[发明专利]大规格细颗粒各向同性等静压高纯石墨的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及大规格细颗粒各向同性等静压高纯石墨的生产工艺。

背景技术

等静压石墨材料具有良好的导电、导热性能，同时具有耐高温强度和耐腐蚀性能好、自润滑、体积密度高、易于技工等一系列特点，并与当今高科技前沿技术紧密相连，在国民经济各部门各行业得到了广泛的应用。石墨材料的生产通常采用煅烧后的石油焦、沥青焦等作为骨粒料与改质沥青粘结剂经混捏机混合后成型、焙烧、浸渍及石墨化通电热处理所制得。但是传统生产工艺所生产出来的石墨产品颗粒粒径较大，机械性能理化指标较低，各向同性性较差，体积密度不均匀并且较低，目前国内能进行试验生产的等静压石墨最大规格为￠750，且尚未成功，超大规格产品生产技术被国外所垄断。

发明内容

本发明的目的在于解决现有等静压石墨生产工艺的不足，提供一种新型的大规模细颗粒各向同性等静压高纯石墨的生产工艺，克服传统生产工艺生产出来的石墨产品颗粒粒径较大，机械性能理化指标较低，各向同性性较差，体积密度不均匀并且较低且生产的等静压石墨规格较小等缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：大规格细颗粒各向同性等静压高纯石墨的生产工艺，它包括以下步骤：

（1）预制料粉加工：将焦粉、增碳剂和石墨粉分别经鄂式破碎，再分别用磨粉机或气流磨粉机磨成平均粒径为4～20um的预制料粉；

（2）预制料片加工：按一次配方的重量比称取焦粉预制料粉、石墨粉预制料粉、增碳剂预制料粉、细粉和改质沥青在140～240℃高温下进行混捏，将混捏完成后形成的糊料置入高温轧片机进行轧片制成预制料片，其中，轧片机温度为120～240℃，轧片厚度为1～5mm； 

（3）预制生坯压制：将预制料片冷却至常温后磨成粉末，按照产品规格所要求的重量进行称重，用双面压机压制成坯料，并将坯料装入等静压缸中，进行等静压成型，冷压成型压力为200Mpa，获得预制生坯；

（4）预制焙烧碎加工：将预制生坯置入焙烧炉中进行焙烧，从常温经200～400h焙烧曲线下进行加热，逐渐升温至1200℃，焙烧完成后，降温出炉后制得原料即预制焙烧碎；

（5）预制碎焦粉加工：将预制焙烧碎破碎成粒径5～20mm的颗粒，再经过磨粉机或气流磨粉机磨成平均粒径为4～20um的预制碎焦粉；

（6）料片加工：按二次配方的重量比称取预制碎焦粉、石墨粉预制料粉、改质沥青和添加剂，在140～240℃高温下进行混捏，将混捏完成后形成的糊料置入高温轧片机进行轧片制成料片，其中，轧片机温度为120～240℃，轧片厚度为1～5mm；

（7）生坯压制：将料片冷却至常温后磨成粉末，按照产品规格所要求的重量进行称重，用双面压机压制成坯料，并将坯料装入等静压缸中，进行等静压成型，冷压成型压力为300Mpa，获得生坯；

（8）焙烧、浸渍：将等静压坯料装入金属坩埚中并置于焙烧炉内进行焙烧，以每小时1～15℃的升温速度升温至1300℃，完成一次焙烧，冷却出炉后置于大于200℃的温度和2.0Mpa的压强下采用中温沥青作为浸渍剂，浸渍3h以上，以此完成一次浸渍，循环完成三次浸渍操作，将浸渍后的坯体装入焙烧炉中进行二次、三次和四次焙烧，焙烧温度分别为800～1100℃；

（9）石墨化和成品：将经过焙烧后的坯体用保温材料包覆，放置于石墨化炉中以每小时不低于100℃的升温速度升温至2700℃，石墨化完成后，冷却出炉制得成品石墨。

本发明所述的一次配方的组分及重量比为：

预制料粉        52～65

改质沥青            48～35，按一次配方加工形成的中间产品成为预制碎焦粉。

本发明所述的预制料粉的组分及重量比为：

焦粉            52～65

石墨粉          2～20

增碳剂          6～45

细粉                3～12。

本发明所述的二次配方的组分及重量比为：

料粉            52～65

改质沥青            48～35。

本发明所述的料粉的组分及重量比为：

预制碎焦粉      75～94

石墨粉预制料粉          2～18

添加剂          2～8。

本发明所述的焦粉为普通石油焦、针状焦、各向同性焦或沥青焦。

本发明的有益效果是：