[发明专利]一种复合石墨电极及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种复合石墨电极及其制作方法。

背景技术

直流矿热电炉，主要应用于锌、铜、铅、锡等有色金属及铁合金等的冶炼。在直流矿热电炉冶炼中，电极的寿命长短决定了金属冶炼的整体经济效益，因此，延长电极寿命的研究具有重大的意义。

在直流矿热电炉中，主要通过向安装于炉底中心位置的电极通入大的电流，来加热融化矿热炉内的有色金属及铁合金等。目前，大多数直流矿热电炉采用的是空气/水冷却触针式电极，如图1所示，多根金属棒状触针1焊接于空气/水冷却金属底座上，这些触针经冷却腔和炉衬通至熔池，对熔池内的金属等进行加热。

但是，现有的空气/水冷却触针式电极的寿命较短，需频繁更换电极与电极的耐火材料，但由于电极和耐火材料的维修难度大、周期长，因而使得维修的成本较高，影响了整体的经济效益。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合石墨电极及其制作方法，以解决现有技术中金属电极寿命短，电极与耐火材料更换频繁、维修难度大、周期长以及成本高等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合石墨电极的制作方法，包括：

在石墨电极的一端形成内孔，其中，所述内孔深入所述石墨电极的内部，但并不贯穿所述石墨电极；

将与所述内孔匹配的金属管路装入所述内孔，其中，装入内孔后的所述金属管路的进口和出口均位于所述石墨电极的外部；

将所述石墨电极内孔与金属管路外壁之间的空隙填满糊料；

焙烧所述石墨电极。

优选的，所述在石墨电极的一端形成的内孔为多个均匀分布的内孔，且每个内孔中都装有与其相匹配的金属管路。

优选的，所述金属管路为U型金属管路，是由管壁厚度整体相同的厚壁金属管路弯曲而成。

优选的，所述糊料为碳素糊料。

优选的，所述焙烧石墨电极的过程，包括：

将所述石墨电极放入焙烧炉内，进行第一次焙烧；

将第一次焙烧后的石墨电极浸入液体浸渍剂；

将浸渍后的石墨电极放入焙烧炉内，进行第二次焙烧。

优选的，所述石墨电极进行第一次焙烧的过程，包括：

将焙烧炉内的温度升至第一温度，第一温度的范围为220℃～240℃，包括端点值，升温速率的范围为30℃/小时～40℃/小时，包括端点值；

将焙烧炉内的温度升至第二温度，第二温度的范围为290℃～310℃，包括端点值，升温速率的范围为6℃/小时～8℃/小时，包括端点值；

将焙烧炉内的温度升至第三温度，第三温度的范围为940℃～960℃，包括端点值，升温速率的范围为7℃/小时～9℃/小时，包括端点值；

使焙烧炉内的温度保持在第三温度，保持第三温度的时间范围为4小时～6小时，包括端点值；

将所述石墨电极自然冷却后取出。

优选的，所述石墨电极进行第二次焙烧的过程，包括：

将焙烧炉内的温度升至第四温度，第四温度的范围为1000℃～1200℃，包括端点值，升温速率的范围为10℃/小时～15℃/小时，包括端点值；

使焙烧炉内的温度保持在第四温度，保持第四温度的时间范围为11小时～13小时，包括端点值；

将所述石墨电极自然冷却后取出。

一种采用上述方法制作的复合石墨电极，包括：

石墨电极；

位于所述石墨电极一端的内孔，其中，所述内孔深入所述石墨电极的内部，但并不贯穿所述石墨电极；

与所述内孔匹配且装入所述内孔中的金属管路，其中，装入内孔后的所述金属管路的进口和出口均位于所述石墨电极的外部；

填充所述内孔与所述金属管路之间空隙的糊料。

优选的，所述石墨电极包括同轴的第一圆柱形电极和第二圆柱形电极，所述金属管路贯穿所述第二圆柱形电极，并深入到所述第一圆柱形电极内部，且所述第二圆柱形电极的底面半径小于所述第一圆柱形电极的底面半径。

优选的，所述第二圆柱形电极的圆形底面上具有多个均匀分布的内孔，其中，所述内孔贯穿所述第二圆柱形电极但不贯穿所述第一圆柱形电极，且所述每个内孔中都装有与其相匹配的U型金属管路。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：