[发明专利]一种等静压石墨制品的石墨化方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨材料的制备领域，具体地说，涉及一种等静压石墨制品的石墨化方法。

背景技术

等静压石墨是上世纪60年代发展起来的一种新型石墨材料，具有一系列优异的性能。譬如，等静压石墨的耐热性好，在惰性气氛下，随着温度的升高其机械强度不但不降低，反而升高，在2500℃左右时达到最高值；与普通石墨相比，结构精细致密，而且均匀性好；热膨胀系数很低，具有优异的抗热震性能；各向同性；耐化学腐蚀性强，导热性能和导电性能良好；具有优异的机械加工性能。正是由于具有这一系列的优异性能，等静压石墨在冶金、化学、电气、航空宇宙及原子能工业等领域得到广泛应用，而且，随着科学技术的发展，应用领域还在不断扩大。

与普通石墨，比如炼钢用石墨电极、镁电解用石墨阳极、铝电解用石墨化阴极等一样，等静压石墨也要经过原料的煅烧、破碎、筛分、磨粉，粘接剂的熔化，以及配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化等工序的处理。但是，等静压石墨的生产工艺与石墨电极、石墨阳极或者石墨化阴极截然不同。等静压石墨需要结构上各向同性的原料，需要磨制成更细的粉末，需要应用等静压成型技术，焙烧周期会非常的长，为了达到目标密度，需要多次的浸渍、焙烧循环，石墨化的周期也要比普通石墨长得多。其中，石墨化是将焙烧后的制品加热到约3000℃，碳原子晶格有序排列，完成由炭向石墨的转变，叫石墨化。石墨化方法有艾奇逊法、内热串接法、高频感应法等。通常的艾奇逊法，制品从装炉到出炉，大约需要1～1.5个月的时间。每炉可以处理几吨到几十吨的焙烧品。石墨化后，制品的体积密度、导电率、导热率及抗腐蚀性能得到很多程度的改善，机械加工性能也得到了改善。但是，石墨化会降低制品的抗折强度。同时，由于艾奇逊石墨化主要是靠电阻料产生的热量来加热制品，在同一石墨化炉炉芯内，上下、左右、内外的温度梯度相差很大，容易造成制品裂纹。

CN101857223A公开了一种等静压及模压炭质焙烧品内串石墨化工艺技术，在内串石墨化炉体内下部铺平压实部分炭质保温料，在炭质保温料上摆放同一规格的一块一块地串接起来的等静压及模压炭质焙烧品产品，在两端产品与导电电极之间加入适当厚度的炭质长度调节垫块，在炭质长度调节垫块与产品之间、产品与产品之间装入柔性石墨垫板，通过加压装置适当加力预紧密产品间隙，然后炉体内填满炭质保温料，按照合理的石墨配电制度向炉内送电，并适时地对加压装置的压力进行调整，在24-30小时内达到预定电量后停止送电，停电自然冷却后，除去炭质保温料，再自然冷却，得到终产品。

然而，上述方法并没有对艾奇逊石墨化法如何降低制品裂纹提出改进，有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明提供一种等静压石墨制品的石墨化方法，该方法降低了制品裂纹的产生。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种等静压石墨制品的石墨化方法，该方法包括如下步骤：

1)清理石墨化炉；

2)在清理后的石墨化炉的炉体内底部先铺平压实石英砂，再铺平压实保温料；

3)接着再铺平压实熟冶金焦与生冶金焦混合均匀得到的冶金料；然后再铺平压实反应料；

4)将同一规格相同截面的产品放入炉内，与炉芯对称，产品之间预留间隙，以备填装电阻料；

5)然后炉体内顶部先填满反应料，再填满保温料；

6)按照石墨化送电曲线向炉内送电，所述的送电曲线为：起始功率1800KW，0～12h，以140KW/h的功率送电；13～72h，以50KW/h的功率送电；73～92h，以150KW/h的功率送电；

7)达到预定电量后，停止向炉内送电；

8)停电冷却6-7天后，抓除产品上部保温料，再冷却11-13天后，抓除产品上部的反应料；

9)全部抓除产品上部反应料后，将产品逐块抓出炉外，摆放在干燥作业场地上，产品之间要相互间隔开，以待产品检验。

上述石墨化方法中，步骤3)中所述的冶金料中熟冶金焦与生冶金焦的质量配比为5～8:5～2，优选6～8:4～2，更优选7:3。

本发明所述的石墨化方法中，步骤3)中所述的熟冶金焦的粒度为10-40mm。

进一步的，所述的熟冶金焦中粒度为10-15mm的占10-15％，35-40mm的占10-15％，余量为粒度为15-35mm的熟冶金焦。