專利名稱：抗熱沖擊性石墨電極及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石墨電極。
背景技術：
為降低電爐煉鋼成本，要求降低煉鋼用石墨電極的消耗。電極的消 耗主要包括氧化消耗、機械損耗以及熱沖擊導致的石墨電極產生裂紋而 引起的脫落和掉塊。尤其是熱沖擊導致的裂紋而引起的脫落和掉塊使得 消耗大幅增加，嚴重時還會影響鋼水質量，所以最被反感。
近年來，電爐煉鋼為提高生產性能，正向大型化、超高功率化發(fā)展， 相對應的電爐用石墨電極的直徑也向大型化、超高功率化發(fā)展，石墨電 極的負荷電流也會增大。
石墨電極直徑越大、負荷電流越大，則熱沖擊就更易導致石墨電極 產生裂紋、脫落和掉塊。所以，急需要改善石墨電極的抗熱沖擊性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構合理，可有效減小石墨電極的熱膨 脹，提高石墨電極的抗熱沖擊性的抗熱沖擊性石墨電極及其生產方法。 本發(fā)明的技術解決方案是
一種抗熱沖擊性石墨電極，其特征是電極直徑至少為450mm,
呈抗熱沖擊性的中空形式。
所述中空為電極長度方向的貫通孔或非貫通孔形式。
中空部分的內徑至少為電極直徑的10%。 中空部分的內徑為電極直徑的10% 20%。 中空部分的內徑為10 50mm。
一種抗熱沖擊性石墨電極的生產方法，其特征是通過機加工工序， 將電極制成具抗熱沖擊性內孔的中空形式，中空部分的內徑為電極直徑 的10% 20%，電極直徑至少為450mm。
一種抗熱沖擊性石墨電極的生產方法，其特征是通過壓型工序， 將直徑至少為450mm的石墨電極制成具抗熱沖擊性內孔的中空形式， 中空部分的內徑為10 50mm。
本發(fā)明結構合理，可有效減小石墨電極的熱膨脹，提高石墨電極的 抗熱沖擊性。
石墨電極的熱沖擊由以下特性決定。 a:熱膨脹系數(以下簡稱CTE) K:熱導率
S:抗拉強度 E:彈性模量
熱沖擊在石墨電極上產生的熱應力與下式熱沖擊系數A成正比。<formula>formula see original document page 4</formula>
也就是說，a和E越小，K和S越大，那么熱沖擊系數就會變小。 另一方面，在石墨電極生產過程中，原料焦的粒度越細，a就會變小，
K則變大。
即理論上，原料焦的粒度越細，熱沖擊系數就會變小。
但事實上，原料焦粒度越細，熱沖擊會越大。在實際生產中石墨電極
直徑越大，配方中原料焦的粒度就會越粗。
本發(fā)明解釋了該理論與實際的矛盾的原因并提出提高石墨電極的
抗熱沖擊性的方法。
理論與實際的矛盾的原因，說明如下
石墨電極通常有20 30。/。的氣孔率。石墨電極中心部位的氣孔率一
般要比表面周圍部位大。石墨電極溫度升高時，如果氣孔率為零，那么
其熱膨脹與CTE (a)成正比。此外，如果氣孔全部為開氣孔，熱膨脹 也與CTE成正比。
但是，石墨電極的氣孔中除了開氣孔還有大量閉氣孔。有閉氣孔的 石墨電極一旦快速升溫，氣孔內的氣體就要膨脹(與石墨相比，氣體的 CTE極大)、氣體不能及時排出到電極外部會在電極內部產生高壓，內部 的高壓氣體會使石墨電極產生大于本身CTE的膨脹。如果是開氣孔，氣 體會排出到電極外部，不會產生高壓。原料焦如果粒度細，那么氣孔孔 徑就會變小(氣孔率沒有太大變化)。如果氣孔孔徑小，氣孔內的氣體 就很難排出到外部，近似于閉氣孔狀態(tài)。
石墨電極規(guī)格越大，采取原料焦粒度粗的配方，目的就是讓內部氣 體容易排出到外部。
這就是為何細顆粒配方石墨電極與粗顆粒配方石墨電極相比，理論 上細顆粒的熱膨脹要小，而實際粗顆粒的熱膨脹要小的原因。也可以說，內部氣體容易排出到外部是粗顆粒石墨電極的抗熱沖擊性好的原因。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖1是本發(fā)明實施例1的結構示圖。
圖2是實施例2的結構示圖。 圖3是實施例3的結構示圖。
具體實施例方式
實施例1:
通過機加工工序(鉆孔)，將石墨電極1制成具抗熱沖擊性內孔的
中空形式，中空部分的內徑為電極直徑的10% 20%。中空為電極長度 方向的貫通孔2形式。電極直徑至少為450mm。 實施例2:
通過機加工工序(鉆孔)，將石墨電極3制成具抗熱沖擊性內孔的 中空形式，中空部分的內徑為電極直徑的10% 20%。中空為電極長度 方向的非貫通孔4形式(即在中央部位不貫通)。電極直徑至少為 450mm。
實施例3:
通過壓型工序，將石墨電極5制成具抗熱沖擊性內孔6的中空形式， 中空部分的內徑為10 50mm。電極直徑至少為450mm。
權利要求
1、一種抗熱沖擊性石墨電極，其特征是電極直徑至少為450mm，呈抗熱沖擊性的中空形式。
2、 根據權利要求1所述的抗熱沖擊性石墨電極，其特征是所述 中空為電極長度方向的貫通孔或非貫通孔形式。
3、 根據權利要求1或2所述的抗熱沖擊性石墨電極，其特征是 中空部分的內徑至少為電極直徑的10%。
4、 根據權利要求3所述的抗熱沖擊性石墨電極，其特征是中空 部分的內徑為電極直徑的10% 20%。
5、 根據權利要求1或2所述的抗熱沖擊性石墨電極，其特征是 中空部分的內徑為10 50mm。
6、 一種抗熱沖擊性石墨電極的生產方法，其特征是通過機加工 工序，將電極制成具抗熱沖擊性內孔的中空形式，中空部分的內徑為電 極直徑的10% 20%，電極直徑至少為450mm。
7、 一種抗熱沖擊性石墨電極的生產方法，其特征是通過壓型工 序，將直徑至少為450mm的石墨電極制成具抗熱沖擊性內孔的中空形 式，中空部分的內徑為10 50mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗熱沖擊性石墨電極及其生產方法，電極直徑至少為450mm，呈抗熱沖擊性的中空形式。通過壓型工序或機械加工工序制成。本發(fā)明結構合理，可有效減小石墨電極的熱膨脹，提高石墨電極的抗熱沖擊性。
文檔編號B28D1/00GK101365268SQ20081019660
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月11日
發(fā)明者明 劉, 富永洋一郎, 芳 彭, 李志宏, 楊曉智, 蘇語誠, 顧玉琪 申請人:南通揚子碳素股份有限公司