[发明专利]一种超大规格石墨方电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨电极制备技术领域，具体涉及一种超大规格石墨方电极及其制备方法。

背景技术

由于振动成型石墨电极还是挤压成型石墨电极，都无法无法满足美国某公司合金冶炼炉的需求，市场需要高质量的800X900X3500mm超大规格石墨方电极，因为受到挤压设备局限及工艺技术限制，目前国内还没有生产厂家可以生产800X900X3500mm超大规格石墨方电极，要想达到技术指标，一般工艺是压型、焙烧、石墨化、机加工。本发明突破在于使用高结焦值沥青，特殊工艺和特制设备，产品结构均匀致密，客户使用良好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超大规格石墨方电极及其制备方法。本发明生产的超大规格石墨方电极的质量指标和使用性能均达到国家标准，在客户使用得到了认可，填补了超大规格方石墨电极的空白。

本发明采用的技术方案：一种超大规格石墨方电极，它由以下原料按重量配比配制而成，干料：生碎：硬脂酸：中温改制沥青=100：5：0.2-0.5：18.5；

其中，干料由粒度为6mm-16mm的混合焦大颗粒28-36%（重量）、粒度为0.15mm-6mm的中等颗粒25-30%（重量）、粒度为0.001mm-0.15mm的粉料30-38%（重量）、粒度为0mm-2mm的石墨碎3-8%组成；

所述中温改制沥青为甲苯不溶物含量 28-34％（重量）、喹啉不溶物含量 8-12％（重量）、结焦值≥55％的煤沥青。

进一步地，所述的干料由粒度为6mm-16mm的混合焦大颗粒33%（重量）、粒度为0.15mm-6mm的中等颗粒27%（重量）、粒度为0.001mm-0.15mm的粉料35%（重量）、粒度为0mm-2mm的石墨碎5%组成。

进一步地，所述的煤沥青为结焦值在55.5-58.5%的高结焦值沥青。

一种超大规格石墨方电极的制备方法，它由以下步骤制备而成：原料混合制备：将石墨碎和石油焦经粉碎后筛分得到不同粒度的颗粒料及粉料，按照配比将筛分后的石墨碎和石油焦混合制成干料，再按比例向干料加入生碎，然后倒入配料系统进行搅拌；

混捏：将上步制备好的混合料转入混捏锅搅拌中搅拌60-70分钟，然后按比例再加入中温改制沥青进行混捏搅拌30分钟，使中温改制沥青的融化温度为170～180℃、软化点95-105℃，此时向中温改制沥青中按比例加入硬脂酸进行混捏处理，当混合物粘度≦1000mPa·s时，制得糊料；

成型：将上步制备的糊料送入冷却锅冷却糊料，冷却到140℃排入大型卧式振动成型机中，一边按200吨压力进行加压，一边按1600KN激振力进行振动，经过10-20分钟制成体积密度1.72～1.75g/cm³的生制品；

焙烧：将制成的生制品放入敞开式环式焙烧炉中，按预定的焙烧升温曲线进行升温，在最高温度850℃条件下保持30小时后开始自然降温，冷却346小时得到焙烧品；

石墨化：将上步制好的焙烧品放入内串石墨化炉中，使用冶金焦作保温料，按预定的送电曲线进行石墨化处理，使温度加热到2600～2950℃，冷却120～168小时，获得石墨化品；

机加工：将石墨化品在组合数控机床上加工成成品。

进一步地，生制品的尺寸规格为800×900×3500mm，体积密度1.56～1.60g/cm3，电阻率小于11µΩ‧m。

本发明与现有技术相比其有益效果是：本发明采用高结焦值沥青，结焦值在55.5-58.5%之间，整体系统温度调整后匹配该沥青使用，多次试验后选用最佳配比，使用大型卧式振动成型机生产，减少了传统的浸渍工序和二次焙烧，使产品质量指标和使用性能均达到国家标准，提高了产品质量水平，提高了经济效益；本发明制造的产品内部结构经检验无缺陷，经化验室检测，产品体积密度1.65-1.67g/cm3，抗折强度为10.3MPa，弹性模量10.6GPa，电阻率为6.6-7.3μΩm，热膨胀系数为 1.86×10-6/℃，灰分0.25%，达到YBT/4089-2015高功率石墨电极行业标准要求，客户使用效果良好；本发明利用数控加工机床加工，按照IEC60239标准加工螺纹等尺寸，产品加工尺寸和公差要求：将石墨化品在组合数控机床上加工成成品，成品的接头孔孔深：285.4mm，允许偏差0～7mm；大径374.65mm，允许偏差0～0.5mm；斜度9°27′44″，允许偏差0′～ 3′。

具体实施方式

实施例1