冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電材料，特別是涉及一種冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電極糊是供給鐵合金爐、電石爐等電爐設(shè)備使用的導(dǎo)電材料。它能耐高溫，同時(shí)熱 膨脹系數(shù)小。具有比較小的電阻系數(shù)，可以降低電能的損失。具有較小的氣孔率，可以使加 熱狀態(tài)的電極氧化緩慢。有較高的機(jī)械強(qiáng)度，才不致因機(jī)械與電氣負(fù)荷的影響電極折斷。雖 然電極糊在使用過程中，由于環(huán)境中強(qiáng)大的熱場(chǎng)、震動(dòng)等因素的影響，會(huì)發(fā)生氧化而不斷消 耗，但其生產(chǎn)的氧化物氣體能夠很容易的逸散除去，對(duì)礦熱爐陰性影響較小，在工程實(shí)踐應(yīng) 用中生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單成熟、生產(chǎn)原料豐富、制造成本低廉、能夠滿足礦熱爐的需求，受到極大 的熱捧。
[0003] 電極糊作為礦熱爐連續(xù)自焙電極的原料，在礦熱電爐中邊焙燒邊不斷消耗，主要 用于鐵合金和電石行業(yè)。電極是設(shè)計(jì)礦熱爐的核心內(nèi)容，電爐的各項(xiàng)參數(shù)尺寸均以電極的 尺寸、性狀等作為先決條件。電極糊質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅關(guān)系到能否大大預(yù)先設(shè)定的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì) 技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)還直接影響到礦熱爐能否安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行。研制具 有強(qiáng)度高、抗熱震性能優(yōu)越、燒結(jié)性能好、不流糊、不斷電極、節(jié)能、環(huán)保等性能的優(yōu)質(zhì)電極 糊，已成為電極糊研究的重要內(nèi)容。
[0004] 國內(nèi)外礦熱爐向大型化、高功率方向發(fā)展，國外爐容量在30-45MW以上的電爐已很 多，國內(nèi)爐容量在20-45MW以上的電爐也在不斷引進(jìn)和發(fā)展。傳統(tǒng)的電極糊具有原料成本 高，配方精度低，電極糊燒結(jié)之后強(qiáng)度低、電阻率高、抗熱震性能差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺 點(diǎn)，已很難適應(yīng)新形勢(shì)的要求?，F(xiàn)在生產(chǎn)電極糊使用的原料基本上是普煅無煙煤、冶金焦粉 等;普煅無煙煤的比電阻高于電煅無煙煤70%;冶金焦粉的比電阻是煅后石油焦的2.5倍；由 此制得的電極糊不僅不能滿足現(xiàn)代精密生產(chǎn)的需要，同時(shí)現(xiàn)有生產(chǎn)無煙煤使用量過大，往 往超過重量的45%，企業(yè)的相應(yīng)生產(chǎn)成本較大，電極糊的原材料需要進(jìn)一步優(yōu)化。
[0005] 申請(qǐng)公布號(hào)CN 102956281 A(申請(qǐng)?zhí)?01210436294.3)的中國發(fā)明專利文獻(xiàn)公 開了一種電極糊及其制作方法，它由以下質(zhì)量百分比的原料制成:殘極塊65-70%，電煅無煙 煤8-15%，中溫煤瀝青20-25%。申請(qǐng)公布號(hào)CN 102951914 A(申請(qǐng)?zhí)?01210454647.2)的中 國發(fā)明專利文獻(xiàn)公開了一種用工業(yè)廢棄碳材料生產(chǎn)的電極糊及其制備方法，它由以下質(zhì)量 百分比的原料制成:廢棄碳材料50-75%、電煅煤10-18%、人造石墨10-20%、粘接劑6-11%。申 請(qǐng)公布號(hào)CN 103796366 A(申請(qǐng)?zhí)?01410019699.6)的中國發(fā)明專利文獻(xiàn)公開了一種密 閉電極糊及其制造方法，原料配比是炭素骨料75-80%(重量百分比），有機(jī)粘結(jié)劑20-25%(重 量百分比）；炭素骨料包括電煅無煙煤、煅燒石油焦、瀝青焦、殘陽極、人造石墨、天然土狀石 墨;有機(jī)粘結(jié)劑是由中溫瀝青和蒽油構(gòu)成。
[0006] 目前生產(chǎn)電極糊使用的原料基本上是普煅無煙煤、冶金焦粉等，通過適當(dāng)調(diào)低粘 結(jié)劑煤瀝青的軟化溫度制造而成，在生產(chǎn)成本、配方精度、所得產(chǎn)品性能方面需要進(jìn)一步優(yōu) 化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種制備簡(jiǎn)單、配方科學(xué)的冶煉業(yè)用 導(dǎo)電材料及其制備方法，能在減少企業(yè)的生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上制作出優(yōu)質(zhì)的密閉電極糊。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料，由下列原料制備而成，均為重量份:電煅無煙煤4-6份;煅后石油焦 2-4份;瀝青改性樹脂1.0-1.8份;膨潤土0.05-0.10份;二硅化鉬0.05-0.15份；中溫煤瀝青 粉1.5-1.8份。
[0009] 優(yōu)選的方案是：電煅無煙煤4-6份;煅后石油焦2.5-3.5份;瀝青改性樹脂1.2-1.6 份;膨潤土0.06-0.09份;二硅化鉬0.08-0.12份；中溫煤瀝青粉1.6-1.7份。
[0010]更加優(yōu)選的：電煅無煙煤5份;煅后石油焦3份;瀝青改性樹脂1.4份;膨潤土0.075 份;二硅化鉬0.1份；中溫煤瀝青粉1.65份。
[0011]冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，步驟如下： (1) 將電煅無煙煤和二硅化鉬分別置于鶚式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，將破碎后的原料通過 圓筒篩，按照不同粒度篩分為一級(jí)顆粒料和二級(jí)顆粒料，將所得粒度相同的原料充分混勻， 備用； (2) 將煅后石油焦和膨潤土分別置于球磨機(jī)中進(jìn)行磨碎，然后將磨碎后的原料通過超 聲波振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，其中粒度在〇. 65-1.35mm的為三級(jí)顆粒料，粒度為0.14-0.65mm的為 四級(jí)顆粒料，粒度為0.08-0.14mm的為五級(jí)顆粒料，將所得粒度相同的原料充分混勾，備用； (3) 按照一級(jí)顆粒料一瀝青改性樹脂一二級(jí)顆粒料一二級(jí)顆粒料一四級(jí)顆粒料一五級(jí) 顆粒料一中溫煤瀝青粉的順序依次加入封閉式混碾機(jī)中攪拌，使之混勻，然后于155-175°C 混捏(優(yōu)選于160-170°C混捏），成型，即得。
[0012] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中所述一級(jí)顆粒料的 粒度為 6.25-15.5mm。
[0013] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(1)中所述二級(jí)顆粒料的 粒度為 1.35-6.25mm。
[0014] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)加料時(shí)間間隔為8-16 min (優(yōu)選的加料時(shí)間間隔為10-14min，更加優(yōu)選的加料時(shí)間間隔為12min)。
[0015] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)加入封閉式混碾機(jī)中 攪拌22-40min(優(yōu)選的加入封閉式混碾機(jī)中攪拌26-36min，更加優(yōu)選的加入封閉式混碾機(jī) 中攪拌30min)。
[0016] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)混捏時(shí)間為60-90min (優(yōu)選的混捏時(shí)間為70-80min，更加優(yōu)選的混捏時(shí)間為75min)。
[0017] 上述冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，優(yōu)選的方案是，步驟(3)導(dǎo)電材料在常溫下成 型，經(jīng)真空干燥除去樹脂中含有的易揮發(fā)溶劑。
[0018] 本發(fā)明所得導(dǎo)電材料原料配伍科學(xué)，制備方法簡(jiǎn)單。除此之外，本發(fā)明的優(yōu)良效果 還表現(xiàn)在： 1、本發(fā)明所得導(dǎo)電材料，原料中使用煅后石油焦提高了材料的強(qiáng)度，降低了材料的電 阻率； 2、 本發(fā)明所得導(dǎo)電材料，在原料中添加了二硅化鉬，增強(qiáng)了材料的導(dǎo)電性能，提高了材 料的抗熱震性能； 3、 本發(fā)明所得導(dǎo)電材料，在原料中添加了瀝青改性樹脂作為結(jié)合劑，增強(qiáng)了材料的耐 磨耗能力、延長(zhǎng)了使用壽命，提高了材料的耐壓強(qiáng)度； 4、 本發(fā)明在研究了電機(jī)糊生產(chǎn)配方中原料的不同粒度處理及添加順序?qū)﹄姌O糊指標(biāo) 的變化，經(jīng)科學(xué)試驗(yàn)和理論研究得出最佳粒度范圍、原料配比和添加順序，所得密閉電極糊 耐壓強(qiáng)度和體積密度提高效果良好，并顯著的降低了電阻率和灰分，所得產(chǎn)品性能更加優(yōu) 良。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但保護(hù)范圍不限于此。
[0020] 實(shí)施例1冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料，由下列原料制備而成，均為重量份(90kg/份）：電煅 無煙煤4份;煅后石油焦2份;瀝青改性樹脂1.0份;膨潤土0.05份;二硅化鉬0.05份；中溫煤 瀝青粉1.5份。
[0021 ]冶煉業(yè)用導(dǎo)電材料的制備方法，步驟如下： (1) 將電煅無煙煤和二硅化鉬分別置于鶚式破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，將破碎后的原料通過 圓筒篩，按照不同粒度篩分為粒度為6.25-15.5mm的一級(jí)顆粒料和粒度為1.35-6.25mm的二 級(jí)顆粒料，將所得粒度相同的原料充分混勻，備用； (2) 將煅后石油焦和膨潤土分別置于球磨機(jī)中進(jìn)行磨碎，然后將磨碎后的原料通過超 聲波振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，其中粒度在〇. 65-1.35mm的為三級(jí)顆粒料，粒度為0.14-0.65mm的為 四級(jí)顆粒料，粒度為0.08-0.14mm的為五級(jí)顆粒料，將所得粒度相同的原料充分混勾，備用；