CN119637866A - 一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,包括炭素电极制备、炭素电极装入石墨化炉、石墨化送电、冷却、出炉、机械加工等步骤。本申请利用艾奇逊石墨化炉对炭素电极进行石墨化处理,处理过程中,每吨主产品(石墨电极)与副产品(煅后焦等)的综合能耗大约在2400至2600千瓦时的电能,能耗较现有技术中大幅度降低,能有效降低电极石墨化处理的成本。
Description
技术领域
本发明涉及石墨电极生产技术领域,尤其涉及一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法。
背景技术
石墨电极是一种以石油焦、沥青焦等为骨料,煤沥青等为黏结剂,经过多道工序制成的耐高温石墨质导电材料。其主要用途包括电炉炼钢、矿热电炉、电阻炉以及热压铸模和真空电炉发热体等异型产品。石墨电极在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体,特别是在冶金、化工、电力、半导体等领域。它作为电子传输的导体,在矿热炉反应中起到关键作用,同时还能承受高温和高压等极端环境。
石墨电极生产中,石墨化处理一个关键工序,对石墨电极的导热性、导电性、耐磨性、热稳定性、耐热冲击性以及化学稳定性等理化性能均有影响。石墨电极的理化性能很大程度上是由石墨化的温度决定的,石墨化温度应在2500℃以上。当前,石墨电极的生产普遍依赖于内串式石墨化炉。例如专利申请号为CN201810431358.8、名称为一种新型石墨电极生产工艺的专利中,电极进行石墨化处理是利用内热串接(LWG)炉进行处理。
然而,内串式石墨化炉使用时,需要通过巨额电能的输入,将制品加热至石墨化工艺所必需的高温阶段,导致内串式石墨化炉的能耗巨大。据《内串石墨化炉工艺的研究》内记载的内容,表示每生产一吨石墨电极,能耗高达3200千瓦时的电力。同时,该类单炉的装载能力却相对有限,通常仅能容纳大约20支电极。以标准的1272毫米电极为例,其长度延伸至2700毫米,单支电极的重量便达到了约5.6吨,进而推算,整炉电极的总重量大约在112吨,且由于内串炉的保温层较薄,容易导致产品出现氧化,降低产品合格率。导致内串式石墨化炉对炭素电极进行石墨化处理过程,存在能耗高、整炉电极装载量低,不能实现大体积的石墨电极的批量处理等问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,通过合理的装填步骤进行石墨化处理,能有效降低每吨石墨电极的石墨化处理的能耗,有利于石墨电极的批量石墨化处理。
为实现上述目的,本发明采用了如下的技术方案:一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,包括如下步骤:
(1)炭素电极制备;
(2)炭素电极装入石墨化炉:
1)使用艾奇逊石墨化炉,在艾奇逊石墨化炉的炉内底部填充炭黑,铺平、压实,形成炭黑层;
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域;
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,在煅后焦上装填炭素电极,在炭素电极上方铺设一层电阻料,在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,透气孔内填充煅后焦,透气孔周围填充保温料;
4)在两个炉墙保温料区域分别装填保温料,铺平、压实,保温料厚度大于等于1000mm;
5)完成装填后,移除炉芯板和通管件;
其中,炭素电极的直径范围为φ800-φ1400mm;
(3)石墨化送电:艾奇逊石墨化炉送电,对炭素电极进行石墨化处理;
(4)冷却、出炉,得到石墨电极毛坯;
(5)对石墨电极毛坯进行机械加工,得到预设尺寸的石墨电极成品。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
本申请利用艾奇逊石墨化炉对炭素电极进行石墨化处理,处理过程中,每吨主产品(石墨电极)与副产品(煅后焦)的综合能耗大约在2400至2600千瓦时的电能,能耗较现有技术中大幅度降低,能有效降低电极石墨化处理的成本。
其次,本申请的处理方式,能确保炭素电极进行高温石墨化处理,不仅可以提高电极的导热和导电性能,还可以提高电极的耐磨性,还可以提高电极的热稳定性、耐热冲击性以及化学稳定性。
此外,根据所采用的装炉方式的不同,电极的装炉量可达300吨左右。若再考虑电极内部填充的各种副产品,整体物料的重量更是可攀升至约450多吨。当电极完成出炉后,作为关键副产品的煅后焦,在经历了高温石墨化后,能够转化为性能卓越的石墨化焦。值得一提的是,这种性能出众的石墨化焦还可广泛应用于炭电极制造等多个领域,从而构建了一个高效且可持续的良性循环体系,从而节约成本,创造巨大的经济价值。
进一步地,步骤3)中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦。
进一步地,步骤3)中,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦。
进一步地,两层炭素电极之间装填二类煅后焦的厚度为150mm。
进一步地,炭素电极的电阻率为35-38μΩ·m,抗折强度不低于7.0Mpa。
进一步地,步骤3)与步骤4)中的保温料的电阻率400-600μΩ·m,灰分不大于0.5%,挥发分不大于0.5%。
进一步地,步骤(3)中,艾奇逊石墨化炉送电,其起始功率为4000-5000KW,上升功率为600-1000KW,送电时长为70-75小时,在达到最大功率2.5万kW后持续送电保持10-15小时,停止送电,总送电量为105-115万KWH。
进一步地,步骤(4)中,艾奇逊石墨化炉停电后48小时开始清理辅料,首次清理深度80-100mm,后续清理将重复如下步骤:
待辅料表层温度自然冷却72-96小时后,再次清理80-100mm的辅料。
进一步地,炭素电极的直径为φ1272mm。
进一步地,炉芯区域宽度为3030-3300mm。
附图说明
图1为本发明艾奇逊石墨化炉中炉芯区域与炉墙保温料区域分区结构示意图;
图2为本发明艾奇逊石墨化炉完成炭素电极装填后各填料层的结构分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
本发明提供一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,包括如下步骤:
1、炭素电极制备,包括如下步骤:
步骤一,预碎及中碎磨粉:将石墨化焦、车削碎、焙烧碎等大块原料经机械破碎和研磨为颗粒料或粉料。
步骤二,配料:将各种破碎好的颗粒料和粉料按照以下重量比称重配比;
步骤三,加温混捏:将混捏锅预热至180℃,常压下将上述配比后的物料加入混捏锅中加热至140-150℃,干混65-75分钟,排出物料中的水分,然后加入已完全融化并经充分静置且温度在165℃的20.5%改质煤沥青,湿混25-40分钟呈糊料状出锅,排入料斗中。
步骤四,晾料:把料斗内的糊料放入经过预热且温度稳定在145-155℃的晾料拌筒中,经过15分钟的搅拌晾料,糊料中的沥青烟气大部分排出,糊料温度达到140℃时,放入称量装置中称重。
步骤五,成型:称取规定重量,放入模具,模具温度95-110℃,糊料入模温度为135-150℃,上部采用液压缸加压,下部采用偏心块震动装置保持高速振动,振动时间≥360s,使体积密度≥1.70g/cm3,制得生制品。
步骤六,焙烧:采用环式焙烧炉,在环式焙烧炉底部铺设冶金焦粒,将炭素电极生坯装入环式焙烧炉,用冶金焦粒填充空隙,并捣实,在隔绝空气条件下,按预定曲线升温速度进行加热处理,总时长768小时,加热处理后成合格焙烧品,即为炭素电极。
本申请中,炭素电极的电阻率为35-38μΩ·m,抗折强度不低于7.0Mpa。
2、参照图1、图2所示的结构,进行炭素电极装入石墨化炉:
1)使用艾奇逊石墨化炉,如图1所示,艾奇逊石墨化炉的炉体100呈上端开口的长方形结构,包括上下两侧的炉墙101和左右两端的导电墙102,导电墙102上设有多个通电电极,本领域技术人员将两导电墙102所在侧称为炉体100的前后两侧,两炉墙所在侧称为炉体100的左右两侧。
根据艾奇逊石墨化炉的结构特点,在艾奇逊石墨化炉的炉内底部填充炭黑,铺平、压实,形成如图2所示位置的炭黑层210。其中,炭黑的指标要求:粉末电阻率≥1800μΩ·m,灰分≤0.5%,挥发分≤0.8%。
2)参照图1,利用两间隔设置的炉芯板140,将炉内位于炭黑层210上方的空间,分为炉芯区域120与两个炉墙保温料区域110,其中,炉芯区域120中间虚线所在的区域为炭素电极产品装填区域130,距离A表示炭素电极产品距炉头导电墙距离,距离B表示炉芯区域120的宽度。
3)基于图1的结构,在炉芯区域120内,底部铺设两层煅后焦并铺平,其中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦220和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦240。在二类煅后焦240上装填炭素电极250,炭素电极的直径范围为φ800-φ1400mm。本申请中,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦211,二类煅后焦的厚度为150mm。在炭素电极上方铺设一层电阻料,电阻料由上下铺设的两层结构组成,下层结构260采用二类煅后焦铺设而成,上层结构270采用替代焦铺设而成。在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,通管件为特定尺寸的圆筒结构,将通管件立设,下端和电阻料的二类煅后焦接触,在透气孔(通管件内部)内填充煅后焦280,透气孔周围(通管件外围)填充保温料290,该保温层覆盖电阻料上方的所有区域。其中,煅后焦的指标要求:煅后焦粉末电阻率480-550μΩ·m,灰分≤0.5%,挥发分≤0.5%。
4)在两个炉墙保温料区域分别装填保温料,铺平、压实,保温料厚度大于等于1000mm。
其中,步骤3)与步骤4)中的保温料的电阻率400-600μΩ·m,灰分不大于0.5%,挥发分不大于0.5%。
5)完成装填后,移除炉芯板和通管件。
3、石墨化送电:艾奇逊石墨化炉送电,其起始功率为4000-5000KW,上升功率为600-1000KW,送电时长为70-75小时,在达到最大功率2.5万kW后持续送电保持10-15小时,停止送电,总送电量为105-115万KWH。
4、冷却、出炉,得到石墨电极毛坯;
具体的,艾奇逊石墨化炉停电后48小时开始清理辅料,首次清理深度80-100mm,后续清理将重复如下步骤:待辅料表层温度自然冷却72-96小时后,再次清理80-100mm的辅料。具体处理过程如表1所示。
表1:
其中,停电后48小时开始清理辅料,根据情况分多次清理,单次清料采用人工配合机械设备清理,每次清料深度为80-100mm,清料时用铁耙等工具将辅料抓到炉墙两侧,后改用行车携带小平抓将辅料从炉墙两侧抓出。
5、对石墨电极毛坯进行机械加工,得到预设尺寸的石墨电极成品。
实施例1-4中,以进行处理的炭素电极的尺寸为φ1272mm为例,使用的艾奇逊石墨化炉长39.2,宽5.6,深5.2(米),用于展示本申请石墨电极制备方法。
实施例1
一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,包括如下步骤:
1、炭素电极制备,包括如下步骤:
步骤一,预碎及中碎磨粉:将石墨化焦、车削碎、焙烧碎等大块原料经机械破碎和研磨为颗粒料或粉料。
步骤二,配料:将各种破碎好的颗粒料和粉料按照以下重量比称重配比;
步骤三,加温混捏:将混捏锅预热至180℃,常压下将上述配比后的物料加入混捏锅中加热至140-150℃,干混65-75分钟,排出物料中的水分,然后加入已完全融化并经充分静置且温度在165℃的20.5%改质煤沥青,湿混25-40分钟呈糊料状出锅,排入料斗中。
步骤四,晾料:把料斗内的糊料放入经过预热且温度稳定在145-155℃的晾料拌筒中,经过15分钟的搅拌晾料,糊料中的沥青烟气大部分排出,糊料温度达到140℃时,放入称量装置中称重。
步骤五,成型:称取规定重量,放入模具,模具温度95-110℃,糊料入模温度为135-150℃,上部采用液压缸加压,下部采用偏心块震动装置保持高速振动,振动时间≥360s,使体积密度≥1.70g/cm3,制得生制品。
步骤六,焙烧:采用环式焙烧炉,在环式焙烧炉底部铺设冶金焦粒,将炭素电极生坯装入环式焙烧炉,用冶金焦粒填充空隙,并捣实,在隔绝空气条件下,按预定曲线升温速度进行加热处理,总时长768小时,加热处理后成合格焙烧品,即为炭素电极。
本申请中,炭素电极的电阻率为35-38μΩ·m,抗折强度不低于7.0Mpa。
2、炭素电极装入石墨化炉:
1)使用艾奇逊石墨化炉,在艾奇逊石墨化炉的炉内底部填充炭黑,铺平、压实,形成炭黑层。
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域,其中,炉芯区域宽度为3030mm。
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,其中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦,一类煅后焦的铺设厚度为150mm,二类煅后焦的铺设厚度为250mm。
在二类煅后焦上装填炭素电极,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦并捣实,二类煅后焦的厚度为150mm。其中炭素电极产品距炉头导电墙距离1000mm。
在炭素电极上方铺设一层电阻料,电阻料由上下铺设的两层结构组成,下层结构采用厚度为150mm的二类煅后焦铺设而成,上层结构采用厚度为200mm的替代焦铺设而成,替代焦为粒径范围在2-8mm的煅后焦。
在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,通管件为特定尺寸的圆筒结构,将通管件立设,下端和电阻料的二类煅后焦接触,在透气孔(通管件内部)内填充煅后焦,透气孔周围(通管件外围)填充厚度为400mm的保温料层,该保温料层覆盖电阻料上方的所有区域。
4)在两个炉墙保温料区域分别装填保温料,铺平、压实,保温料厚度大于等于1000mm。
其中,步骤3)与步骤4)中的保温料的电阻率400-600μΩ·m,灰分不大于0.5%,挥发分不大于0.5%。
5)完成装填后,移除炉芯板和通管件。
3、石墨化送电:艾奇逊石墨化炉送电,其起始功率为4000-5000KW,上升功率为600-1000KW,送电时长为70-75小时,在达到最大功率2.5万kW后持续送电保持10-15小时,停止送电,总送电量为105-115万KWH。
4、冷却、出炉,得到石墨电极毛坯;
具体的,艾奇逊石墨化炉停电后48小时开始清理辅料,首次清理深度80-100mm,后续清理将重复如下步骤:待辅料表层温度自然冷却72-96小时后,再次清理80-100mm的辅料。具体处理过程如表2所示。
表2:
| 清料次数 | 清料间隔时长(H) | 停电后 | 清料深度(mm) |
| 1 | 48 | 80-100 | |
| 2 | 72-96 | 120-144 | 80-100 |
| 3 | 72-96 | 192-240 | 80-100 |
| 4 | 72-96 | 264-336 | 80-100 |
| 5 | 72-96 | 336-432 | 80-100 |
| 6 | 72-96 | 408-528 | 80-100 |
| 7 | 72-96 | 480-624 | 80-100 |
| 8 | 72-96 | 552-720 | 80-100 |
| 9 | 72-96 | 624-816 | 80-100 |
其中,停电后48小时开始清理辅料,根据情况分多次清理,单次清料采用人工配合机械设备清理,每次清料深度为80-100mm,清料时用铁耙等工具将辅料抓到炉墙两侧,后改用行车携带小平抓将辅料从炉墙两侧抓出。
5、对石墨电极毛坯进行机械加工,得到预设尺寸的石墨电极成品。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于:
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域,其中,炉芯区域宽度为3200mm。
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,其中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦,一类煅后焦的铺设厚度为100mm,二类煅后焦的铺设厚度为300mm。
在二类煅后焦上装填炭素电极,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦并捣实,二类煅后焦的厚度为150mm。其中炭素电极产品距炉头导电墙距离1000mm。
在炭素电极上方铺设一层电阻料,电阻料由上下铺设的两层结构组成,下层结构采用厚度为150mm的二类煅后焦铺设而成,上层结构采用厚度为80mm的替代焦铺设而成,替代焦为粒径范围在2-8mm的煅后焦。
在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,通管件为特定尺寸的圆筒结构,将通管件立设,下端和电阻料的二类煅后焦接触,在透气孔(通管件内部)内填充煅后焦,透气孔周围(通管件外围)填充厚度为600mm的保温料层,该保温料层覆盖电阻料上方的所有区域。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域,其中,炉芯区域宽度为3300mm。
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,其中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦,一类煅后焦的铺设厚度为100mm,二类煅后焦的铺设厚度为300mm。
在二类煅后焦上装填炭素电极,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦并捣实,二类煅后焦的厚度为150mm。其中炭素电极产品距炉头导电墙距离1000mm。
在炭素电极上方铺设一层电阻料,电阻料由上下铺设的两层结构组成,下层结构采用厚度为150mm的二类煅后焦铺设而成,上层结构采用厚度为200mm的替代焦铺设而成,替代焦为粒径范围在2-8mm的煅后焦。
在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,通管件为特定尺寸的圆筒结构,将通管件立设,下端和电阻料的二类煅后焦接触,在透气孔(通管件内部)内填充煅后焦,透气孔周围(通管件外围)填充厚度为400mm的保温料层,该保温料层覆盖电阻料上方的所有区域。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于:
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域,其中,炉芯区域宽度为3300mm。
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,其中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦,一类煅后焦的铺设厚度为150mm,二类煅后焦的铺设厚度为150mm。
在二类煅后焦上装填炭素电极,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦并捣实,二类煅后焦的厚度为150mm。其中炭素电极产品距炉头导电墙距离800mm。
在炭素电极上方铺设一层电阻料,电阻料由上下铺设的两层结构组成,下层结构采用厚度为100mm的二类煅后焦铺设而成,上层结构采用厚度为80mm的替代焦铺设而成,替代焦为粒径范围在2-8mm的煅后焦。
在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,通管件为特定尺寸的圆筒结构,将通管件立设,下端和电阻料的二类煅后焦接触,在透气孔(通管件内部)内填充煅后焦,透气孔周围(通管件外围)填充厚度为600mm的保温料层,该保温料层覆盖电阻料上方的所有区域。
其中,实施例1-4中,进行石墨化送电操作的具体参数如表2所示:
表2:
| 实施例 | 时长(H) | 总电量(KWH) | 最大功率(kW) | 维持时间(H) |
| 1 | 70 | 105万 | 2.5万 | 10 |
| 2 | 70 | 105万 | 2.5万 | 15 |
| 3 | 75 | 115万 | 2.5万 | 10 |
| 4 | 75 | 115万 | 2.5万 | 15 |
将实施例1-4中石墨电极的制备过程中的部分参数和实验结果进行统计,得到如表3中所示的内容。
表3:
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 炉芯宽度(mm) | 3030 | 3200 | 3300 | 3300 |
| 炉底一类煅后焦厚度(mm) | 150 | 100 | 100 | 150 |
| 炉底二类煅后焦厚度(mm) | 250 | 300 | 300 | 150 |
| 炭素电极距导电墙距离(mm) | 1000 | 1000 | 1000 | 800 |
| 电阻料厚度(mm) | 150 | 150 | 150 | 100 |
| 替代焦厚度(mm) | 200 | 80 | 200 | 80 |
| 替代焦上方的保温层厚度(mm) | 400 | 600 | 400 | 600 |
| 装炉总重量(吨) | 436 | 454 | 445 | 447 |
| 电阻率(μΩm) | 12.4 | 13.6 | 13.1 | 10.5 |
| 单耗(kW·h/t) | 2406 | 2309 | 2580 | 2567 |
| 是否氧化 | 无氧化 | 无氧化 | 无氧化 | 无氧化 |
值得注意的是:以上实施方式仅为实施例展示,为提高生产效率,可将该实施方式进行扩大,根据不同炉子的容积,进行调整,可设置为多层、多列装炉方式,包括但不限于上述实施例中各项参数。
根据表3的数据可以看出:
通过本申请制备的石墨电极的电阻率满足使用要求,且不存在氧化强烈,表明,本申请的石墨电极具有较好的导热和导电性。
同时,根据单耗的数据可以看出,本申请中,在进行电极石墨化处理时,每吨主产品(石墨电极)与副产品(煅后焦)的综合能耗最高仅为2580千瓦时,远远低于现有技术中内串式石墨化炉中,每吨电极的能耗—3200千瓦时,能大大节约能耗,降低加工成本。
同时,根据装炉总重量的数据可以看出,本申请利用艾奇逊石墨化炉进行电极的石墨化处理,能实现单次大批量生产,同时还适用于尺寸较大的电极的石墨化处理。
本发明解决现有工艺中的部分缺点,而提出的一种艾奇逊石墨化炉生产电极的工艺,通过将炭素电极进行高温石墨化,不仅可以节约加工成本,提高了热能利用效率,提高电极的导热和导电性能,还可以提高电极的耐磨性,还可以提高电极的热稳定性、耐热冲击性以及化学稳定性。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)炭素电极制备;
(2)炭素电极装入石墨化炉:
1)使用艾奇逊石墨化炉,在艾奇逊石墨化炉的炉内底部填充炭黑,铺平、压实,形成炭黑层;
2)利用两间隔设置的炉芯板,将炉内位于炭黑层上方的空间,分为炉芯区域与两个炉墙保温料区域;
3)在炉芯区域内,底部铺设两层煅后焦并铺平,在煅后焦上装填炭素电极,在炭素电极上方铺设一层电阻料,在电阻料上方利用通管件布设多个透气孔,透气孔内填充煅后焦,透气孔周围填充保温料;
4)在两个炉墙保温料区域分别装填保温料,铺平、压实,保温料厚度大于等于1000mm;
5)完成装填后,移除炉芯板和通管件;
其中,炭素电极的直径范围为φ800-φ1400mm;
(3)石墨化送电:艾奇逊石墨化炉送电,对炭素电极进行石墨化处理;
(4)冷却、出炉,得到石墨电极毛坯;
(5)对石墨电极毛坯进行机械加工,得到预设尺寸的石墨电极成品。
2.根据权利要求1所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:步骤3)中,两层煅后焦从下到上包括粒径范围为0-2mm的一类煅后焦和粒径范围为8-25mm的二类煅后焦。
3.根据权利要求2所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:步骤3)中,炭素电极为上下两层,每层的炭素电极水平并排铺设,且两层炭素电极之间装填二类煅后焦。
4.根据权利要求3所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:两层炭素电极之间装填二类煅后焦的厚度为150mm。
5.根据权利要求1-4中任一所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:炭素电极的电阻率为35-38μΩ·m,抗折强度不低于7.0Mpa。
6.根据权利要求5所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:步骤3)与步骤4)中的保温料的电阻率400-600μΩ·m,灰分不大于0.5%,挥发分不大于0.5%。
7.根据权利要求1-4中任一所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,艾奇逊石墨化炉送电,其起始功率为4000-5000KW,上升功率为600-1000KW,送电时长为70-75小时,在达到最大功率2.5万kW后持续送电保持10-15小时,停止送电,总送电量为105-115万KWH。
8.根据权利要求1-4中任一所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,艾奇逊石墨化炉停电后48小时开始清理辅料,首次清理深度80-100mm,后续清理将重复如下步骤:
待辅料表层温度自然冷却72-96小时后,再次清理80-100mm的辅料。
9.根据权利要求1-4中任一所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:炭素电极的直径为φ1272mm。
10.根据权利要求9所述的利用艾奇逊石墨化炉生产电极的制备方法,其特征在于:炉芯区域宽度为3030-3300mm。
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- 2024-12-30 CN CN202411963645.5A patent/CN119637866A/zh active Pending
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