CN115466121A - 一种石墨电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨电极的制备方法，包括固体炭质和粘结剂，其中固体炭质包括石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎；且粘结剂包括粘结沥青和合成树脂，并且在生产加工的过程中还使用到一些辅助物料，包括石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁和铜粉；同时还需要准备浸渍剂，浸渍剂包括蒽油。该石墨电极的制备方法通过加入氧化钙、三氧化二铁和铜粉，从而能够有效提高成品石墨电极的强度，使其具有更高的强度；通过对石墨材料浸渍处理后，从而减少了材料产品表面的孔度，提高密度，增加抗压强度，降低成品电阻率，还能够使得在后续对原料进行机械加工时灰粉不致飞扬，并且能够得到较光滑的产品表面。
Description
技术领域
本发明涉及石墨电极技术领域，具体为一种石墨电极的制备方法。
背景技术
石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料，是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，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和高强度，以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极；
然而石墨电极的表面受到刮擦容易磨损，且因其材质的限制，石墨电极的防冲击能力差，极易破损，同时，目前的石墨电极由于结构不稳定，强度不高，在运送过程中，产品经常会出现破损，影响用户使用。
所以我们提出了一种石墨电极的制备方法，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨电极的制备方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨电极的制备方法，所述石墨电极的制备材料组分如下：包括固体炭质和粘结剂，其中固体炭质包括石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎；且粘结剂包括粘结沥青和合成树脂，并且在生产加工的过程中还使用到一些辅助物料，包括石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁和铜粉；
同时还需要准备浸渍剂，浸渍剂包括蒽油。
优选的，所述制备材料由以下重量份的成分组成：石墨焦30-35份、针状焦20-25份、沥青焦10-15份、冶金焦18-22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50-55份，粘结沥青和合成树脂20-25份，氧化钙1-3份、铜粉5-8份、三氧化二铁0.5-0.7份、石英砂5-7份、冶金焦粒10份。
优选的，所述制备材料由以下重量份的成分组成：石墨焦30份、针状焦20份、沥青焦10份、冶金焦18份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50份，粘结沥青和合成树脂20份，氧化钙1份、铜粉5份、三氧化二铁0.5份、石英砂5份、冶金焦粒10份。
优选的，所述制备材料由以下重量份的成分组成：石墨焦33份、针状焦23份、沥青焦13份、冶金焦20份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎53份，粘结沥青和合成树脂23份，氧化钙2份、铜粉6份、三氧化二铁0.6份、石英砂6份、冶金焦粒10份。
优选的，所述制备材料由以下重量份的成分组成：石墨焦35份、针状焦25份、沥青焦15份、冶金焦22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎55份，粘结沥青和合成树脂25份，氧化钙3份、铜粉8份、三氧化二铁0.7份、石英砂5-7份、冶金焦粒10份。
一种石墨电极的制备方法，其具体步骤如下：
S1、原材料准备，按照重量份称取原料：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理后，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该石墨电极的制备方法；
1、在石墨电极的制作过程中，加入了氧化钙、三氧化二铁和铜粉，从而能够有效提高成品石墨电极的强度，使其具有更高的强度，同时具有高熔点和高弹性系数，同时三氧化二铁和铜粉的加入，增强了石墨电极良好的电热传导性，提高石墨电极的抗耗性能，延长石墨电极的使用寿命和性能；
2、在石墨电极的制作过程中，通过对石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎在蒽油内部浸渍处理后，从而减少了材料产品表面的孔度，提高密度，增加抗压强度，降低成品电阻率，改变产品的理化性能，并且经过浸渍处理后，使油渗入石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎内部，从而使得在后续对原料进行机械加工时灰粉不致飞扬，并且能够得到较光滑的产品表面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种石墨电极的制备方法：所述石墨电极的制备材料组分如下：包括固体炭质和粘结剂，其中固体炭质包括石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎；且粘结剂包括粘结沥青和合成树脂，并且在生产加工的过程中还使用到一些辅助物料，包括石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁和铜粉，同时还需要准备浸渍剂，浸渍剂包括蒽油；
按照重量份计：石墨焦30-35份、针状焦20-25份、沥青焦10-15份、冶金焦18-22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50-55份，粘结沥青和合成树脂20-25份，氧化钙1-3份、铜粉5-8份、三氧化二铁0.5-0.7份、石英砂5-7份、冶金焦粒10份；
实施例1：
S1、原材料准备，称取石墨焦30份、针状焦20份、沥青焦10份、冶金焦18份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50份，粘结沥青和合成树脂20份，氧化钙1份、铜粉5份、三氧化二铁0.5份、石英砂5份、冶金焦粒10份：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理后，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
实施例2：
S1、原材料准备，称取石墨焦33份、针状焦23份、沥青焦13份、冶金焦20份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎53份，粘结沥青和合成树脂23份，氧化钙2份、铜粉6份、三氧化二铁0.6份、石英砂6份、冶金焦粒10份：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理后，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
实施例3：
S1、原材料准备，称取石墨焦35份、针状焦25份、沥青焦15份、冶金焦22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎55份，粘结沥青和合成树脂25份，氧化钙3份、铜粉8份、三氧化二铁0.7份、石英砂7份、冶金焦粒10份：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理，筛网的孔径30-50nm的进行筛选，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极，高强度石墨电极电极在外形表面粗加工以后，可以在划线表面喷涂一层很薄的白漆再进行划线，这样线条清晰，便于机械加工；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
实施例4：
S1、原材料准备，称取石墨焦34份、针状焦24份、沥青焦14份、冶金焦21份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎54份，粘结沥青和合成树脂24份，氧化钙3份、铜粉8份、三氧化二铁0.7份、石英砂7份、冶金焦粒10份：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理，筛网的孔径30-50nm的进行筛选，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极，高强度石墨电极电极在外形表面粗加工以后，可以在划线表面喷涂一层很薄的白漆再进行划线，随后可以放置在CNC上进行切削加工，形成合适的大小或形状；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种石墨电极的制备方法，其特征在于，所述石墨电极的制备材料组分如下：包括固体炭质和粘结剂，其中固体炭质包括石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎；且粘结剂包括粘结沥青和合成树脂，并且在生产加工的过程中还使用到一些辅助物料，包括石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁和铜粉；
同时还需要准备浸渍剂，浸渍剂包括蒽油。
2.根据权利要求1所述的一种石墨电极的制备方法，其特征在于：由以下材料的重量份的成分组成：石墨焦30-35份、针状焦20-25份、沥青焦10-15份、冶金焦18-22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50-55份，粘结沥青和合成树脂20-25份，氧化钙1-3份、铜粉5-8份、三氧化二铁0.5-0.7份、石英砂5-7份、冶金焦粒10份。
3.根据权利要求1所述的一种石墨电极的制备方法，其特征在于：所述加工工艺包括以下步骤：
S1、原材料准备，根据权利要求2中的重量份称取原料：
S2、准备好浸渍剂即蒽油；
S21、将原材料中的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎放入蒽油中浸泡8-10小时；
S23、浸泡完成后，捞出石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎，沥干备
S31、将步骤S1中的石墨焦、针状焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎分别进行粉碎处理并进行筛分处理后，备用；
S32、通过自动化下料设备将筛分合格的原料输送给下一道锻造工艺；
S33、将步骤S1中的石英砂、冶金焦粒、氧化钙、三氧化二铁以及铜粉放入球磨机中进行研磨，研磨完成后的颗粒进行筛分处理，得到所需的混合物一，备用；
S4、将固体炭质原料中的石墨焦、针状焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎在隔绝空气的条件下以 1200-1500°C的温度进行高温煅烧处理；
S41、煅烧完成后，放置60-72h等待其自然冷却；
S5、将步骤S3中粉碎后的针状焦、沥青焦、冶金焦以及无烟煤充分的进行混合，制备所需的混合物二，将步骤S3中制备的混合物一与混合物二和浸泡完成的石墨材料即石墨焦、天然石墨和石墨碎加入混捏锅中进行混合处理备用；
S51、将步骤S5中的原料进行混合搅拌后，然后使用加料机构加入融化的粘结沥青和合成树脂，加热搅拌均匀，制得糊料；
S52、对糊料放入压机内，制得生制品，生制品经一次焙烧，浸渍，二次焙烧，得到焙烧品；
S6、将焙烧品装入内串石墨化炉中进行石墨化处理，获得石墨化品；
S7、将石墨化品按照技术要求加工成不同规格的成品，即可制得高强度石墨电极；
S8、将步骤S8中制备的石墨电极使用真空袋进行封装、包装和入库。
4.根据权利要求1所述的一种石墨电极的制备方法，其特征在于：由以下材料的重量份的成分组成：石墨焦30份、针状焦20份、沥青焦10份、冶金焦18份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎50份，粘结沥青和合成树脂20份，氧化钙1份、铜粉5份、三氧化二铁0.5份、石英砂5份、冶金焦粒10份。
5.根据权利要求1所述的一种石墨电极的制备方法，其特征在于：由以下材料的重量份的成分组成：石墨焦33份、针状焦23份、沥青焦13份、冶金焦20份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎53份，粘结沥青和合成树脂23份，氧化钙2份、铜粉6份、三氧化二铁0.6份、石英砂6份、冶金焦粒10份。
6.根据权利要求1所述的一种石墨电极的制备方法，其特征在于：由以下材料的重量份的成分组成：石墨焦35份、针状焦25份、沥青焦15份、冶金焦22份、无烟煤10份、天然石墨和石墨碎55份，粘结沥青和合成树脂25份，氧化钙3份、铜粉8份、三氧化二铁0.7份、石英砂5-7份、冶金焦粒10份。
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