GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极及其生产方法
阅读：240发布：2020-12-30
专利汇可以提供GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极及其生产方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种GHPφ960～φ1420mm超大规格 石墨 电极 ，采用针状焦原料 挤压 成型 ，为中空φ150～φ300mm的空心电极，其生产方法包括以下工序：压型工序→ 水 冷钻孔工序（φ150～φ300mm）→一次 焙烧 →平端面和清理孔内填充料工序→浸渍工序→二次焙烧→LWG内串 石墨化 工序→机加工工序。本发明通过采用优质针状焦原料，具有高 导电性 、高导热性、低热胀性能，所生产的GHPφ960～φ1420mm石墨电极可以承受＞20A/cm2的 冶炼 工作 电流 来高效冶炼；本发明运用 挤压成型 方法生产高品质GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极，达到高导电性、均质高密高强、高抗热应 力 等性能指标，应用在大容量矿热炉上将会在节能减排、高效快速冶炼方面发生颠覆性技术突破。，下面是GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极及其生产方法专利的具体信息内容。
1.一种GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极，其特征在于：所述的GHPφ960～φ
1420mm超大规格石墨电极采用针状焦原料挤压成型，为中空φ150～φ300mm的空心电极；
所述针状焦原料的粒度及配方要求为：
最大颗粒粒径为20～30mm，用量 6～10%，纯度85%以上；
粒径为12～20mm，用量8～12%，纯度85%以上；
其它粒径8～12mm、4～8mm、2～4mm、0～2mm，这四种粒径的用量范围平均分配，各粒级纯度均达到85%以上；
0.071粉子纯度为50～55%，用量在42～46%。
2.根据权利要求1所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其具体步骤如下：
A、压型工序：
将满足要求的针状焦原料加入到干料加热锅里采用300℃的热煤油热载体加热35～45分钟达到175～180℃，将加热后的原料加入到6000升混捏锅内进行混捏，干混5～10分钟后，加入170～175℃的占干料总重25～29%粘结剂煤沥青，湿混35～40分钟，达到180～185℃的混捏糊料；混捏糊料出锅前5分钟时加入占干料总重0.15～0.25%的硬脂酸增塑剂；将混捏好的糊料加入到凉料锅里采用10～15℃冷却水作冷却介质用25～30分钟冷却到120～
122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
所述挤压机料室直径为φ2200～φ2600mm，具有80～120MN预压挤压能力，一次可连续挤出长度为L=2400～3000mm的GHPφ960～φ1420mm电极3根以上，并配有φ960～φ1420mm电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3 mm，控制挤压电极生制品体积密度大于
1.72g/cm3；
B、水冷钻孔工序：
将挤压电极生制品水冷钻孔，得到中空φ150～φ300mm的空心电极；
C、一次焙烧：
将空心电极生制品装进大型带盖环式焙烧炉中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉；一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm3，电阻率＜65μΩ·m ；
所述大型带盖环式焙烧炉采用全钢烟道，其炉室料箱宽度尺寸为挤压电极生制品的直径加220mm，炉室料箱深度尺寸为挤压电极生制品的长度加450mm，炉室料箱为3～5个，并排布置，全钢烟道将每个炉室料箱串接在一起；每个炉室料箱四周均布大孔径格子砖墙以便加热烟气流通，所述大孔径格子砖墙即在原孔径180×180 mm基础上增加30～50%，加大加热烟气流量确保传热效率；
D、焙烧后清理工序：
将空心一焙品的端面磨平，空心孔内的填充料清除干净；
浸渍工序：
将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品芯部温度达到250±10℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压
0.088～0.098MPa稳定，抽真空1.5～2个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后冷却出灌，完成浸渍，浸渍增重率控制在12.5%±
1.0% ；
二次焙烧：
将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧；
在隧道窑内焙烧时，要求窑车推进速度为4小时±0.5h/车，烧成带温度达到750～790℃，窑内氧气含量 ≤2.8 %；
3
二焙品的控制指标为体密≥1.74 g/cm，电阻率 ＜ 60 μΩ·m ；
G、LWG内串石墨化工序：
将二焙品装入LWG内串石墨化炉内，按照设定的石墨化送电曲线进行石墨化处理，冷却出炉，清理检查，获得合格的GHP石墨电极，待用；
H、机加工工序：
将待用石墨电极，按照技术规定或合同规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。
3.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为104～110℃，甲苯不溶物30～
34%，喹啉不溶物8～10%，结焦值56～58%,粘度在170℃时为550～750mpa.s，灰分≤0.05%。
4.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤C中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，若生坯为φ960mm电极则采用
600h升温曲线，若生坯为φ1272mm电极则采用800h升温曲线，若生坯为φ1420mm电极则采用900h升温曲线。
5.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为78～88℃，甲苯不溶物14～16%，喹啉不溶物1.0～2.0%，结焦值45～48%,粘度在160℃时为80～100mpa.s，灰分≤0.05%。
6.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
7.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50 m长的串接柱的直线度控制在±10 mm，加压到石墨化炉纵向单柱φ960～1400mm串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石墨化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40 A/cm2，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～
6 h正常运行。
8.根据权利要求2所述的GHPφ960～φ1420mm超大规格石墨电极的生产方法，其特征在于：在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉的保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，在连续使用时，旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，在电极周围装填新保温料。
超大规格石墨电极及其生产方法
技术领域：
[0002] 目前，国内矿热炉行业冶炼技术水平同质化严重，国内大型电石、铁合金矿热炉还在沿用80年代从国外引进的采用炭素初级产品自焙电极技术进行生产；工业硅行业冶炼还在向直径大于1200mm的振动成型炭电极和振动成型低档次石墨电极上发展。这种状况和发展趋势显然不符合“中国制造2025”国家战略对基础工业技术升级规划的要求。目前，国内外生产的大容量矿热炉 石墨电极，因采用电煅白煤、普通石油焦、石墨碎等原料，性能较差，实际工作电流密度一般小于12A/cm2，严重限制了大容量矿热炉设计者通过提高工作电流密度来提高冶炼效率的途径。而目前国内外电弧炉炼钢行业使用高性能 以下UHP石墨电极均采用优质针状焦原料和挤压成型生产，其使用电流密度可以达20～30A/cm2,实现了高效、节能、快速冶炼生产。
[0003] 若要实现大容量矿热炉高效冶炼生产，唯有提高石墨电极的工作电流密度，借鉴钢铁行业运用UHP石墨电极的先进技术，整合现有UHP石墨电极的高端制造理论，突破大直径 石墨电极各工序现有制造装备限制及工艺要求，采用优质针状焦原料运用挤压成型生产高品质 石墨电极，达到高导电性、均质高
密高强、高抗热应力等性能指标，应用在大容量矿热炉上将会在节能减排、高效快速冶炼方面发生颠覆性技术突破。
密高强、高抗热应力等性能指标，应用在大容量矿热炉上将会在节能减排、高效快速冶炼方面发生颠覆性技术突破。
[0005] 一是挤压成型，由于糊料中粘结剂沥青含量较高，在22％左右，成型用糊料的塑性较好，进入压机过程中不易造成糊料内大颗粒糊料的堆息现象，糊料在挤压过程中传力均匀，规格再大、再长也不会使粘结剂沥青产生偏析现象，内部结构均质，制成品性能稳定。压机匹配合适的嘴型，能充分发挥针状焦原料的优越特性，使糊料中的颗粒料取向排列与挤压轴向方向一致，使制成品纵向导电性能更加优秀。振动成型由于糊料中粘结剂沥青含量只有18％左右，糊料塑性较差，进入模具中易造成堆息现象，糊料在振动过程中因受力不均，规格越大粘结剂煤沥青在制品中偏析越大，从而造成内部结构不均，制品性能不稳，且不能发挥优质针焦特性。
[0006] 实践表明，相同原料生产的 石墨电极挤压产品：CTE(0～600℃)(×10～6/℃)为2.0左右、电阻率可达到7～8μΩ·m、抗折可达到6.5～8Mpa；而振动成型产品：CTE(0～600℃)(×10～6/℃)为2.4左右、电阻率仅达到9～10μΩ·m、抗折为4～6Mpa。
[0007] 二是目前国内电弧炉炼钢使用的最大规格超高功率石墨电极为 受原料、设备和工艺技术水平的限制，大规格石墨电极生产领域，突破一个规格就是伟大的进步。如UHP600这个规格我国从80年代中期就开始研制直到2000年以后才基本过关。国内几十家炭素企业也就2～3家生产的 这个规格石墨电极质量过关，我国从90年代未期开始研制生产，直到2010年以后才得到大型电炉应用认可。
[0008] 国内目前成熟的最大41MN炭素油压挤压机以及配套的一系列生产装备均可生产优质的 以下规格石墨电极，基本上能满足大型电弧炉炼钢的发展需要。以往大型炭素企业因受原料和装备水平的限制，没有倾力研制超大规格高品质石墨电极生产，而矿热炉设计单位对石墨电极也别无选择，只
有选择简单易成型的低档次振动成型炭电极及普通石墨电极来配套矿热炉冶炼。当然若要生产高品质矿热炉用 大规格石墨电极接近 石墨电极品
质的水平，唯有在针状焦原料选用上及设备和工艺技术水平上有所突破方能实现。
发明内容：
有选择简单易成型的低档次振动成型炭电极及普通石墨电极来配套矿热炉冶炼。当然若要生产高品质矿热炉用 大规格石墨电极接近 石墨电极品
质的水平，唯有在针状焦原料选用上及设备和工艺技术水平上有所突破方能实现。
发明内容：
[0009] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种采用针状焦原料挤压成型的高品质超大规格石墨电极及其生产方法。
[0010] 本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：
[0011] 一种 超大规格石墨电极，采用针状焦原料挤压成型，为中空 的空心电极；
[0012] 所述针状焦原料的粒度及配方要求为：
[0013] 最大颗粒粒径为20～30mm，用量6～10％，纯度85％以上；
[0014] 粒径为12～20mm，用量8～12％，纯度85％以上；
[0015] 其它粒径8～12mm、4～8mm、2～4mm、0～2mm，这四种粒径的用量范围平均分配，各粒级纯度均达到85％以上；
[0016] 0.071粉子纯度为50～55％，用量在42～46％。
[0017] 所述的 超大规格石墨电极的生产方法，其具体步骤如下：
[0018] A、压型工序：
[0019] 将满足要求的针状焦原料加入到干料加热锅里采用300℃的热煤油热载体加热35～45分钟达到175～180℃，将加热后的原料加入到6000升混捏锅内进行混捏，干混5～10分钟后，加入170～175℃的占干料总重25～29％粘结剂煤沥青，湿混35～40分钟，达到180～185℃的混捏糊料；混捏糊料出锅前5分钟时加入占干料总重0.15～0.25％的硬脂酸增塑剂；将混捏好的糊料加入到凉料锅里采用10～15℃冷却水作冷却介质用25～30分钟冷却到
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
[0020] 所述挤压机料室直径为 具有80～120MN预压挤压能力，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以上，并配有
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制
品体积密度大于1.72g/cm3；
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制
品体积密度大于1.72g/cm3；
[0021] B、水冷钻孔工序：
[0022] 将挤压电极生制品水冷钻孔，得到中空 的空心电极；
[0023] C、一次焙烧：
[0024] 将空心电极生制品装进大型带盖环式焙烧炉中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～3
10天冷却到350℃后出炉；一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm，电阻率＜65μΩ·m；
10天冷却到350℃后出炉；一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm，电阻率＜65μΩ·m；
[0025] 所述大型带盖环式焙烧炉采用全钢烟道，其炉室料箱宽度尺寸为挤压电极生制品的直径加220mm，炉室料箱深度尺寸为挤压电极生制品的长度加450mm，炉室料箱为3～5个，并排布置，全钢烟道将每个炉室料箱串接在一起；每个炉室料箱四周均布大孔径格子砖墙以便加热烟气流通，所述大孔径格子砖墙即在原孔径180×180mm基础上增加30～50％，加大加热烟气流量确保传热效率；
[0026] D、焙烧后清理工序：
[0027] 将空心一焙品的端面磨平，空心孔内的填充料清除干净；
[0028] E、浸渍工序：
[0029] 将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品芯部温度达到250±10℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.088～0.098MPa稳定，抽真空1.5～2个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后冷却出灌，完成浸渍，浸渍增重率控制在12.5％±
1.0％；
1.0％；
[0030] F、二次焙烧：
[0031] 将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧；
[0033] 二焙品的控制指标为体密≥1.74g/cm3，电阻率＜60μΩ·m；
[0034] G、LWG内串石墨化工序：
[0035] 将二焙品装入LWG内串石墨化炉内，按照设定的石墨化送电曲线进行石墨化处理，冷却出炉，清理检查，获得合格的GHP石墨电极，待用；
[0036] H、机加工工序：
[0037] 将待用石墨电极，按照技术规定或合同规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。
[0038] 在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为104～110℃，甲苯不溶物30～34％，喹啉不溶物8～10％，结焦值56～58％,粘度在170℃时为550～750mpa.s，灰分≤0.05％。
[0039] 在步骤C中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，若生坯为 电极则采用600h升温曲线，若生坯为 电极则采用800h升温曲线，若生坯为 电极则采用900h升温曲线。
[0040] 在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为78～88℃，甲苯不溶物14～16％，喹啉不溶物1.0～2.0％，结焦值45～48％,粘度在160℃时为80～100mpa.s，灰分≤0.05％。
[0041] 在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0042] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到石墨化炉纵向单柱 串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石墨
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
[0044] 在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为104～110℃，甲苯不溶物30～34％，喹啉不溶物8～10％，结焦值56～58％,粘度在170℃时为550～750mpa.s，灰分≤0.05％。
[0045] 在步骤C中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，若生坯为 电极则采用600h升温曲线，若生坯为 电极则采用800h升温曲线，若生坯为 电极则采用900h升温曲线。
[0046] 在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为78～88℃，甲苯不溶物14～16％，喹啉不溶物1.0～2.0％，结焦值45～48％,粘度在160℃时为80～100mpa.s，灰分≤0.05％。
[0047] 在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0048] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到石墨化炉纵向单柱 串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石
2
墨化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
2
墨化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
[0049] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉的保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，在连续使用时，旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，在电极周围装填新保温料。
[0050] 本发明 超大规格石墨电极与国内外优质炭电极及振动石墨电极的理化指标的对照详见表1。
[0051] 表1
[0052]
[0053] 从表1对比分析得出：采用优质针状焦挤压生产的高品质(GHP)石墨电极相对于采用电煅白煤、普通石油焦及石墨碎等原料振动成型生产的炭电极和普通石墨电极有如下优越特点：
[0054] 一是选择优质针状焦，因其各向异性最佳，高导电性、高导热性、低热胀性能，是其他炭材料不能比拟的，可以制造电阻率5.0μΩ·m左右的石墨电极，因热膨胀系数较低，所2
制造的 石墨电极可以承受＞20A/cm的冶炼工作电流来高效冶炼。
制造的 石墨电极可以承受＞20A/cm的冶炼工作电流来高效冶炼。
[0055] 二是挤压方式生产石墨电极，相对于振动成型石墨电极体密和抗折强度较高，抗氧化能力较强；内部结构均质，在高温冶炼过程中抗风险能力成倍增加，能有效杜绝因本身质量问题导致停炉产生的安全生产责任事故。
[0056] 本发明的应用前景分析：
[0057] 本发明采用针状焦原料挤压成型的高品质 超大规格石墨电极，应用在大容量矿热炉上，可满足大功率、大容量、设计大电流快速高效冶炼生产，同时节能减排优势明显，符合国家产业政策。
[0058] 本发明的 超大规格石墨电极，因性能优势明显，可有效降低单耗和节约电能，大容量矿热炉冶炼将会使相对于自焙电极单耗下降80％左右，能耗下降40％左右；相对于炭电极单耗下降50％左右，能耗下降20％左右；相对于大规格矿热炉用大规格振动成型石墨电极综合能耗会下降10％以上。
[0059] 测算的电石、铁合金等矿热炉采用不同电极供电方式所产生的单耗、电耗比较表如下：
[0060] 表2电石矿热炉采用不同电极供电方式单耗、电耗比较表
[0061]项目 单耗(Kg/吨电石) 电耗(度电/吨电石)
电极糊 30～50 3200～3600
大规格炭电极 20以下 3000以下
挤压GHP石墨电极 6～10 2000～2500
电极糊 30～50 3200～3600
大规格炭电极 20以下 3000以下
挤压GHP石墨电极 6～10 2000～2500
[0062] 表3铁合金(硅铁)矿热炉采用不同电极供电方式单耗、电耗比较表[0063]项目 单耗(Kg/吨硅铁) 电耗(度电/吨硅铁)
电极糊 45～60 8000～9000
大规格炭电极 20以下 7000～8000
挤压GHP石墨电极 5～12 5000～7000
电极糊 45～60 8000～9000
大规格炭电极 20以下 7000～8000
挤压GHP石墨电极 5～12 5000～7000
[0064] 表4工业硅矿热炉采用不同电极供电方式单耗、电耗比较表
[0065]项目 单耗(Kg/吨工业硅) 电耗(度电/吨工业硅)
大规格炭电极 100左右 11000～12000
振动大规格石墨电极 70左右 10000～11000
挤压GHP石墨电极 50以下 8000～10000
大规格炭电极 100左右 11000～12000
振动大规格石墨电极 70左右 10000～11000
挤压GHP石墨电极 50以下 8000～10000
[0066] 应用本发明的生产工艺后，由于综合能耗大幅降低会使CO2排放大量减少。特别是使用自焙电极的电石和铁合金冶炼企业若能迅速应用本发明生产工艺，这是优质GHP石墨电极产品与矿热炉新技术发展的强强联合，将会大量减少CO2排放。
[0067] 例如2018年电石行业的实际产能为2500万吨以上，需要70万吨的电极糊，利用10多万吨GHP产品就可替代。
[0068] 例如2018年铁合金行业的实际产能为3000万吨以上，需要60万吨的电极糊，利用10多万吨GHP产品就可替代。
[0070] 本发明 超大规格石墨电极生产工艺的创新研究：
[0071] 一、将 超大规格石墨电极设计为中空的空心电极的必须性及其生产工序流程。
[0072] 目前成熟的炼钢行业用 石墨电极为实心电极，其生产工序流程为：压型工序→一次焙烧工序→浸渍工序→二次焙烧工序→石墨化工序→机加工工序。
[0073] 而 石墨电极生产在压型工序可采用同样原理进行作业，为保证可塑性糊料在挤压过程中有效发挥针状焦的颗粒沿轴向取向一致，内部结构均质，不可以在料室和嘴型内加入任何构件产生阻碍作用。在焙烧、浸渍、石墨化过程中超大规格实心电极受热过程中承受着复杂的物理化学变化，高效达到像 石墨
电极一样的生产指标非常困难。
电极一样的生产指标非常困难。
[0074] 因此有必要除压型工序外，经评估 石墨电极在矿热炉上不影响使用的情况下，设计成 的中空电极，就会使大规格电极在后续的焙烧、浸渍、石墨化过程中内外双向都起作用，可带来如下好处：
[0075] 1、焙烧工序：
[0076] 焙烧是生制品在焙烧炉内填充料的保护下按焙烧曲线进行升温，从室温达到最高火焰温度1250℃的过程，生制品中粘结剂煤沥青将发生一系列物理化学缩聚变化，生制品经过慢长的软化→半结焦→结焦状态而得到一次焙烧品。
[0078] 二次焙烧加热也是同样道理。
[0079] 2、浸渍工序：
[0080] 采用空心电极，在同样生产工艺条件下，电极内外加热预热和高压浸渍渗透效果更好。
[0081] 3、石墨化工序：
[0082] 炭制品在通电加热到3000℃高温向导电石墨制品转变过程中，径向越大，释放应力造成的破坏风险越高，采用空心电极则可使电极内外双向释放一定的应力，减少开裂风险。
[0083] 因此，本发明 超大规格石墨电极生产工艺流程应为：压型工序→水冷钻孔工序 →一次焙烧→平端面和清理孔内填充料工序→
浸渍工序→二次焙烧→LWG内串石墨化工序→机加工序。
浸渍工序→二次焙烧→LWG内串石墨化工序→机加工序。
[0084] 二、生产 超大规格石墨电极采用优质针状焦原料的技术创新点如下：
[0085] 若想达到GHP级别的性能指标，必须采用油系和煤系针状焦生产，目前国内油系和煤系针状焦企业已投产十家以上，产能接近80万吨以上，保障了石墨电极生产用针状焦原料的需求。因矿热炉用石墨电极主要采用埋弧炉生产，在抗折和抗热应力要求方面不高，而炼钢电弧炉用石墨电极则对热状下的抗震性能要求颇高，因此只要达到GHP石墨电极设定的技术指标就可满足矿热炉的安全、高效、快速冶炼生产技术目标。
[0086] 针对大规格GHP石墨电极的特点和在矿热炉上使用的特殊要求，借鉴炼钢用石墨电极生产的经验，必须对采购的针状焦在技术指标和颗粒尺寸方面特殊要求来满足 电极生产。
[0087] 炼钢用 石墨电极与矿热炉用 石墨电极在生产针状焦原料选用上的区别见下表5：
[0088]
[0089] 表5
[0090] 三、原料组成技术方案创新点：
[0091] 生产炼钢用 石墨电极技术配方一般采用最大颗粒粒径为20mm左右，20～12mm粒级用量为8～15％；其它粒级12～8mm/8～4mm/4～2mm/2～0mm等用量则可根据原料筛分情况平均分配调整；各粒级保证85％以上纯度；0.071mm(200目)以下的粉子纯度要求55～60％的用量在48～52％内调整；
[0092] 而 规格太大，考虑到在石墨化工序通电加热时的热应力风险，以及在矿热炉上须突出导电性能和抗氧化性，将原料配方改进如下：
[0093] 采用最大颗粒粒径增加到20～30mm粒级用量为6～10％；20～12mm粒级用量在8-～12％范围内调整；其它粒级12～8mm/8～4mm/4～2mm/2～0mm等用量平均分配；各粒级保证85％以上纯度；0.071粉子纯度要求为50～55％用量在42～46％内调整。
[0094] 四、选用粘结剂煤沥青和浸渍剂煤沥青的创新点：
[0095] 炼钢用 石墨电极生产时一般采用粘结剂煤沥青和浸渍剂煤沥青的技术指标见表6。
[0096] 表6
[0097] 项目 单位 粘结剂煤沥青 浸渍剂煤沥青软化点 ℃ 98～104 80～90
甲基不溶物(BI) ％ 29～33 16～20
喹啉不溶物(QI) ％ 9～13 3.0～4.5
结焦值 ％ 55～58 47～50
粘度 mpa.s 170℃为450～650 160℃为100～120
灰分 ％ ≤0.10 ≤0.10
甲基不溶物(BI) ％ 29～33 16～20
喹啉不溶物(QI) ％ 9～13 3.0～4.5
结焦值 ％ 55～58 47～50
粘度 mpa.s 170℃为450～650 160℃为100～120
灰分 ％ ≤0.10 ≤0.10
[0098] 而矿热炉用 石墨电极因规格较大，且采用较大粒径生产，需要采用更高温度混捏和挤压生产，因此选用的粘结剂煤沥青的软化点要适当提高，为保证浸渍较果，浸渍剂中QI指标也要要特别控制，其使用指标详细见表7。
[0099] 表7
[0100] 项目 单位 粘结剂煤沥青 浸渍剂煤沥青软化点 ℃ 104～110 78～88
甲苯不溶物(BI) ％ 30～34 14～16
喹啉不溶物(QI) ％ 8～10 1.0～2.0
结焦值 ％ 56～58 45～48
粘度 mpa.s 170℃为550～750 160℃为80～100
灰分 ％ ≤0.05 ≤0.05
甲苯不溶物(BI) ％ 30～34 14～16
喹啉不溶物(QI) ％ 8～10 1.0～2.0
结焦值 ％ 56～58 45～48
粘度 mpa.s 170℃为550～750 160℃为80～100
灰分 ％ ≤0.05 ≤0.05
[0101] 五、各工序生产设备和工艺技术的创新点：
[0102] 因 石墨电极产品规格太大，行业内周知其生产装备和工艺技术不可能是生产 石墨电极装备正比例放大和翻版，有可能是几何
级增加。除水冷却生制品钻孔工序以及清理平端面工序和机加工工序只要设备符合要求容易完成外，其它均需根据其特点采取必要的技术措施应对才行。
级增加。除水冷却生制品钻孔工序以及清理平端面工序和机加工工序只要设备符合要求容易完成外，其它均需根据其特点采取必要的技术措施应对才行。
[0103] 1、压型工序：
[0104] 压型工序是生产高品质石墨电极的重要工序，业内周知其重要性决定品质的80％。
[0105] ①工艺流程的改进：
[0106] 工艺流程为：原料进入储仓储备→中碎筛分→磨粉→自动配料→干料加热→混捏→凉料→保温醒糊→压机自动挤压。
[0107] 因挤压 石墨电极制品每次需装混捏糊料20吨以上，而国内最大混捏机为6000L，只能混捏6吨左右糊料，需多台同时生产才能装满压机挤压，此过程必须解决多台混捏糊料加入压机时温度的均匀性问题。其工艺流程应在凉料和保温罐之间增加一台均匀搅拌设备来解决多台混捏糊料同时下料的均布混合问题。
[0108] ②因6000L混捏机内物料太多，按传统多点下沥青已不能解决加沥青的均布问题，需采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青法加到机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀。
[0109] ③混捏工艺要求：为提高糊料的塑性，在混捏糊料出锅前5分钟时加入0.15～0.25％左右的硬脂酸，确保糊料块度松散，温度均匀塑性好。其工艺温度制度要依据煤沥青的软化点和运动粘度两项指标进行规定。
[0110] 生产 电极的混捏工艺温度要求一般是：干料为168～175℃、混捏为175～180℃、凉料为116～120℃。而生产 石墨电极的混
捏温度工艺温度要求是：干料加热为175～180℃、混捏温度为180～185℃、凉料为120～122℃。
捏温度工艺温度要求是：干料加热为175～180℃、混捏温度为180～185℃、凉料为120～122℃。
[0111] ④采用挤压机生产时，目前成熟35MN～41MN炭素油压机的料室直径为均可满足UHP800以下规格生产。而 石墨电极因规格增大，根据压机的比压和压缩比等经验数据对应挤出电极规格需重新设计压机料室的直径，经反复推演压机料室直径应设计为 具有80～120MN预压
挤压能力才能保证挤出生制品的质量。同时该压机具有抽真空、等温、等速、自动剪切、连续挤压功能，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以
上，并配有专有 电极嘴型在挤压机内可使针状焦排列更加有序，可有
效保证挤出电极的均质性以及弹性后效最佳，控制挤出电极直径膨胀1～3mm。
挤压能力才能保证挤出生制品的质量。同时该压机具有抽真空、等温、等速、自动剪切、连续挤压功能，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以
上，并配有专有 电极嘴型在挤压机内可使针状焦排列更加有序，可有
效保证挤出电极的均质性以及弹性后效最佳，控制挤出电极直径膨胀1～3mm。
[0112] 挤压生制品要求结构均质，且无变形现象，控制体积密度大于
[0113] 1.72g/cm3。2、焙烧工序：
[0114] 一次焙烧在大型带盖环式焙烧炉内进行，其炉室中的料箱宽度尺寸要根据制品直径进行确定。焙烧生制品 产品对应料箱宽度为950mm， 产品对应料箱宽度尺寸就应为1500mm才行。所以炉室料箱宽度尺寸应根据生制品直径加220mm才可以满足焙烧要求，料箱深宽应为制品长度加450mm为宜，并排布置3～5个料箱，料箱四周均布格子砖墙以便加热烟气流通。
[0115] 采用带盖环式焙烧的炉室要采用新型结构，用轻质耐火纤维保温材料制作炉盖，用大孔径格子砖即在原孔径180×180mm基础上增加30～50％，加大加热烟气流量确保传热效率；采用独立的炉室烟道结构，原环形耐火砖烟道改为全钢烟道，确保炉室运行的严密性，可使串联炉室温升可控、运行稳定。焙烧曲线主要是根据大规格的特点和采用煤沥青粘结剂的特性来制定，遵循“两头快，中间慢”的原则，使制品温度从室温升温到850～900℃，可采用600～900h的升温曲线。目前焙烧 电极采用360h升温曲线、 电极采用400h升温曲线。那么生坯 电极就需要600h升温曲
线、生坯 电极就需采用800h升温曲线、 电极就需采用900h升温曲线。
在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉。
线、生坯 电极就需采用800h升温曲线、 电极就需采用900h升温曲线。
在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉。
[0116] 本工序一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm3，电阻率＜65μΩ·m。
[0117] 二次焙烧可在带盖环式焙烧炉内进行，也可采用隧道窑和车底式窑内裸烧进行，实际作业 电极二烧品最终温度达到680℃就满足要求。而电极二烧品则要最终产品温度达到720℃才行，这是为了保证大直径
电极浸渍剂沥青全部结焦且性能稳定的要求。
电极浸渍剂沥青全部结焦且性能稳定的要求。
[0118] 电极在隧道窑内的生产工艺技术要求如下：其工艺温度要求窑车推进速度为3小时±0.5h/车，烧成带温度达到680～750℃，窑内氧气含量≤2.8％。
[0119] 而 电极二次焙烧在隧道窑内进行时，其工艺温度要求窑车推进速度为4小时±0.5h/车，烧成带温度达到750～790℃，窑内氧气含量≤2.8％。本工序二焙品的控制指标为体密≥1.74g/cm3，电阻率＜60μΩ·m。
[0120] 3、浸渍工序：
[0121] 浸渍工序采用高压浸渍系统在预热炉内和高压浸渍罐内分别进行作业，其工艺流程：预热→抽真空→加压→冷却四个作业流程，实践 电极预热时芯部温度要求达到230±10℃，设三级抽真空装置其工艺参数要求为：预热380－450℃，时间≥12h；抽真空：负压0.086-0.098MPa,时间≥1.2h；加压1.35-±0.5MPa，时间≥3.5h。
[0122] 本发明中浸渍工序生产 电极时预热芯部温度则应达到250±10℃，抽真空要采用四级以上抽真空机组且保持负压稳定。
[0123] 其工艺参数要求为：
[0124] 预热：450℃～500℃，时间≥14h；抽真空：负压0.088～0.098MPa，时间≥1.5h；加压：1.5±0.5MPa，时间≥4.5h。
[0125] 本工序的浸渍剂温度160℃～180℃，一浸增重率控制指标为12.5％±1.0％。
[0126] 4、石墨化工序
[0128] 目前国内最大LWG内串石墨化系统均按最大规格 电极进行石墨化整流变压器参数设计，尽管变压器功率较大，甚至达到35MVA容量，但设计串接柱上纵向电流仅能满足两柱 电极的加工生产，作用到单柱 电极
坯子上的电流密度就很低，小于20A/cm2。其石墨化能力严重不足，不能有效完成炭制品向石墨化导电制品的转换。
坯子上的电流密度就很低，小于20A/cm2。其石墨化能力严重不足，不能有效完成炭制品向石墨化导电制品的转换。
[0129] 该工序必须重新按 石墨电极性能指标设计LWG串接石墨化炉进行石墨化作业，确保石墨化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm2，使炉芯制品温度达到3000℃，且能保证最大功率时稳定4～6h正常运行。
[0130] 采用先进的组装工艺，确保炉内20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到串接双 电极柱上原设计顶推油缸压力为50吨来确保正常通电工作，那么加压到单柱 串接上的顶推油缸压力要加大到100吨的力量保证正常通电生产。观察制品在炉内的膨胀和收缩，实时自动监控液压顶推压力，使送电曲线平稳运行，并根据两次晶胀节点调整送电功率，在有效时间内使制品避免纵裂现象。
[0131] 国内外石墨化炉生产 电极时从室温升温到3000℃的控制功率曲线一般20h左右时间就可完成。
[0132] 而 则需根据不同规格按照制品升温时的晶胀节点制定升温功率曲线控制在24～36h范围内完成作业。
[0133] 第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后
1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，此后待制品收缩变化时还要保持一定的压力，为确保电极的均质性，待炉阻反弹2个小时后停止送电。并等制品冷却到800℃以下时方可出炉，以免高温出炉时制品氧化。
1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，此后待制品收缩变化时还要保持一定的压力，为确保电极的均质性，待炉阻反弹2个小时后停止送电。并等制品冷却到800℃以下时方可出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0134] 装炉操作时为保证制品的质量，其保温料的控制也非常重要，保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，连续使用时要确保旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，并要求确保电极周围装填新保温料。
[0135] 本发明的石墨化制品每根电极指标均要达到GHP-Ⅰ/GHP-Ⅱ规定的理化指标要求。具体实施方式：
[0136] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明：
[0137] 实施例1：一种 大规格石墨电极，采用针状焦原料挤压成型，为中空的空心电极；
[0138] 所述针状焦原料的粒度及配方要求为：
[0139] 最大颗粒粒径为20～30mm，用量10％，纯度85％以上；
[0140] 粒径为12～20mm，用量10％，纯度85％以上；
[0141] 其它粒径8～12mm、4～8mm、2～4mm、0～2mm，这四种粒径的用量范围平均分配，各为9％，各粒级均要求纯度85％以上；
[0142] 0.071粉子纯度要求为50～55％，用量在44％。
[0143] 上面所述的 大规格石墨电极的生产方法，其具体步骤如下：
[0144] A、压型工序：
[0145] 将满足要求的针状焦原料加入到干料加热锅里采用300℃的热煤油热载体加热35～45分钟达到175～180℃，将加热后的原料加入到6000升混捏锅内进行混捏，干混5～10分钟后，加入170～175℃的占干料总重25～29％粘结剂煤沥青，湿混35～40分钟，达到180～185℃的混捏糊料；混捏糊料出锅前5分钟时加入占干料总重0.15～0.25％的硬脂酸增塑剂；将混捏好的糊料加入到凉料锅里采用10～15℃冷却水作冷却介质用25～30分钟冷却到
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
[0146] 所述挤压机料室直径为 具有80～120MN预压挤压能力，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以上，并配有
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品体积密度大于1.72g/cm3；
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品体积密度大于1.72g/cm3；
[0147] B、水冷钻孔工序：
[0148] 将挤压电极生制品水冷钻孔，得到中空 的空心电极；
[0149] C、一次焙烧：
[0150] 将空心电极生制品装进大型带盖环式焙烧炉中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉，一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm3，电阻率＜65μΩ·m；
[0151] 所述大型带盖环式焙烧炉采用全钢烟道，其炉室料箱宽度尺寸为挤压电极生制品的直径加220mm，炉室料箱深度尺寸为挤压电极生制品的长度加450mm，炉室料箱为3～5个，并排布置，全钢烟道将每个炉室料箱串接在一起；每个炉室料箱四周均布大孔径格子砖墙以便加热烟气流通，所述大孔径格子砖墙即在原孔径180×180mm基础上增加30～50％，加大加热烟气流量确保传热效率。
[0152] D、焙烧后清理工序：
[0153] 将空心一焙品的端面磨平，空心孔内的填充料清除干净；
[0154] E、浸渍工序：
[0155] 将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品芯部温度达到250±10℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.088～0.098MPa稳定，抽真空1.5～2个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后冷却出灌，完成浸渍，浸渍增重率控制在12.5％±
1.0％；
1.0％；
[0156] F、二次焙烧：
[0157] 将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧；
[0158] 在隧道窑内焙烧时，要求窑车推进速度为4小时±0.5h/车，烧成带温度达到760℃，窑内氧气含量≤2.8％；
[0159] 二焙品的控制指标为体密≥1.74g/cm3，电阻率＜60μΩ·m；
[0160] G、LWG内串石墨化工序：
[0161] 将二焙品装入LWG内串石墨化炉内，按照设定的石墨化送电曲线进行石墨化处理，冷却出炉，清理检查，获得合格的石墨电极，其指标达到GHP理化指标要求(如下表)，待用；
[0162]
[0163] H、机加工工序：
[0164] 将待用石墨电极，按照技术规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。
[0165] 在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为106℃，甲苯不溶物32％，喹啉不溶物8％，结焦值56％,粘度在170℃时为620mpa.s，灰分≤0.05％。
[0166] 在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为80℃，甲苯不溶物15％，喹啉不溶物1.2％，结焦值46％,粘度在160℃时为85mpa.s，灰分≤0.05％。
[0167] 在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0168] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到石墨化炉纵向单柱 串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石墨
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
[0169] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉的保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，在连续使用时，旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，在电极周围装填新保温料。
[0170] 实施例2：一种 大规格石墨电极，采用针状焦原料挤压成型，为中空的空心电极；
[0171] 所述针状焦原料的粒度及配方要求为：
[0172] 最大颗粒粒径为20～30mm，用量8％，纯度85％以上；
[0173] 粒径为12～20mm，用量8％，纯度85％以上；
[0174] 其它粒径8～12mm、4～8mm、2～4mm、0～2mm，这四种粒径的用量范围平均分配，各为10％，各粒级均要求纯度85％以上；
[0175] 0.071粉子纯度要求为50～55％，用量在44％。
[0176] 上面所述的 大规格石墨电极的生产方法，其具体步骤如下：
[0177] A、压型工序：
[0178] 将满足要求的针状焦原料加入到干料加热锅里采用300℃的热煤油热载体加热35～45分钟达到175～180℃，将加热后的原料加入到6000升混捏锅内进行混捏，干混5～10分钟后，加入170～175℃的占干料总重25～29％粘结剂煤沥青，湿混35～40分钟，达到180～185℃的混捏糊料；混捏糊料出锅前5分钟时加入占干料总重0.15～0.25％的硬脂酸增塑剂；将混捏好的糊料加入到凉料锅里采用10～15℃冷却水作冷却介质用25～30分钟冷却到
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品。
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品。
[0179] 所述挤压机料室直径为 具有80～120MN预压挤压能力，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以上，并配有
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品体
3
积密度大于1.72g/cm；
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品体
3
积密度大于1.72g/cm；
[0180] B、水冷钻孔工序：
[0181] 将挤压电极生制品水冷钻孔，得到中空 的空心电极；
[0182] C、一次焙烧：
[0183] 将空心电极生制品装进大型带盖环式焙烧炉中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉。一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm3，电阻率＜65μΩ·m；
[0184] 所述大型带盖环式焙烧炉采用全钢烟道，其炉室料箱宽度尺寸为挤压电极生制品的直径加220mm，炉室料箱深度尺寸为挤压电极生制品的长度加450mm，炉室料箱为3～5个，并排布置，全钢烟道将每个炉室料箱串接在一起；每个炉室料箱四周均布大孔径格子砖墙以便加热烟气流通，所述大孔径格子砖墙即在原孔径180×180mm基础上增加30～50％，加大加热烟气流量确保传热效率；
[0185] D、焙烧后清理工序：
[0186] 将空心一焙品的端面磨平，空心孔内的填充料清除干净；
[0187] G、浸渍工序：
[0188] 将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品芯部温度达到250±10℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.088～0.098MPa稳定，抽真空1.5～2个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后冷却出灌，完成浸渍，浸渍增重率控制在12.5％±
1.0％；
1.0％；
[0189] H、二次焙烧：
[0190] 将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧；
[0191] 在隧道窑内焙烧时，要求窑车推进速度为4小时±0.5h/车，烧成带温度达到760℃，窑内氧气含量≤2.8％；
[0192] 二焙品的控制指标为体密≥1.74g/cm3，电阻率＜60μΩ·m；
[0193] G、LWG内串石墨化工序：
[0194] 将二焙品装入LWG内串石墨化炉内，按照设定的石墨化送电曲线进行石墨化处理，冷却出炉，清理检查，获得合格的石墨电极，其指标达到GHP理化指标要求(如下表)，待用；
[0195]
[0196] H、机加工工序：
[0197] 将待用石墨电极，按照技术规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。
[0198] 在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为106℃，甲苯不溶物32％，喹啉不溶物8％，结焦值56％,粘度在170℃时为620mpa.s，灰分≤0.05％。
[0199] 在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为80℃，甲苯不溶物15％，喹啉不溶物1.2％，结焦值46％,粘度在160℃时为85mpa.s，灰分≤0.05％。
[0200] 在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0201] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到石墨化炉纵向单柱 串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石墨
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
2
化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm ，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
[0202] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉的保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，在连续使用时，旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，在电极周围装填新保温料。
[0203] 实施例3：一种 超大规格石墨电极，采用针状焦原料挤压成型，为中空的空心电极。
[0204] 所述针状焦原料的粒度要求为：
[0205] 最大颗粒粒径为20～30mm，用量12％，纯度85％以上；
[0206] 粒径为12～20mm，用量10％，纯度85％以上；
[0207] 其它粒径8～12mm、4～8mm、2～4mm、0～2mm，这四种粒径的用量范围平均分配，各为8％，各粒级均要求纯度85％以上；
[0208] 0.071粉子纯度要求为50～55％，用量在46％。
[0209] 上面所述的 大规格石墨电极的生产方法，其具体步骤如下：
[0210] A、压型工序：
[0211] 将满足要求的针状焦原料加入到干料加热锅里采用300℃的热煤油热载体加热35～45分钟达到175～180℃，将加热后的原料加入到6000升混捏锅内进行混捏，干混5～10分钟后，加入170～175℃的占干料总重25～29％粘结剂煤沥青，湿混35～40分钟，达到180～185℃的混捏糊料；混捏糊料出锅前5分钟时加入占干料总重0.15～0.25％的硬脂酸增塑剂；将混捏好的糊料加入到凉料锅里采用10～15℃冷却水作冷却介质用25～30分钟冷却到
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
120～122℃；将凉料冷却好的糊料加入到120℃的保温箱内均温醒糊15～30分钟后，加入到挤压机料室中挤压成型，得到挤压电极生制品；
[0212] 所述挤压机料室直径为 具有80～120MN预压挤压能力，一次可连续挤出长度为L＝2400～3000mm的 电极3根以上，并配有
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品
体积密度大于1.72g/cm3；
电极嘴型，控制挤压电极生制品直径膨胀1～3mm，控制挤压电极生制品
体积密度大于1.72g/cm3；
[0213] B、水冷钻孔工序：
[0214] 将挤压电极生制品水冷钻孔，得到中空 的空心电极；
[0215] C、一次焙烧：
[0216] 将空心电极生制品装进大型带盖环式焙烧炉中，采用600～900h升温曲线进行升温控制，在制品温度达到900～950℃的条件下焙烧保温1.5～3天时间，自然或强制通风7～10天冷却到350℃后出炉；一焙品的控制指标为体密≥1.63g/cm3，电阻率＜65μΩ·m；
[0217] 所述大型带盖环式焙烧炉采用全钢烟道，其炉室料箱宽度尺寸为挤压电极生制品的直径加220mm，炉室料箱深度尺寸为挤压电极生制品的长度加450mm，炉室料箱为3～5个，并排布置，全钢烟道将每个炉室料箱串接在一起；每个炉室料箱四周均布大孔径格子砖墙以便加热烟气流通，所述大孔径格子砖墙即在原孔径180×180mm基础上增加30～50％，加大加热烟气流量确保传热效率；
[0218] D、焙烧后清理工序：
[0219] 将空心一焙品的端面磨平，空心孔内的填充料清除干净；
[0220] I、浸渍工序：
[0221] 将清理后的一焙品装入到预热炉中预热，使一焙品芯部温度达到250±10℃，然后将预热后的一焙品装入高压浸渍罐内抽真空，抽真空采用四级以上抽真空机组且保持负压0.088～0.098MPa稳定，抽真空1.5～2个小时结束后加入温度160℃～180℃的浸渍剂煤沥青，加压1.5±0.5MPa时间4.5～5小时后冷却出灌，完成浸渍，浸渍增重率控制在12.5％±
1.0％；
1.0％；
[0222] J、二次焙烧：
[0223] 将浸渍品装进带盖环式焙烧炉内进行二次焙烧，或将浸渍品装入隧道窑内进行二次焙烧；
[0224] 在隧道窑内焙烧时，要求窑车推进速度为4小时±0.5h/车，烧成带温度达到760℃，窑内氧气含量≤2.8％；
[0225] 二焙品的控制指标为体密≥1.74g/cm3，电阻率＜60μΩ·m；
[0226] G、LWG内串石墨化工序：
[0227] 将二焙品装入LWG内串石墨化炉内，按照设定的石墨化送电曲线进行石墨化处理，冷却出炉，清理检查，获得合格的石墨电极，其指标达到GHP理化指标要求(如下表)，待用；
[0228]
[0229]
[0230] H、机加工工序：
[0231] 将待用石墨电极，按照技术规定尺寸进行扒外圆、镗孔、梳刀加工和成品检查，贴合格证，包装入库。
[0232] 在步骤A中，粘接剂煤沥青是采用加压0.05MPa左右多点喷射沥青加入到混捏机内搅拌的物料上，使混捏更加均匀；所述粘接剂煤沥青的软化点为106℃，甲苯不溶物32％，喹啉不溶物8％，结焦值56％,粘度在170℃时为620mpa.s，灰分≤0.05％。
[0233] 在步骤E中，所述的浸渍剂煤沥青的软化点为80℃，甲苯不溶物15％，喹啉不溶物1.2％，结焦值46％,粘度在160℃时为85mpa.s，灰分≤0.05％。
[0234] 在步骤G中，所述的石墨化送电曲线为：第一次膨胀阶段制品从室温升到1000℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；第二次膨胀阶段制品从1000℃升温到1800℃按功率送电控制在15个左右小时内完成；随后1h内快速升到全功率运行直到出现最低炉阻，待炉阻反弹2个小时后停止送电，当制品冷却到800℃以下时出炉，以免高温出炉时制品氧化。
[0235] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉内，20～50m长的串接柱的直线度控制在±10mm，加压到石墨化炉纵向单柱 串接柱上的顶推油缸压力为100吨，石墨化炉纵向单柱芯部电流密度达到35～40A/cm2，炉芯制品温度达到3000℃，在最大功率时能稳定4～6h正常运行。
[0236] 在步骤G中，所述LWG内串石墨化炉的保温料采用冶金焦或煅后焦炭材料，在连续使用时，旧保温料的粉末比电阻大于制品的10倍以上，粒度为1～10mm，在电极周围装填新保温料。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种评价冶金焦炭的方法 | 2020-05-15 | 427 |
| 一种冶金焦炭初始反应温度的测定方法及装置 | 2020-05-17 | 715 |
| 冶金用焦炭的制造方法以及用于制造冶金用焦炭的粘结材料 | 2020-05-13 | 923 |
| 利用焦炭碎末制造冶金块焦的方法 | 2020-05-15 | 665 |
| 冶金焦炭的生产 | 2020-05-11 | 639 |
| 一种用兰炭加工冶金焦炭及合成法 | 2020-05-16 | 516 |
| 一种制备冶金焦炭的方法 | 2020-05-14 | 687 |
| 冶金焦炭反应后强度的评价方法 | 2020-05-14 | 699 |
| 一种冶金焦炭的生产方法 | 2020-05-14 | 405 |
| 冶金焦炭烧损率的测算方法及装置 | 2020-05-14 | 691 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈