[发明专利]一种电弧炉石墨电极制备方法

说明书

本发明公开了一种电弧炉石墨电极制备方法，包括以下步骤：（1）取石油焦颗粒50‑60%、三氧化铝粉末3‑6%、氧化钙2‑4%、石墨粉颗粒10‑20%、沥青15‑25%；倒入混捏锅中，升温混捏；（3）将沥青加热至150‑180℃熔化，加入混捏锅中，升温混捏；（4）将物料导入成型模具中，加压得到待焙烧毛坯；（5）在氮气保护气氛条件下，升温至500‑550℃，保温；继续升温至880‑920℃，焙烧得到生坯；（6）在高温电炉内加热至2300‑2400℃，保温24‑72h，制备得到石墨电极。本发明石墨电极抗氧化性好，内聚力强，石墨电极使用过程中断裂事故发生问题得到很好的控制。

技术领域

本发明涉及一种石墨电极制备方法，特别涉及一种改进的电弧炉石墨电极制备方法，属于冶金新材料技术领域。

背景技术

电弧炉是冶金、锻造加工过程中常用的高温熔炼矿石装置，电弧炉熔炼过程中，放电能量几种，电弧能量直接作用于熔炼金属上，熔炼速度快，对于硫、磷等杂质去除效率高。石墨电极是以石油焦、针状焦为原料、煤沥青作为结合剂，加工制成的电极材料。在电弧炉熔炼过程中，石墨电极以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔炼，石墨电极直接承载熔炼过程中的大电流、高能量输送。

石墨电极在冶炼过程中由于高温环境被连续消耗，这其中包括了石墨电极在大电流放电产生电弧过程中尖端电弧高温导致的高温升华、电极与空气反应氧化消耗等方面。特别是石墨电极与高温空气氧化消耗占比尤为突出，是石墨电极消耗的主要原因。

现有技术中，对于石墨电极消耗大的问题，尝试了一些减少石墨电极消耗的工艺，具体包括添加助剂，提高石墨电极的粘接强度，提升内聚力，减少石墨电极侧面连续氧化消耗。或者，采用添加提升石墨电极导电性能的助剂，以及增加加工成型的体积密度，使得石墨电极的氧化损耗速度减慢。

但无论是导电助剂还是加工成型压力提升，对于降低石墨电极氧化损耗的抑制作用都非常有限，经过优化改良的石墨电极在实际应用过程中依然存在氧化损耗大的问题，石墨电极使用寿命不长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的电弧炉石墨电极使用过程中氧化损耗大，使用寿命不长的不足，提供一种电弧炉石墨电极制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电弧炉石墨电极制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量百分比取石油焦颗粒50-60％、三氧化铝粉末3-6％、氧化钙2-4％、石墨粉颗粒10-20％、沥青15-25％。

(2)先将石油焦颗粒、三氧化铝粉末、氧化钙、石墨粉颗粒导入混捏锅中，同时升温至120-125℃，混捏10-60min；

(3)将沥青加热至150-180℃熔化，加入步骤2的混捏锅中，控制混捏锅升温至150-155℃，然后保温混捏10-50min。

(4)步骤3混捏完成后，将物料导入成型模具中，加压至10-30MPa，保压5-40min，得到待焙烧毛坯。

(5)将待焙烧毛坯在氮气保护气氛条件下，以3-10℃/min升温速度，升温至500-550℃，保温0.5-3天；然后继续升温至880-920℃，并保温焙烧5-10天，得到生坯。

(6)将步骤5焙烧好的生坯，在高温电炉内加热至2300-2400℃，保温24-72h，制备得到石墨电极。

本发明石墨电极制备方法选用石油焦颗粒、三氧化铝粉末、氧化钙作为原料成分，通过混入部分三氧化铝粉末和氧化钙提升石墨电极内聚力。并控制原料成分混捏工艺，先保证三氧化铝粉末和氧化钙在基础料中混合均匀，然后加入沥青进行混捏，得到待焙烧毛坯，然后经过两步法焙烧转化为生坯，最后生坯在高温电炉内加热至两千多度的高温，最后制成高品质石墨电极。