[发明专利]一种直径318mm超高功率石墨电极接头及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨电极接头及其生产方法，特别是直径318mm超高功率石墨电极接头及其生产方法。

技术背景

与生产超高功率石墨电极类似，超高功率石墨电极接头的主要原料为针状焦，针状焦分为煤系针状焦 和石油系针状焦。与石油系针状焦相比，煤系针状焦含氮含硫量高，在后期高温处理过程中在1400℃至 2100℃区间内容易造成产品气胀，产生裂纹废品；同时由于热膨胀系数较高，对产品抗热震性有较大影响。

除上述原因外由于煤系针状焦颗粒强度低，在混捏与压型过程中配方的各粒级配比容易遭到破坏，从 而对最终产品的强度产生影响，导致产品在后续加工及使用过程中出现开裂与折断现象。

在国际上，只有日本采用煤系针状焦生产大规格超高功率石墨电极及接头，与国产煤系针状焦对比， 日本产煤系针状焦的主要理化指标要好于国产煤系焦，在一定程度上其理化指标达到或接近石油系针状焦 的相应参数。

综上所述，原料针状焦已经成为制约我国生产超高功率石墨电极及接头的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直径318mm超高功率石墨电极接头及其生产方法，它能克服现有因素的制 约，利用主要理化指标真密度偏低，热膨胀系数和含硫含氮量偏高的国产煤系针状焦，生产直径600mm超 高功率石墨电极用直径318mm石墨电极接头。本发明能有效降低生产成本，提高经济效益，同时使产品质 量指标达到国际标准的要求，满足实际使用的需要。

本发明产品直径318mm超高功率石墨电极接头以国产煤系针状焦为原料，其具体配方包括：2mm-1mm 粒度煤系针状焦，1mm-0.5mm粒度煤系针状焦，-0.075mm煤系针状焦细粉组成的干料组分；用以粘接上述 干料组分的粘结剂改质沥青；辅助生产的硬脂酸与氧化铁粉(Fe₂O₃)组成的添加剂。该配方组合若以重量 百分比计算，设上述干料组分总重量为100％，则2mm-1mm粒度煤系针状焦所占重量百分比为20％，1mm-0.5mm 粒度煤系针状焦所占重量百分比为10％，-0.075mm煤系针状焦细粉所占重量百分比为70％，粘结剂改质沥 青与干料组分对比其重量为干料组分重量的40％-50％，添加剂中的硬脂酸重量为干料组分重量的0.5％-1％， 氧化铁粉(Fe₂O₃)重量为干料组分重量的0.5％。

本发明产品生产方法包括如下工艺步骤：

1)压型阶段：

将原料煤系针状焦破碎筛分以得到配方所需各规格干料组分，干料加热至180-200℃后进入混捏锅， 加入粘结剂改质沥青、硬脂酸与氧化铁粉添加剂，在180-200℃温度下混捏并保持15分钟，喷水冷却至 130-140℃醒糊5分钟，然后进入压机。压机料缸内温度保持为120±5℃，在此温度下压机对所进入物料 抽真空捣固，真空度≤22mmHg，捣固压力1100-1300吨，抽真空时间≮3分钟，捣固压力保持时间≮10秒。 捣固结束后将物料挤出，挤压压力应维持在900-1100吨，挤压速度≯5mm/s。该阶段所得制品为生制品， 体积密度不小于1.78g/cm³。

2)焙烧阶段

将上述生制品通过焙烧炉进行焙烧热处理，过程包括一次焙烧，一次浸渍，二次焙烧，二次浸渍，三 次焙烧，三次浸渍，四次焙烧。所述各焙烧过程均按照各焙烧曲线自动执行，焙烧结束后产品降温至300 ℃出炉，经抛丸机抛丸处理后进入浸渍罐，通过浸渍沥青在10-15bar压力下高温浸渍处理后，进入下一 焙烧过程，直至四次焙烧结束。该阶段所得制品为焙烧品。

3)石墨化阶段

将上述焙烧品经过平端处理，按照首尾相连的原则以四柱打捆的方式装入内热串接式石墨化炉内，覆 盖保温料后按照设定的送电曲线进行送电石墨化处理。该阶段所得制品为石墨化品。

4)加工阶段

将上述石墨化品按照规定的技术要求测量加工成规定规格的成品，经质量指标及尺寸指标检测后再按 照规定的匹配要求与超高功率石墨电极成品进行预组装、包装、入库。

所述焙烧阶段一次焙烧曲线如下：

一次焙烧曲线

所述焙烧阶段二次焙烧，三次焙烧，四次焙烧曲线如下：

二次、三次及四次焙烧曲线