[发明专利]一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法

摘要

本发明涉及一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法，其特征是：炭素制品包括预焙阳极、石墨化电极、炭电极、砌筑炭块、电极糊、半石墨质炭糊、冷捣糊、普通炭糊、阴极糊，生产工艺按下列步骤：原料选择、采用压球工艺生产压球焦技术、配料、混捏；成型、焙烧、浸渍、石墨化按常规炭素制品生产方法。采用颗粒大于10mm的高密度压球焦加入量大于20％，使预焙阳极煤沥青加入量降至11％；石墨化电极煤沥青加入量降至17％；不定形炭素糊料煤沥青加入量降至20％，焙烧后炭素定型制品的体积密度大于1.62g／cm3，炭素糊料经捣打、1000℃焙烧后体积密度大于1.50g／cm3。本发明是一种可降低煤沥青含量，节能减排，高效生产炭素制品的方法。

主权项

一种降低煤沥青含量生产炭素制品的方法，其特征在于：炭素制品包括：预焙阳极、或石墨化电极、或炭电极、或砌筑炭块、或电极糊、或半石墨质炭糊、或冷捣糊、或普通炭糊、或阳极糊、或阴极糊；降低煤沥青含量生产炭素制品的方法的生产工艺按下列步骤：（1）、生产炭素制品原料选择采用石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物以及用上述原料生产的炭素制品为原料；（2）、采用压球工艺生产压球焦A、压球焦原料选择采用石油焦、或沥青焦、或电煅煤、或冶金焦、或天然石墨、或人造石墨、或炭素制品生产返回料、或炭素制品回收料，其中一种以上混合物为原料；B、压球焦颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量按质量份数100％计算，颗粒级配料+结合剂＝100％；颗粒级配：有2种方法筛下料自然粒度法：取方形或圆形筛孔，筛孔尺寸18～8mm，破碎、筛分后筛下自然粒度原料即为合格颗粒级配料，适合炭素生产厂场地改造紧张企业；粒度级配法：原料最大粒度18～8mm，其中大于5mm的颗粒料大于20％，小于0.1 mm的粉料量小于25％；结合剂选择：选择煤沥青为结合剂；结合剂加入量控制：颗粒级配原料中结合剂加入量控制在5～12％之间；采用炭素制品混合废料和成型废料为原料或采用含有挥发分的石油焦、沥青焦为原料计算结合剂加入量时，计算原料中已含有结合剂量，其中，挥发分含量等同于该原料结合剂加入量进行计算；C、压球焦混合采用热态混料，根据不同温度下结合剂粘度变化，将配料后的原料加热到100～200℃，与结合剂一起混合5～40min；D、压球焦工艺混合后原料在保持100～200℃温度条件下送入压球机压球，压球机正常工作线压比大于0.8 t/mm；压球焦是球形或三维尺寸不相等的椭圆形球体，最长方向球体尺寸小于40 mm；压球辊皮线速度根据煤沥青的软化点温度、挥发温度、气化温度、燃点温度变化控制在0.8～10m/min，压球后压球焦坯体用篦条筛进行筛分，篦条孔距控制在整球三维最小尺寸的4／5～1／2之间，筛下料保温100～200℃返回到压球机供料槽继续压球，筛上料进行热处理，压球后压球焦坯体体积密度大于1.64 g／cm3；E、压球焦热处理技术根据生产成本和炭素制品使用要求，采用3种热处理方法：①、压球焦连续热处理法：压球焦坯体通过不密闭加热设备上端或一端进料、下端或另一端出料，压球焦坯体在加热设备加热过程是连续进行的，属连续式加热处理工艺；适用于每年1万吨以上炭素制品产量生产线进行热处理压球焦，热处理后比热处理前压球焦质量要增加；②、压球焦密闭热处理法：压球焦坯体一次性加入封闭容器内进行热处理，热处理结束后一次性排出全部压球焦坯体，再进行下一循环压球焦坯体热处理，属间断式加热处理工艺，压球焦坯体在封闭容器内热处理过程中，结合剂煤沥青产生的挥发分气体通过自身气压排出到容器外，空气不能进入压球焦加热容器内；适用于预焙阳极、石墨电极、炭块、炭糊等炭素制品的压球焦坯体热处理，热处理后比热处理前压球焦质量要减少；③、压球焦负压热处理法：压球焦坯体一次性加入封闭容器内进行真空热处理，热处理结束后，去掉真空气压，排出全部压球焦坯体，再进行下一循环真空压球焦坯体热处理，属间断式加热处理工艺，在密封的容器中、在绝对真空压力小于50 Kpa真空负压条件下加热，加快压球焦结合剂煤沥青中易挥发、低熔点成分快速排出，适合炭素制品提高体积密度、石墨化需要，缩短热处理所用时间，热处理后比热处理前压球焦质量要减少；热处理温度：130～400℃；热处理时间：1～48小时，温度低时，压球焦热处理时间长，温度高时，压球焦热处理时间短；（3）、生产炭素制品颗粒级配、结合剂选择、结合剂加入量按质量份数100％计算，颗粒级配料+结合剂＝100％；颗粒级配：根据炭素制品的品种选择对应材质的炭素原料和压球焦，其中压球焦加入量大于20％，小于0.1mm粉料加入量小于30％；结合剂选择、结合剂加入量控制：选择煤沥青为结合剂；结合剂加入量：模压成型或等静压成型结合剂加入量小于10％；振动成型结合剂加入量小于12％；挤压成型结合剂加入量小于20％；不定形炭素制品电极糊、或半石墨质炭糊、或冷捣糊、或普通炭糊、或阳极糊、或阴极糊结合剂加入量小于22％；（4）、生产炭素制品混合混捏工艺将颗粒级配后的原料加热到110～200℃，再加入煤沥青结合剂混捏5～60min后，不定形电极糊、或半石墨质炭糊、或冷捣糊、或普通炭糊、或阳极糊、或阴极糊炭素制品经热捣固，在温度1000℃时，经过焙烧后体积密度大于1.50 g／cm3；定型炭素制品在温度110～200℃条件下按炭素制品常规方法进行成型；（5）、生产炭素制品成型、焙烧、浸渍、石墨化成型、焙烧、浸渍、石墨化按常规炭素制品生产方法进行，焙烧后炭素定型制品的体积密度大于1.62 g／cm3。