一種高強度超高功率石墨電極的制備方法技術

本發明專利技術提供一種高強度超高功率石墨電極的制備方法，含量按重量百分比，碳纖維0.2-0.8％，國產煤系焦56-65％，粘結瀝青25-30％，超高功率石墨電極焙燒碎2-10％，超高功率石墨電極石墨碎3.2-8.8％。其中針狀焦粒度組成：16-22mm占12-17％，6-16mm占10-13％，2-6mm占8-12％，0.5-0.075mm占25-30％，-0.075mm?占28-45％；含量占2-10％超高功率石墨電極焙燒碎和3.2-8.8％超高功率石墨電極石墨碎的粒度均為1-2mm。生產步驟包括混捏、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化、加工成品。用本發明專利技術方法制備的超高功率石墨電極既降低了電阻率、提高了抗折強度，又有效的降低了生產成本，提高了市場競爭力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，特別是用碳纖維來提高國產焦制備的超高功率石墨電極的抗折強度和降低電阻率。
技術介紹
隨著科技的發展，目前大容量、超高功率電弧爐發展迅速，對大規格、超高功率石墨電極的質量要求越來越高。作為交流電弧爐主要消耗用的超高功率石墨電極，每年因電極折斷造成的消耗占總消耗的10%以上，這主要是由于超高功率石墨電極的抗折強度不大和理化指標不夠優異造成的。特別是近些年米，進口針狀焦的價格越米越高，為降低生產成本，各炭素廠家在原料中加入國產焦的，由此造成的電極消耗增加，與國家提高產品科技含量、節能減排的政策相悖。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，它能有效彌補原有技術的缺陷，在降低生產成本的同時使產品質量和理化指標達到國際標準，滿足國內外交流電弧爐對超高功率石墨電極沖擊性的苛刻要求。實現本專利技術目的所采用的技術方案按以下步驟進行:①配料:碳纖維是經過800°C碳化的半成品，原料按重量百分比計，其組成為 碳纖維0.2-0.8 %，國產煤系焦56-65 %，粘結浙青25-30 % (喹啉不溶物含量8_12 %，結焦值^ 55%,甲苯不溶物含量30-35%，軟化點108-115°C )，超高功率石墨電極焙燒碎2-10%，超高功率石墨電極石墨碎3.2-8.8%。其中針狀焦粒度組成:16-22mm占12-17%，6_16mm占 10-13 %，2-6mm 占 8-12 %，0.5-0.075mm 占 25-30 %，-0.075mm 占 28-45 % ;超高功率石墨電極焙燒碎和超高功率石墨電極石墨碎的粒度均為l_2mm ;碳纖維長度在16-22mm之間，與16-22_粒度的針狀焦混在一起。各粒級原料進入自動配料系統進行配料，制得干料，備用；②混捏:將各粒級的原料加入的混捏鍋中加熱至160_170°C，進行干混3-5分鐘，邊攪拌邊加入預先融化的粘結浙青，粘結浙青加入溫度160-17(TC，浙青加入完畢，濕混8-15分鐘，溫度165-170°C，然后進行冷卻至120°C進行保溫；③壓型:將糊料裝入3000噸壓機，壓機在一定的溫度下抽真空，其真空度(22mmHg，在1200噸搗固壓力下搗固并保持I分鐘，以120-140mm/min的擠壓速度進行擠壓，再剪切，得到生制品，待用；④一次焙燒:將上述待用的生制品裝入焙燒罐，在隔絕空氣的情況下，按照特定的升溫曲線即一次焙燒曲線自動執行升溫，升溫結束后自然冷卻至200°C出爐，完成一次焙燒；⑤浸潰:將一次焙燒后的產品在300°C條件下預熱處理，后在高壓浸潰罐保持真空和加壓的狀態下，向罐中充入浸潰浙青，浸潰真空度-0.090MPa，抽真空時間lOmin，加壓壓力2.0MPa，加壓時間Ih ；⑥二次焙燒:將待二燒制品置入爐中，按照二次焙燒曲線自動執行升溫，升溫結束后自然冷卻至200°c出爐，完成二次焙燒，得到焙燒品；⑦石墨化:將焙燒品裝入內串石墨化爐中，在隔絕空氣的情況下，按照設定的送電曲線進彳丁石墨化處理，加熱溫度聞于3000 C，犾得石墨化品；⑧加工成型:將石墨化品按照技術要求加工成不同規格的成品，再按規定的匹配要求進行預組裝、包裝、入庫。本專利技術采用上述技術方案，能生產出高性能的交流電弧爐用超高功率石墨電極，經檢測，該電極的體積密度可達1.72g/cm3，抗折強度為14MPa，彈性模量為8GPa，電阻率為3.5 μ Ω.πι，熱膨脹系數為1.0X 10_6/°C，可抵抗IlOkA的沖擊電流，完全達到國際標準。附圖說明圖1為本專利技術的方框圖。具體實施例方式`下面利用附圖和實施例對本專利技術作進一步描述:參照附圖，，它包括以下幾個步驟:①配料:碳纖維是經過800°C碳化的半成品，原料按重量百分比計，其組成為 碳纖維0.2-0.8 %，國產煤系焦56-65 %，粘結浙青25-30 % (喹啉不溶物含量8_12 %，結焦值^ 55%,甲苯不溶物含量30-35%，軟化點108-115°C )，超高功率石墨電極焙燒碎2-10%，超高功率石墨電極石墨碎3.2-8.8%。其中針狀焦粒度組成:16-22mm占12-17%，6_16mm占 10-13 %,2-6mm 占 8-12%,0.5-0.075mm 占 25-30%, -0.075mm 占 28-45 % ;超高功率石墨電極焙燒碎和超高功率石墨電極石墨碎的粒度均為1_2_ ;破碎后的碳纖維布長度在16-22mm之間，與16-22mm粒度的針狀焦混在一起。其中，碳纖維絲束是永煤碳纖維公司生產的半產品(只經過800°C碳化)，國產針狀焦為山西宏特公司市售產品，粘結浙青為武漢鋼鐵集團焦化有限責任公司市售產品；②混捏:將各粒級的原料加入的混捏鍋中加熱至160_170°C，進行干混3-5分鐘，邊攪拌邊加入預先融化的粘結浙青，粘結浙青加入溫度160-17(TC，浙青加入完畢，濕混8-15分鐘，溫度165-170°C，然后進行冷卻至120°C進行保溫；③壓型:將糊料裝入3000噸壓機，壓機在一定的溫度下抽真空，其真空度(22mmHg，在1200噸搗固壓力下搗固并保持I分鐘，以120-140mm/min的擠壓速度進行擠壓，再剪切，得到生制品，待用；④一次焙燒:將上述待用的生制品裝入焙燒罐，在隔絕空氣的情況下，按照特定的升溫曲線即一次焙燒曲線自動執行升溫，升溫結束后自然冷卻至200°C出爐，完成一次焙燒，具體曲線如表I ;表1:一次焙燒曲線本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度超高功率石墨電極的制備方法，其特征是按以下步驟進行：①配料工藝：碳纖維是經過800℃碳化的半成品，原料按重量百分比計，其組成為：碳纖維0.2?0.8％，國產煤系焦56?65％，粘結瀝青25?30％，超高功率石墨電極焙燒碎2?10％，超高功率石墨電極石墨碎3.2?8.8％。其中針狀焦粒度組成：16?22mm占12?17％，6?16mm占10?13％，2?6mm占8?12％，0.5?0.075mm占25?30％，?0.075mm占28?45％；超高功率石墨電極焙燒碎和超高功率石墨電極石墨碎的粒度均為1?2mm；破碎后的碳纖維布長度16?22mm之間，與16?22mm粒度的針狀焦混在一起；②過程工藝：混捏、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化、加工成型。

【技術特征摘要】
1.一種高強度超高功率石墨電極的制備方法，其特征是按以下步驟進行:①配料工藝:碳纖維是經過800°C碳化的半成品，原料按重量百分比計，其組成為:碳纖維0.2-0.8 %，國產煤系焦56-65 %，粘結浙青25-30 %，超高功率石墨電極焙燒碎2_10 %，超高功率石墨電極石墨碎3.2-8.8%。其中針狀焦粒度組成:16-22mm占12-17%，6_16mm占10-13%, 2-6mm 占 8-12%,0.5-0.075mm 占 25-30%,-0.075mm 占 28-45%;超高功率石墨電極焙燒碎和超高功率...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張雷勇，馮俊杰，賈慶遠，劉運平，婁衛江，路培中，趙東鋒，張奇，吳振華，梁冉，劉靜顏，
申請(專利權)人：中國平煤神馬集團開封炭素有限公司，
類型：發明
國別省市：