專利名稱：一種交流電弧爐用Φ700mm超高功率石墨電極的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高功率石墨電極及其生產(chǎn)方法，特別是交流電弧爐用Φ700πιπι 超高功率石墨電極及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前大容量、超高功率電弧爐發(fā)展迅速，對大規(guī)格、超高功率石墨電極的質(zhì)量要求越來越高。直流電弧爐和交流電弧爐在冶煉過程中，初始熔化、熔化、氧化和還原各個階段對供電制度(即電壓、電流的大小)有著不同的要求，同時對超高功率石墨電極的理化性能要求存在明顯的差異，但現(xiàn)有Φ 700mm超高功率石墨電極的制造方法對直流電弧爐和交流電弧爐沒有進(jìn)行功能化區(qū)分。使用Φ 700mm超高功率石墨電極的160噸交流電弧爐，其變壓器輸出功率高達(dá)155MVA，電流達(dá)到80-110A，電壓1350V，傳統(tǒng)意義品質(zhì)的超高功率石墨電極無法滿足正常使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種交流電弧爐用Φ 700mm超高功率石墨電極的制造方法，它能夠克服已有技術(shù)的不足，使產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)和使用性能均能達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，滿足160 噸交流電弧爐對電極抗沖擊性的苛刻要求。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種交流電弧爐用Φ700πιπι超高功率石墨電極的制造方法，按以下步驟進(jìn)行a)準(zhǔn)備原料原料按重量百分比計，其組成為油系針狀焦55-63%，粘結(jié)浙青 25-35%，超高功率石墨電極切削碎0-5%，超高功率石墨電極焙燒碎2-5% ；粘結(jié)浙青中喹啉不溶物含量9-11%，結(jié)焦值彡58%,甲苯不溶物含量32-37%，軟化點(diǎn)110_120°C，以上均
為重量百分含量。b)配料針狀焦粒度組成15-22mm 占 13-16 %,7-15mm 占 6-10 %, 2-7mm 占 8-15%, -0. 5+0. 075mm 占 15-30%，-0. 075mm 占；35_40% ；超高功率石墨電極切削碎 0_5% 和超高功率石墨電極焙燒碎2-5%粒度均為l-2mm;各粒級原料進(jìn)入自動配料系統(tǒng)進(jìn)行配料，制得干料，將干料加熱至加熱至180-20(TC，待用。c)混捏將各粒級的配料加入配置加熱系統(tǒng)的混捏鍋中加熱至170_180°C，進(jìn)行干混2-5分鐘，邊攪拌邊加入預(yù)先融化的粘結(jié)浙青，粘結(jié)浙青加入溫度170-18(TC，浙青加入完畢，濕混10-15分鐘，溫度176-180°C，然后進(jìn)行噴水冷卻至120_125°C進(jìn)行保溫涼料。d)壓型將冷卻完畢的糊料排入3000噸壓機(jī)，壓機(jī)在設(shè)計的熱工溫度下進(jìn)行抽真空，其抽真空度< 22mmHg，在1300噸搗固壓力下?lián)v固并保持60-120秒鐘，以110_130mm/ min的擠壓速度進(jìn)行擠壓，使擠壓出的制品體積密度> 1. 75g/cm3，再剪切，得到生制品，待用。e) 一次焙燒將上述待用的生制品裝入焙燒罐，并按規(guī)定的技術(shù)要求向焙燒罐中鋪設(shè)填充料，完成裝罐工序后，送入車底式爐，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(zhí)行升溫，進(jìn)行焙燒熱處理，在逐漸升溫至最高溫度900°C，再自然冷卻至300°C出爐，完成一次焙燒。f)浸漬將經(jīng)過一次焙燒的焙燒品用拋丸機(jī)進(jìn)行表面拋丸處理，然后在320°C條件下預(yù)熱處理，然后置入高壓浸漬罐中，在保持真空和加壓的狀態(tài)下，使浸漬浙青浸入一次焙燒品，浸漬真空度-0. 092MPa，抽真空時間30min，加壓壓力3. OMPa，加壓時間1. 5h ；g) 二次焙燒將經(jīng)過浸漬的待二燒制品置入車底式爐，在隔絕空氣的情況下，按照特定的升溫曲線即二次焙燒曲線自動執(zhí)行升溫，進(jìn)行焙燒熱處理，在逐漸升溫至最高溫度900°C，再自然冷卻至300°C出爐，完成二次焙燒，獲得合格焙燒品，待用。h)石墨化將上述待用的焙燒品經(jīng)過平端，再按照收尾連接的方式裝入內(nèi)串石墨化爐中，覆蓋保溫材料，完成裝爐工序，在隔絕空氣的情況下，按照設(shè)定的送電曲線進(jìn)行送電石墨化處理，加熱溫度不低于3000°C，獲得石墨化品，待用。I)加工成品將上述待用的石墨化品按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行測試，加工成規(guī)定規(guī)格的成品，經(jīng)嚴(yán)格的指標(biāo)和尺寸檢測，再按規(guī)定的匹配要求進(jìn)行預(yù)組裝、包裝、入庫。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能生產(chǎn)出高性能的交流電弧爐用Φ700πιπι超高功率石墨電極，經(jīng)檢測，該電極的體積密度可達(dá)1.72g/cm3，抗折強(qiáng)度為13. 2MPa，彈性模量為 8. 06GPa,電阻率為3. 7，熱膨脹系數(shù)為1. 2 XlO6/°C，可抵抗100MVA的沖擊電流，完全達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。


圖1為本發(fā)明的一種交流電弧爐用Φ 700mm超高功率石墨電極的制造方法方框圖。
具體實(shí)施例方式下面利用圖1和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照圖1，一種交流電弧爐用Φ 700mm超高功率石墨電極的制造方法，它包括如下步驟a)準(zhǔn)備原料原料按重量百分比計，其組成為油系針狀焦62%，粘結(jié)浙青31%， 超高功率石墨電極切削碎3 %，超高功率石墨電極焙燒碎4% ；其中油系針狀焦為英國 conoco公司市售產(chǎn)品，粘結(jié)浙青為武漢鋼鐵集團(tuán)焦化有限責(zé)任公司市售產(chǎn)品；b)配料針狀焦粒度組成15-22_占15 %,7-15mm占10 %，2_7mm占 9%, -0. 5+0. 075mm 占洸％，-0. 075mm 占 40% ；c)混捏將各粒級的配料加入配置加熱系統(tǒng)的混捏鍋中加熱至170°C，進(jìn)行干混 2分鐘，邊攪拌邊加入預(yù)先融化的粘結(jié)浙青，粘結(jié)浙青加入溫度173°C，浙青加入完畢，濕混 10分鐘，溫度176-180°C，然后進(jìn)行噴水冷卻至122-123°C進(jìn)行保溫涼料。d)壓型將冷卻完畢的糊料排入3000噸壓機(jī)，壓機(jī)在設(shè)計的熱工溫度下進(jìn)行抽真空，其抽真空度< 22mmHg，在1300噸搗固壓力下?lián)v固并保持60秒鐘，以130mm/min的擠壓速度進(jìn)行擠壓，使擠壓出的制品體積密度> 1. 75g/cm3，再剪切，得到生制品，待用。e) 一次焙燒生制品裝入焙燒罐，并按規(guī)定的技術(shù)要求向焙燒罐中鋪設(shè)填充料， 完成裝罐工序后，送入車底式爐，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(zhí)行升溫，具體曲線如表1。表1 381. 5h 曲線
權(quán)利要求
1.一種交流電弧爐用Φ700πιπι超高功率石墨電極的制造方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行(a)準(zhǔn)備原料原料按重量百分比計，其組成為油系針狀焦55-63%，粘結(jié)浙青 25-35%，超高功率石墨電極切削碎0-5%，超高功率石墨電極焙燒碎2-5% ；，以上均為重量百分含量。(b)配料針狀焦粒度組成15-22_占13-16%,7-15mm占6-10 %, 2-7mm占 815%,-0. 5+0. 075mm 占 15-30%，-0. 075mm 占；35_40% ；超高功率石墨電極切削碎 0_5%和超高功率石墨電極焙燒碎2-5%粒度均為l-2mm ；各粒級原料進(jìn)入自動配料系統(tǒng)進(jìn)行配料， 制得干料，將干料加熱至加熱至180-20(TC，待用。(c)混捏將各粒級的配料加入配置加熱系統(tǒng)的混捏鍋中加熱至170-180°C，進(jìn)行干混 2-5分鐘，邊攪拌邊加入預(yù)先融化的粘結(jié)浙青，粘結(jié)浙青加入溫度170-18(TC，浙青加入完畢，濕混10-15分鐘，溫度176-180°C，然后進(jìn)行噴水冷卻至120_125°C進(jìn)行保溫涼料。(d)壓型將冷卻完畢的糊料排入3000噸壓機(jī)，壓機(jī)在設(shè)計的熱工溫度下進(jìn)行抽真空， 其抽真空度< 22mmHg，在1300噸搗固壓力下?lián)v固并保持60-120秒鐘，以110-130mm/min的擠壓速度進(jìn)行擠壓，使擠壓出的制品體積密度> 1. 75g/cm3，再剪切，得到生制品，待用。(e)一次焙燒將上述待用的生制品裝入焙燒罐，并按規(guī)定的技術(shù)要求向焙燒罐中鋪設(shè)填充料，完成裝罐工序后，送入車底式爐，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(zhí)行升溫，進(jìn)行焙燒熱處理，在逐漸升溫至最高溫度900°C，再自然冷卻至300°C出爐，完成一次焙燒。(f)浸漬將經(jīng)過一次焙燒的焙燒品用拋丸機(jī)進(jìn)行表面拋丸處理，然后在320°C條件下預(yù)熱處理，然后置入高壓浸漬罐中，在保持真空和加壓的狀態(tài)下，使浸漬浙青浸入一次焙燒品，浸漬真空度-0. 092MPa，抽真空時間30min，加壓壓力3. OMPa，加壓時間1.釙。(g)二次焙燒將經(jīng)過浸漬的待二燒制品置入車底式爐，在隔絕空氣的情況下，按照特定的升溫曲線即二次焙燒曲線自動執(zhí)行升溫，進(jìn)行焙燒熱處理，在逐漸升溫至最高溫度 9000C，再自然冷卻至300°C出爐，完成二次焙燒，獲得合格焙燒品，待用。(h)石墨化將上述待用的焙燒品經(jīng)過平端，再按照收尾連接的方式裝入內(nèi)串石墨化爐中，覆蓋保溫材料，完成裝爐工序，在隔絕空氣的情況下，按照設(shè)定的送電曲線進(jìn)行送電石墨化處理，加熱溫度不低于3000°C，獲得石墨化品，制得成品材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種交流電弧爐用Φ700mm超高功率石墨電極的制造方法， 其特征是，所述的粘結(jié)浙青，其理化指標(biāo)為喹啉不溶物含量9-11%，結(jié)焦值> 58%,甲苯不溶物含量32-37%，軟化點(diǎn)在110-120°C之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電弧爐用φ700mm超高功率石墨電極的制造方法，其特點(diǎn)是，它包含以下步驟準(zhǔn)備原料原料按重量百分比計，其組成為油系針狀焦55-63％，粘結(jié)瀝青25-35％，超高功率石墨電極切削碎0-5％，超高功率石墨電極焙燒碎2-5％；配料針狀焦粒度組成15-22mm占13-16％，7-15mm占6-10％，2-7mm占8-15％，-0.5+0.075mm占15-30％，-0.075mm占35-40％；超高功率石墨電極切削碎0-5％和超高功率石墨電極焙燒碎2-5％粒度均為1-2mm；混捏、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、石墨化、加工成品。用本發(fā)明方法制備出的超高功率石墨電極可抵抗100MVA的沖擊電流，可滿足160噸交流電弧爐冶煉要求，實(shí)際應(yīng)用性能優(yōu)良。
文檔編號H05B7/085GK102364988SQ20111015306
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者于嗣東, 劉運(yùn)平, 婁衛(wèi)江, 李永平, 賈慶遠(yuǎn), 趙東鋒, 陳文來 申請人:中平能化集團(tuán)開封炭素有限公司