[发明专利]一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于炭电极技术领域，具体涉及一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法。

背景技术

目前铬铁冶炼生产普遍采用的是自焙电极，采用电极糊在矿热炉使用过程中通电加热烧结而成。近年来，国家对环保要求力度不断加大，对使用自焙电极的铁合金行业进行了行业准入限制。电极糊因为在烧结的过程中会释放大量的沥青烟气，污染环境，严重影响人们的身体健康。电极糊在烧结成自焙电极时需要一定的热量，需要电能转化为热能将其烧结，这样就增加了约5%～10%的电能消耗。近年来随着国家节能减排工作的日益深入，耗能大、排放高的企业将逐渐被淘汰。而电极糊因耗费能源大、对环境污染严重，也被列入淘汰行业目录；再者，由于操作不慎会造成电极软断、硬断事故的发生，严重威胁着操作人员的安全和正常的生产。

中国专利CN101808435公开了一种大直径半石墨炭电极及其生产方法，该大直径半石墨质炭电极，包括20%的粒状电煅煤、18%的煤沥青、40%的粉状石墨材料和22%的粉状煅后焦，总重量为100%，所述的电煅煤、石墨材料和煅后焦均匀分布在所述煤沥青粘结介质内。该石墨炭电极由于石墨材料含量高，会使电极成本增大，并且在铬铁冶炼高温度下容易出现氧化，出现电极事故。

为解决现有铬铁冶炼使用电极糊和石墨炭电极存的缺陷，本发明人根据铬铁冶炼温度控制在1700℃左右工艺的特性，研制出一种铬铁冶炼专用炭电极，将铬铁冶炼专用炭电极消耗量控制在20Kg/t左右。如果使用电极糊则要消耗30～50Kg/t左右。本发明的铬铁冶炼专用炭电极，因加入抗氧化剂三氧化二铁，减少铬铁生产过程中电极氧化，降低因过度氧化出现的电极事故，同时因减少石墨材料的用量，从而降低了电极的生产成本，并增加了电极的机械强度。

本发明的铬铁冶炼专用炭电极可以作为国家淘汰落后产能的替代品，属于国家节能减排鼓励类项目；在同等条件下，使用铬铁冶炼专用炭电极生产成本和使用电极糊的成本基本一样，但消耗量却可减少一半，非常经济，能够加快推进国家淘汰落后产能的步伐。

本发明的铬铁冶炼专用炭电极的生产工艺采用先进的胶料论技术，解决了炭电极生产过程中的不均质问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种铬铁冶炼专用炭电极。该电极成本低、机械强度高，不易因氧化导致电极事故，可替代电极糊，同时，因采用先进的胶料论技术，解决了炭电极生产过程中的不均质问题。

为实现本发明的目的，提供如下实施方案。

在一实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤35～45%、煤沥青14～20%、粒状石墨材料9～15%，粉状煅后焦25～35%，三氧化二铁0.2～0.8%、磷酸0.2～0.8%，所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤沥青和粉状煅后焦形成的胶料中

在上述实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，所述磷酸为磷酸溶液，其浓度范围为70～95%，优选80～90%，最优选85%。

在一优选实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤42%、煤沥青16%、粒状石墨材料13%，粉状煅后焦28%，三氧化二铁0.5%、磷酸0.5%，所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤沥青和粉状煅后焦形成的胶料中。

在上述优选实施方案中，本发明的铬铁冶炼专用炭电极，所述磷酸为磷酸溶液，其浓度范围为70～95%，优选80～90%，最优选85%。

在上述实施方案和优选实施方案中，所述粒状电煅煤的粒径范围为4mm～16mm；所述粉状煅后焦的粒径范围为0.05mm～0.075mm。

本发明还提供了一种制备铬铁冶炼专用炭电极的方法，包括以下步骤：

1）将煅后焦粉和煤沥青放入混捏锅混合，温度控制在140～160℃，保持15～25分钟，制得胶料；

2)将粒状电煅煤、粉状石墨材料放入混捏锅中，加热至150～185℃，混捏保持15～25分钟，制得干料；

3）将步骤2）的干料加入到步骤1）的胶料中，再加入三氧化二铁和磷酸混合5～15分钟，温度控制在140～160℃，制得糊料；

4）将步骤3）的糊料，称取规定重量，放入模具，在200吨激振力的作用下保持高速振动，使体积密度≥1.70g/cm³，制得生制品；

5）将步骤4）的生制品装入焙烧炉中，逐渐升温至最高温度1200℃，再自然冷却至200℃出炉，获得焙烧品；

6）将步骤5）的焙烧品进行加工，制得规定规格的铬铁冶炼专用炭电极。