振动成型生产中空石墨电极工艺及设备.pdf

本发明涉及电炉冶炼用石墨电极的生产方法，特别是涉及中间空心大石墨电极的制造方法。
    随着电炉炼钢以及结晶硅，黄磷等冶炼电炉功率的增大，人造石墨电极也将朝着大规格方向发展。电极直径的增大、使得电极在成型、焙烧石墨化工序中，因热应力产生裂纹，而导致废品率大大增加。目前，各炭素厂∮400mm以上规格的人造石墨电极的废品率大大高于∮350mm以下规格的电极，而且，∮400mm以上电极的焙烧和石墨化曲线长于∮350mm及以下规格的电极，这样就增加了单耗，减少了产量。

    为了减少电极在使用过程中热冲击和电磁振动提高石墨电极的加热区域和加热效率，EPO，193，918，EPO.082，678，US3，422，205，US3，231，177，谈及了石墨加热管的结构及使用，但未介绍中空石墨电极的制造工艺。

    本发明的目的是以石油焦、煤沥青、沥青焦为原料生产一种中间空心电极的方法和设备，改善电极在热处理中热应力过大而发生裂纹的弊端，减少废品率，缩短焙烧和石墨化的曲线，降耗增产。提高浸渍电极的增重率、减少电极在使用过程中因热冲击和电磁振动而产生的掉炉事故。

    本发明的中空电极的生产方法是在单轴或双轴振动台立振成型电极工艺的基础上生产、一般工艺过程是以石油焦、煤沥青、沥青焦为原料，经煅烧、粉碎筛分、配料、混控成糊料加热到120-130℃装入一个同轴套管式钢模的环形截面内，在1.0-1.5公斤/厘米2压力，振动2500-3000次/分下，立式振动7-8分钟后，将电极料从钢模中推出，水冷却即成成型坯，再进行焙烧，石墨化处理，机械加工成所需尺寸。其特点在于振动压制成型采用一个同轴套管式钢模。即在圆形钢模的中心，垂直于台面置一个适当直径的不锈钢管，其钢管直径视电极直径的大小而定，并在台面中心位置设一与钢模内径相等的圆钢板，圆钢板中心垂直焊一与不锈钢管内径相等地顶尖。成型时，钢管的上端套在电极压帽的中心孔中，下端插在带顶尖的圆形钢板上。这时，开动振动机，将准备好的电极配合糊状料连续地加入钢模中，钢模加满后，即缓缓落下重锤，使重锤下面的压帽压入钢模中，此时开始计时，8分钟后停机，脱模。脱模时，先将重锤及压帽提起，再放倒钢模于水平位置，然后拨出钢管再用脱模柱塞通过顶帽9，将电极坯从钢模中推出，并迅速淋水冷却即可。

    附图是中空石墨电极成型工艺简图

    图1，加料成型状态示图;

    图2，落下重锤成型状态示图;

    图3，脱模状态示图。

    图中标号标识，1钢模，2加热套，3糊料，4空心钢管，5带顶尖元钢板，6振动台，7重锤，8凉料台，9顶帽，10脱模柱塞，11钢丝绳，12滑轮，13卷扬机。

    实施例，取原料石油焦70份，沥青焦5份混匀后在连续煅烧炉中于1300℃温度下煅烧约17小时后，进行冷却，破碎、磨细、筛分，再按颗粒组成＜0.075mm60%，0.8-1.0mm11%，1-2mm14%，2-4mm15%进行配料，将配好的干料加入混捏器内预热，当温度达到120℃左右时，加入25份经熔化脱水后的煤沥青，进行混捏，得到均匀有一定塑性的糊状料，然后加入前述钢模中在1-1.5kg/cm2压力，振动2500-3000次/分条件下振动成型，振动成型和脱模操作按前述方法进行，得到中空的电极生坯，将生坯置于焙烧炉中在0-1350℃焙烧400小时左右，再在石墨化炉内于2500-3000℃的高温下进行石墨化，取出冷却后进行机械加工，将电极外圆和端部加工成所需尺寸，得到中空的人造石墨电极成品。电极空心截面占电极截面积1-25%，为保证功率，最佳空心截面积占电极截面的1-10%。

    这样得到的中空人造石墨电极的性能，比电阻不小于9mm2/m，抗折强度不小于75kg/cm2，抗压强度不小于180kg/mm2，真比重达到2.18g/cm3，无裂纹。