[发明专利]大规格石墨电极的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过放电加热的电极的生产方法，具体为一种用于电炉冶 炼或工业硅电加热设备的石墨电极的生产方法。

背景技术

电极是一种圆柱形物体，是工业硅等冶炼电炉的重要部件，是短网的一部 分。依靠电极把经过炉用变压器输送来的低压大电流送到炉内，通过电极端部 的电弧，炉料电阻以及熔体，把电能转化成热能而进行高温冶炼。因此，要保 持电极完好稳定的运行状态，尽可能地减少电极事故的发生，电极需要以下要 求：1)具有良好的导电性，电阻率大小适中，与电气参数相匹配，以减少电流 通过电极时电流损失，减少短网压降，达到极心圆最佳功率密度，同时满足冶 炼成本达到最佳；2)抗热震性好，热膨胀系数低，当送电条件波动、温度急剧 变化时，不易使电极产生裂纹或断裂掉炉，同时具有良好的导热性；3)要有足 够的机械强度，在工业硅炉的操作过程中，电极会受到拉、压、弯以及内应力 的交变作用，因此应有足够的机械强度；4)杂质含量低。

目前，工业硅冶炼电炉大部分在使用炭电极。它的主要原料构成为：无烟 煤、冶金焦、石墨粉和煤沥青。其主要优点是生产周期短，成本相对低。其主 要缺点是：1)由于该产品所使用的原料属于多灰产品，杂质含量高，导致所生 产的硅产品中杂质含量也较高，使产品品位下降；2)因电极本体未经过石墨化， 所以电阻率极高，造成单耗和电耗居高不下，不能降低生产成本；3)该产品生 产工艺简单，特别是未经石墨化处理，所以产品内的多种有害物质没有挥发掉， 在用于生产时会对环境造成严重污染。

中国专利91108416.9公开了一种“振动成型生产中空石墨电极工艺及设 备”，Φ2-4mm粒料15％；Φ1-2mm粒料14％；Φ0.8-1mm粒料11％；Φ小于0.075 mm粒料60％；在120℃温度下加入煤沥青进行混捏，然后在环形腔内由重锤加压 并振动成型。这种粒度原料配比及混捏温度和成型方式不能生产大规格石墨电 极。

中国专利00132900.6公开的一种“大规格中空石墨电极成型工艺及模具”， 采用石油焦、煤沥青和石墨粉为原料，其中石油焦的粒度分布范围为：Φ12mm 粒料12-16％；Φ8-10mm粒料8-12％；Φ6-8mm粒料3-5％；Φ4-6mm粒料1-4％；Φ2-4 mm粒料1-3％；Φ2mm以下粒料6-9％；石油焦粉料38-43％；石墨粉2-5％；煤沥青 16-20％。上述原料配比中大粒径原料的比重较大，经检测，若Φ12mm以上粒料 达到8％时，即对电极密实度产生影响，同时在实际使用过程中会影响通过的电 流密度及功率，当上述粒料占到10％以上时，电阻率明显增大，吨产品电极消耗 量亦明显提高。由于其大粒径颗粒料比重大，混捏温度也较低，只有120℃，因 此其装模糊料块度比较大，同样会影响成型产品的密实度。类似的还有中国专 利200810147891.8公开的一种“Φ550mm及以上超高功率石墨电极的制造方法”， 其采用8-20mm；4-7mm；其余为0.15-0.075mm粒度的针状焦，调质沥青和超高 功率电极切削碎，混捏温度150-160℃，然后经冷却、真空挤压成型、焙烧、加 工等工序。上述两种电极由于其原料粒度较大，且各级别粒度的分布料少，因 此，其产品成型密度小，当产品达到Φ600mm以上规格时，其各项指标难以满足 生产需求。

发明内容

为了解决炭电极在工业硅冶炼中由于种种缺陷造成的不足，本发明提供一 种大规格石墨电极的生产方法，解决了目前生产直径大于600mm石墨电极存在 的问题，可生产直径达960mm的超大功率石墨电极。

本发明的大规格石墨电极的生产方法，其组分为煅后石油焦与中高温改性 沥青，其特征在于两种组分的重量百分含量分别为：煅后石油焦76-79％，改性 沥青21-24％；其中煅后石油焦按粒径分布重量百分比为：Φ＞12mm颗粒料≤4％； Φ8-12mm颗粒料6-10％；Φ4-8mm颗粒料13-17％；Φ2-4mm颗粒料9-13％；Φ≤0.075 mm的粉料30-32％；余量为Φ0.075-2mm的填充料；所述改性沥青的结焦值在55％ 以上，软化点为95-100℃；按上述比例配料后，采用常规工艺制作，其中混捏 温度为160-165℃；装模时糊料块度小于40mm；

所述各粒径分布范围的下限均不含本数。