量，降低生铁投放量，能起到一定的降低铸件成本的作用。同时在冲天炉熔炼时，尽量降低生铁炉料的用量，使用增碳剂来保证高碳当量，相对提高废钢用量。这样在高温熔炼的条件下，可以渗碳方式获得活性好、石墨化作用更显著的碳。在铸件上反映出石墨的形态更好，从而有利于提高力学性能，减少收缩倾向，改善加工性能。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种石墨质增碳剂的生产方法。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种石墨质增碳剂的生产方法，将石墨混合物废料通过混碾、破碎后加入干粉粘合剂混匀，再加水混匀后，此混合料由输送带送入造粒机，在辅送带的终端设置磁头，利用磁选除铁与磁性材料杂质，由造粒机得到的粒状物经烘干包装得到石墨质增碳剂；

其中，所述石墨混合物废料为碳素企业生产过程中，生产石墨电极的切屑、无生产价值的石墨块、生产过程环保措施中收尘所得的含碳粉尘以及废的电极材料。

进一步的，所述混碾、破碎过程选用一体机设备，且在设备出口处设置水的雾化装置，雾化水加入量为石墨混合物废料质量的5-30%。

石墨混合物混碾破碎混匀过程中的粉尘易外泄扩散，造成粉尘污染环境，设备选择为一体机，设备的出气口处设置水的雾化装置，防止粉尘由此溢出，同时便于水与混合料混匀，混匀后粉状石墨混合物加雾化水时务必控制水量，水份加多时易增加烘干成本，加少时造粒后的颗粒易碎和粉状物过多。

进一步的，混碾、破碎过程中控制石墨混合物废料的颗粒细度为5-200μm。

进一步的，所述粘合剂选自膨润土、工业淀粉、羧甲基纤维素钠、纤维素中的任意一种或几种的组合，其加入量为石墨混合物废料质量的0.5-3.5%。

造粒机的选择要选择高速机，被挤压的颗粒物温升慢的设备，不然易致造粒过程中碳损。

进一步的，造粒过程中控制颗粒直径为1-8mm，长度为1-25mm。

进一步的，造粒后通过辅送带辅送至烘干机內烘干，烘干温度控制在100-180℃，时间控制在0.5-2小时。

烘干机的温度控制要低，不要过高，否则石墨质增碳剂的颗粒易爆燃和氧化。

进一步的，未烘干的石墨质增碳剂颗粒抗压力为1-5kg/个，烘干后的颗粒抗压力为10-80kg/个。

进一步的，烘干后的颗粒水分含量控制为0.5-8%，固定碳含量80-99%，S≤0.5%，P≤0.5%，N≤0.3‰。

所得石墨质增碳剂可用于精品铸造件和特种钢铸造以及高炉炼钢、炼铁中起到增碳脱氧的作用。

本发明的优点是：

1、本产品为非金属，在液态铁液环境下熔点为1200-1300℃，在其他环境下熔点为3652℃，沸点为4827℃，687℃时在氧气中燃烧生成二氧化碳，在冶铁与铸造使用中无残留，利用率高，便于生产使用，磷硫含量大大低于生铁，性能稳定。

2、充分利用工业企业的石墨副产品或尾料、废料，实现资源的二次利用，同时减小生产成本，转化到工业化生产中具有一定的经济价值和社会效益。

3、最大限度的做到了节能减排和循环利用，杜绝二次污染。

4、优化改善了石墨质增碳剂的工艺生产过程，通过纯物理过程实现了低能耗、低污染，把石墨混合物废料深加工成石墨质增碳剂。

附图说明

图1所示为本发明石墨质增碳剂生产的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种石墨质增碳剂的生产方法，将石墨混合物废料通过一体机设备混碾、破碎至颗粒细度为80-120μm，再加入石墨混合物废料质量2%的粘合剂，其中粘合剂为工业淀粉和纤维素等质量混匀所得，在设备出口处设置水的雾化装置，雾化水加入量为石墨混合物废料质量的20%，全部混匀后利用磁选降低含铁和磁性材料杂质，再送入造粒机造粒，控制颗粒直径为4-6mm，长度为10-15mm，得到粒状物通过辅送带辅送至烘干机內烘干，烘干温度控制在115℃，时间控制在0.5-1.5小时，最后包装得到石墨质增碳剂。

其中，石墨混合物废料为碳素企业生产过程中，生产石墨电极的切屑、无生产价值的石墨块、生产过程环保措施中收尘所得的含碳粉尘以及废的电极材料。

其中，未烘干的石墨质增碳剂颗粒抗压力为1-5kg/个，烘干后的颗粒抗压力为10-80kg/个，烘干后的颗粒水分含量控制为0.5-3%，固定碳含量80-99%，S≤0.5%，P≤0.5%，N≤0.3‰。

实施例2

一种石墨质增碳剂的生产方法，将石墨混合物废料通过一体机设备混碾、破碎至颗粒细度为5-80μm，再加入石墨混合物废料质量2.5%的羧甲基纤维素钠，在设备出口处设置水的雾化装置，雾化水加入量为石墨混合物废料质量的15%，全部混匀后利用磁选降低含铁杂质，再送入造粒机造粒，控制颗粒直径为1-4mm，长度为1-10mm，得到粒状物通过辅送带辅送至烘干机內烘干，烘干温度控制在130℃，时间控制在0.5-1小时，最后包装得到石墨质增碳剂。

其中，未烘干的石墨质增碳剂颗粒抗压力为1-5kg/个，烘干后的颗粒抗压力为10-80kg/个，烘干后的颗粒水分含量控制为0.5-4%，固定碳含量80-99%，S≤0.5%，P≤0.5%，N≤0.3‰。

实施例3

一种石墨质增碳剂的生产方法，将石墨混合物废料通过一体机设备混碾、破碎至颗粒细度为120-200μm，再加入石墨混合物废料质量3%的工业淀粉，在设备出口处设置水的雾化装置，雾化水加入量为石墨混合物废料质量的30%，全部混匀后利用磁选降低含铁杂质，再送入造粒机造粒，控制颗粒直径为6-8mm，长度为15-25mm，得到粒状物通过辅送带辅送至烘干机內烘干，烘干温度控制在150℃，时间控制在0.5-1小时，最后包装得到石墨质增碳剂。

其中，未烘干的石墨质增碳剂颗粒抗压力为1-5kg/个，烘干后的颗粒抗压力为10-80kg/个，烘干后的颗粒水分含量控制为0.5-1%，固定碳含量80-99%，S≤0.5%，P≤0.5%，N≤0.3‰。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，将石墨混合物废料通过混碾、破碎后加入干粉粘合剂混匀，再加水混匀后，此混合料由输送带送入造粒机，在辅送带的终端设置磁头，利用磁选除铁与磁性材料杂质，由造粒机得到的粒状物经烘干包装得到石墨质增碳剂；

2.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，所述混碾、破碎过程选用一体机设备，且在设备出口处设置水的雾化装置，雾化水加入量为石墨混合物废料质量的5-30%。

3.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，混碾、破碎过程中控制石墨混合物废料的颗粒细度为5-200μm。

4.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，所述粘合剂选自膨润土、工业淀粉、羧甲基纤维素钠、纤维素中的任意一种或几种的组合，其加入量为石墨混合物废料质量的0.5-3.5%。

5.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，造粒过程中控制颗粒直径为1-8mm，长度为1-25mm。

6.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，造粒后通过辅送带辅送至烘干机內烘干，烘干温度控制在100-180℃，时间控制在0.5-2小时。

7.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，未烘干的石墨质增碳剂颗粒抗压力为1-5kg/个，烘干后的颗粒抗压力为10-80kg/个。

8.根据权利要求1所述的石墨质增碳剂的生产方法，其特征在于，烘干后的颗粒水分含量控制为0.5-8%，固定碳含量80-99%，S≤0.5%，P≤0.5%，N≤0.3‰。