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一种铬铁冶炼专用炭电极及其制备方法
加入时间:2020-05-29 10:44

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  目前铬铁冶炼生产普遍采用的是自焙电极,采用电极糊在矿热炉使用过程中通电加热烧结而成。近年来,国家对环保要求力度不断加大,对使用自焙电极的铁合金行业进行了行业准入限制。电极糊因为在烧结的过程中会释放大量的沥青烟气,污染环境,严重影响人们的身体健康。电极糊在烧结成自焙电极时需要一定的热量,需要电能转化为热能将其烧结,这样就增加了约5%~10%的电能消耗。近年来随着国家节能减排工作的日益深入,耗能大、排放高的企业将逐渐被淘汰。而电极糊因耗费能源大、对环境污染严重,也被列入淘汰行业目录;再者,由于操作不慎会造成电极软断、硬断事故的发生,严重威胁着操作人员的安全和正常的生产。

  中国专利CN101808435公开了一种大直径半石墨炭电极及其生产方法,该大直径半石墨质炭电极,包括20%的粒状电煅煤、18%的煤沥青、40%的粉状石墨材料和22%的粉状煅后焦,总重量为100%,所述的电煅煤、石墨材料和煅后焦均匀分布在所述煤沥青粘结介质内。该石墨炭电极由于石墨材料含量高,会使电极成本增大,并且在铬铁冶炼高温度下容易出现氧化,出现电极事故。

  为解决现有铬铁冶炼使用电极糊和石墨炭电极存的缺陷,本发明人根据铬铁冶炼温度控制在1700℃左右工艺的特性,研制出一种铬铁冶炼专用炭电极,将铬铁冶炼专用炭电极消耗量控制在20Kg/t左右。如果使用电极糊则要消耗30~50Kg/t左右。本发明的铬铁冶炼专用炭电极,因加入抗氧化剂三氧化二铁,减少铬铁生产过程中电极氧化,降低因过度氧化出现的电极事故,同时因减少石墨材料的用量,从而降低了电极的生产成本,并增加了电极的机械强度。

  本发明的铬铁冶炼专用炭电极可以作为国家淘汰落后产能的替代品,属于国家节能减排鼓励类项目;在同等条件下,使用铬铁冶炼专用炭电极生产成本和使用电极糊的成本基本一样,但消耗量却可减少一半,非常经济,能够加快推进国家淘汰落后产能的步伐。

  本发明的铬铁冶炼专用炭电极的生产工艺采用先进的胶料论技术,解决了炭电极生产过程中的不均质问题。

  本发明的目的在于提供了一种铬铁冶炼专用炭电极。该电极成本低、机械强度高,不易因氧化导致电极事故,可替代电极糊,同时,因采用先进的胶料论技术,解决了炭电极生产过程中的不均质问题。

  在一实施方案中,本发明的铬铁冶炼专用炭电极,由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤35~45%、煤沥青14~20%、粒状石墨材料9~15%,粉状煅后焦25~35%,三氧化二铁0.2~0.8%、磷酸0.2~0.8%,所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤沥青和粉状煅后焦形成的胶料中

  在上述实施方案中,本发明的铬铁冶炼专用炭电极,所述磷酸为磷酸溶液,其浓度范围为70~95%,优选80~90%,最优选85%。

  在一优选实施方案中,本发明的铬铁冶炼专用炭电极,由以下重量百分比的组分组成:粒状电煅煤42%、煤沥青16%、粒状石墨材料13%,粉状煅后焦28%,三氧化二铁0.5%、磷酸0.5%,所述电煅煤、石墨材料均匀分布在煤沥青和粉状煅后焦形成的胶料中。

  在上述优选实施方案中,本发明的铬铁冶炼专用炭电极,所述磷酸为磷酸溶液,其浓度范围为70~95%,优选80~90%,最优选85%。

  在上述实施方案和优选实施方案中,所述粒状电煅煤的粒径范围为4mm~16mm;所述粉状煅后焦的粒径范围为0.05mm~0.075mm。

  1)将煅后焦粉和煤沥青放入混捏锅混合,温度控制在140~160℃,保持15~25分钟,制得胶料;

  2)将粒状电煅煤、粉状石墨材料放入混捏锅中,加热至150~185℃,混捏保持15~25分钟,制得干料;

  3)将步骤2)的干料加入到步骤1)的胶料中,再加入三氧化二铁和磷酸混合5~15分钟,温度控制在140~160℃,制得糊料;

  4)将步骤3)的糊料,称取规定重量,放入模具,在200吨激振力的作用下保持高速振动,使体积密度≥1.70g/cm3,制得生制品;

  5)将步骤4)的生制品装入焙烧炉中,逐渐升温至最高温度1200℃,再自然冷却至200℃出炉,获得焙烧品;

  上述本发明的方法,步骤1)的加热保持时间为20分钟,步骤2)的混捏时间为20分钟;步骤3)的混合时间为10分钟。

  (1)制备电极生制品:将电煅煤粉碎成4mm~16mm粒径的颗粒、将块状石墨材料破碎,并分别筛分成规定的大、中、小不同规格的颗粒料,进入自动配料系统进行配料,称取规定的干料量,通过螺旋输送入双层混捏锅的上层,进行干料加热处理,加热至150~185℃,保持20分钟,制得干料;将煅后焦粉碎成0.05mm~0.075mm粒径的粉状,与煤沥青一起放入下层混捏锅混合20分钟,温度控制在140~160℃,制得胶料;将上层混捏锅中所制备的干料放入下层混捏锅的胶料中、加入三氧化二铁和磷酸混合10分钟,温度控制在140~160℃,制得糊料;将该糊料通过输送带送入拌筒进行搅拌,下入计量仓,称取规定重量,放入模具,在200吨激振力的作用下保持高速振动,使体积密度≥1.70g/cm3,得到符合技术要求的生制品,待用。

  (2)、焙烧:按照技术规定的要求向环式焙烧炉底铺设冶金焦粒,将上述待用生制品装入环式焙烧炉,用冶金焦粒填充空隙,并捣实,进行焙烧,逐渐升温至最高温度1200℃,再自然冷却至200℃出炉,获得合格焙烧品,待用。

  (3)、加工、成品:将上述待用的焙烧品按照规定的技术要求进行测试,加工成规定规格的铬铁冶炼专用炭电极产品,经严格的指标和尺寸检测,按照要求进行包装、入库。

  本发明的铬铁冶炼专用炭电极成本较低,质量均匀,直径可达1400mm。它能够突破现有国内大型铬铁冶炼对电极糊的要求,生产出一种铬铁冶炼专用炭电极,与电极糊比,能够降低企业成本,为企业提供一种安装简便、使用安全、经济、低成本、节能环保的铬铁冶炼专用电极。

  本发明的铬铁冶炼专用炭电极,经检测,电极的体积密度为1.64g/cm3,电阻率38μΩ·m,抗折强度9.7Mpa,抗压强度30.8Mpa,热膨胀系数4.0×10-6/℃,灰分1.5%,完全超出了铬铁冶炼使用电极糊的标准,铬铁冶炼专用炭电极代替使用电极糊的自焙电极,铬铁冶炼厂无需自焙,解决了使用电极糊的自焙电极在生产过程中沥青烟气的挥发,在使用过程中没有有害气体的排放,实现了节能环保。本发明的铬铁冶炼专用炭电极不需要进行自焙,直接安装即可使用,节约了自焙过程中的电量消耗,减少了沥青烟气的排放,属于一种安全节能新型环保产品。同时,本发明的铬铁冶炼专用炭电极具有机械强度高、较好的抗热震稳定性、能够减少使用电极糊的自焙电极的冷断和热断,可以提高入炉功率和电热炉效率,缩短冶炼时间,具有较大的节能潜力。

  (1)制备电极生制品:将电煅煤粉碎成4mm~16mm粒径的颗粒、将块状石墨材料破碎,并分别筛分成规定的大、中、小不同规格的颗粒料,进入自动配料系统进行配料,称取规定(配方量)的干料量,通过螺旋输送入双层混捏锅的上层,进行干料加热处理,加热至150~185℃,保持20分钟,制得干料;将煅后焦粉碎成0.05mm~0.075mm粒径的粉状,与煤沥青一起放入下层混捏锅混合20分钟,温度控制在140~160℃,制得胶料;将上层混捏锅中所制备的干料放入下层混捏锅的胶料中、加入三氧化二铁和磷酸混合10分钟,温度控制在140~160℃,制得糊料。将该糊料通过输送带送入拌筒进行搅拌,下入计量仓,称取规定重量,放入模具,在200吨激振力的作用下保持高速振动,使体积密度≥1.70g/cm3。得到符合技术要求的生制品,待用。

  (2)焙烧:按照技术规定的要求向环式焙烧炉底铺设冶金焦粒,将上述待用生制品装入环式焙烧炉,用冶金焦粒填充空隙,并捣实,进行加热焙烧,逐渐升温至最高温度1200℃,再自然冷却至200℃出炉,获得合格焙烧品,待用。

  (3)、加工、成品:将上述待用的焙烧品按照规定的技术要求进行测试,通过数控加工机床,加工成规定规格的产品,nba篮彩!经严格的指标和尺寸检测,按照要求进行包装、入库。

 

 

 

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