CN113372137B - 一种石墨电极生坯刷浆涂料配方 - Google Patents

一种石墨电极生坯刷浆涂料配方 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，通过在电极生坯刷浆涂料配方组成中引入石油焦粉和石墨粉以及利用高铝矾土熟料粉代替生石灰粉，利用聚乙烯醇的成膜性、蔗糖的粘结性组成生坯涂料配方，该配方具有制备方便、成本低、采购容易、可长期储存，涂料与电极生坯表面常温下粘附力强，刷涂操作方便，可以使用拖布、毛刷、滚刷等工具进行刷涂操作，降低焙烧后冶金焦颗粒在电极表面的粘附强度和减小嵌入深度，降低人工清理劳动强度，减少电极加工切削量，保留电极加工最大直径，提高石墨化产品机械加工成品率。

Description

一种石墨电极生坯刷浆涂料配方
技术领域
本发明涉及到石墨材料制备领域，特别是一种石墨电极生坯刷浆涂料配方。
背景技术
石墨电极挤压成型生坯在炭素焙烧炉进行一次焙烧过程中，作为热传递发热体的冶金焦填充料颗粒常常嵌入电极表面中，嵌入深度一般3～5mm，造成电极焙烧品表面使用扁铲清理操作十分费力，增加清理人员的劳动强度，尤其是当电极温度下降到室温后，由于电极热收缩效应，冶金焦填充料嵌入电极焙烧品中的粘附强度进一步增大，更加不易清理，电极焙烧后必须清理干净的另一个原因是人工锤检需要，清理程度较差会严重影响锤检判断效果。
为了改善电极焙烧品清理效果，降低冶金焦填充料与电极焙烧品结合强度，炭素生产企业往往采取在电极生坯表面刷浆涂覆的方法，待刷浆涂料晾干后，再将电极生坯放入焙烧炉内进行焙烧处理，电极焙烧品出炉后，由于在冶金焦填充料与电极焙烧品之间形成了刷浆涂料隔离层，降低了冶金焦与电极焙烧品之间的结合强度和减小嵌入深度，电极焙烧品表面粘附的冶金焦颗粒就容易使用扁铲被清理掉，使用刷浆涂料的另一方面好处是，可以减少电极加工切削量，保留电极加工最大直径，提高石墨化产品机械加工成品率。
由于电极生坯表面不吸水，其内部也没有微孔，再加上电极生坯属于疏水性材料，一般的水溶性刷浆涂料很难粘附在电极表面上或者渗入到电极生坯表面的内部微孔中，造成电极生坯刷浆涂覆困难，因此，寻找一种适用于电极生坯的水溶性刷浆涂料就显得十分必要。原来使用的刷浆涂料配方是由自来水、食盐、生石灰组成，由于其粘附性较小，电极生坯表面不容易被润湿，刷浆涂料不能均匀铺展在电极表面上，使用效果不理想，因此需要一种新的刷浆涂料配方，改善电极生坯表面涂料的粘附效果，进而改善电极焙烧品的清理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，在石墨电极生坯表面上通过刷浆涂覆一层涂料的方法，改善粘附在电极焙烧品表面上的冶金焦填充料使用扁铲进行人工清理的效果。
为达到以上目的，提供以下技术方案：
一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，由以下叙述的步骤所组成：
A.原料准备：本配方的原料组成为高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉、自来水、聚乙烯醇、蔗糖共计6种成分。
B.配料：将自来水加热到65～75℃，加入聚乙烯醇制成聚乙烯醇水溶液，保持温度2小时，然后再加入蔗糖，搅拌均匀，制成聚乙烯醇和蔗糖的混合水溶液，然后再加入高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉作为填充料，搅拌均匀，制得石墨电极生坯刷浆涂料。
C.原料重量份配比：高铝矾土熟料粉6～12份、石油焦粉12～14份、石墨粉5～6份、自来水70.5～72份、聚乙烯醇2.25～3份、蔗糖0.75～1.5份。
优选地，所述高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉粒度均在180～200目之间。
优选地，所述聚乙烯醇的型号1788，白色粉状颗粒物，粒度为160目。
优选地，所述蔗糖为粉状颗粒物，粒度为100～200目。
优选地，所述高铝矾土熟料粉，氧化铝含量≥88％，耐火度1780℃。
优选地，所述石油焦粉的碳含量≥95％，石墨粉的碳含量≥99％。
本发明的有益效果为：
1.本发明的刷浆涂料可以均匀涂覆在电极生坯外表面上，涂层厚度可以达到完全覆盖电极生坯表面，涂层粘附强度大，不易被刮掉、蹭掉，使用研制后的刷浆涂料配方，电极焙烧品的扁铲清理操作变得容易进行，使得后续石墨化处理工序以及机械加工工序可以保留最大电极直径，减少电极直径方向的加工切削量，提高石墨化加工成品率。
2.使用本发明的刷浆涂料配方可使冶金焦颗粒嵌入电极表面深度控制在0～1mm之间，并且其粘附强度也大大降低，从而减少清理人员的劳动强度，同时也减少石墨化加工电极直径切削量。
3.本发明的配方中由于加入了石油焦粉和石墨粉，其红外线发射率接近黑体发射率1，在0.95～1之间，这有利于电极焙烧的辐射加热过程，可以使冶金焦填充料在加热时产生的热辐射容易穿透到生坯内部中，加入石墨粉的另一个好处是可以提高涂料的热导率，从辐射和传导两个方面提高了电极焙烧品热传递效果。
4.本发明的配方中加入高铝矾土熟料粉，利用其体积稳定性和化学稳定性，在焙烧温度下涂层体积稳定并且与电极中沥青粘结剂也不会发生化学反应，起到涂层隔离作用。
具体实施方式
一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，由以下叙述的步骤所组成：
A.原料准备：本配方的原料组成为高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉、自来水、聚乙烯醇、蔗糖共计6种成分。
B.配料：将自来水加热到65～75℃，加入聚乙烯醇制成聚乙烯醇水溶液，保持温度2小时，然后再加入蔗糖，搅拌均匀，制成聚乙烯醇和蔗糖的混合水溶液，然后再加入高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉作为填充料，搅拌均匀，制得石墨电极生坯刷浆涂料。
C.原料重量份配比：高铝矾土熟料粉6～12份、石油焦粉12～14份、石墨粉5～6份、自来水70.5～72份、聚乙烯醇2.25～3份、蔗糖0.75～1.5份。
其中，高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉粒度均在180～200目之间。
其中，聚乙烯醇的型号1788，白色粉状颗粒物，粒度为160目。
其中，蔗糖为粉状颗粒物，粒度为100～200目。
其中，高铝矾土熟料粉，氧化铝含量≥88％，耐火度1780℃。
其中，石油焦粉的碳含量≥95％，石墨粉的碳含量≥99％。
实施例1
取温度为65～75℃的自来水72kg，加入聚乙烯醇2.25kg，保温2小时，加入蔗糖0.75kg，配制成重量百分比浓度3％聚乙烯醇和1％蔗糖的水溶液，水溶液重量为72+2.25+0.75＝75kg，将水溶液搅拌均匀，再加入高铝矾土熟料粉8kg、石油焦粉12kg、石墨粉5kg，涂料填充料总重量8+12+5＝25kg，搅拌均匀，制得生坯涂料，涂料总重量75+25＝100kg。涂料配方比例为，高铝矾土熟料粉：石油焦粉：石墨粉：自来水：聚乙烯醇：蔗糖＝8：12：5：72：2.25：0.75。
实施例2
取温度为65～75℃的自来水70.5kg，加入聚乙烯醇3kg，保温2小时，加入蔗糖1.5kg，配制成重量百分比浓度4％聚乙烯醇和2％蔗糖的水溶液，水溶液重量为70.5+3+1.5＝75kg，将水溶液搅拌均匀，再加入高铝矾土熟料粉6kg、石油焦粉14kg、石墨粉5kg，涂料填充料总重量6+14+5＝25kg，搅拌均匀，制得生坯涂料，涂料总重量75+25＝100kg。涂料配方比例为，高铝矾土熟料粉：石油焦粉：石墨粉：自来水：聚乙烯醇：蔗糖＝6：14：5：70.5：3：1.5。
实施例3
取温度为65～75℃的自来水72kg，加入聚乙烯醇2.25kg，保温2小时，加入蔗糖0.75kg，配制成重量百分比浓度3％聚乙烯醇和1％蔗糖的水溶液，水溶液重量为72+2.25+0.75＝75kg，将水溶液搅拌均匀，再加入高铝矾土熟料粉12kg、石油焦粉12kg、石墨粉6kg，涂料填充料总重量12+12+6＝30kg，搅拌均匀，制得生坯涂料，涂料总重量75+30＝105kg。涂料配方比例为，高铝矾土熟料粉：石油焦粉：石墨粉：自来水：聚乙烯醇：蔗糖＝12：12：6：72：2.25：0.75。
按照上述实施例1～实施例3制成的涂料配方，应用时，可以使用拖布、毛刷、滚刷等工具进行刷浆涂覆操作，然后再对电极生坯进行焙烧处理，该项技术配方具有操作简单、实用性好、成本低的特点，适用于电极生坯刷浆后进行焙烧处理，具有降低冶金焦颗粒与电极焙烧品的粘附强度和减小嵌入深度的效果，减轻清理人员劳动强度，改善焙烧品清理效果，电极加工时可以保留最大直径，提高石墨化加工工序成品率。

Claims (6)

1.一种石墨电极生坯刷浆涂料配方,其特征在于，由以下叙述的步骤所组成：
A.原料准备：本配方的原料组成为高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉、自来水、聚乙烯醇、蔗糖共计6种成分；
B.配料：将自来水加热到65～75℃，加入聚乙烯醇制成聚乙烯醇水溶液，保持温度2小时，然后再加入蔗糖，搅拌均匀，制成聚乙烯醇和蔗糖的混合水溶液，然后再加入高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉作为填充料，搅拌均匀，制得石墨电极生坯刷浆涂料；
C.原料重量份配比：高铝矾土熟料粉6～12份、石油焦粉12～14份、石墨粉5～6份、自来水70.5～72份、聚乙烯醇2.25～3份、蔗糖0.75～1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，其特征在于，所述高铝矾土熟料粉、石油焦粉、石墨粉粒度均在180～200目之间。
3.根据权利要求1所述的一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，其特征在于，所述聚乙烯醇的型号1788，白色粉状颗粒物，粒度为160目。
4.根据权利要求1所述的一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，其特征在于，所述蔗糖为粉状颗粒物，粒度为100～200目。
5.根据权利要求1所述的一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，其特征在于，所述高铝矾土熟料粉，氧化铝含量≥88％，耐火度1780℃。
6.根据权利要求1所述的一种石墨电极生坯刷浆涂料配方，其特征在于，所述石油焦粉的碳含量≥95％，石墨粉的碳含量≥99％。
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