超高功率石墨电极生产工艺技术探讨

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1、超高功率石墨电极生产工艺技术探讨摘要：为了顺应电炉炼钢技术发展的需要，本文对超高功率石墨电极生产工艺技术进行浅谈与探讨，包括超高功率石墨电极生产工艺流程，原料选择，主耍生产工艺方案选择及生产过程控制等。关键词：超高功率石墨电极；焙烧；石墨化；针状焦DiscussontheProductionProcessTechnologyofUltra-highpowergraphiteelectrodeLiangYou-Lu(GuiyangAluminiumMagnesiumDesign&ResearchInstituteCo.lid,Guiyang550081,China)Abstract：

2、Inordertoacclimatetheneedofelectricfurnacesteel-making，stechnologydevelop,inIhispaper,discussontheproductionprocesstechnologyofultra-highpowergraphiteelectrode,ineludediscussontheproductionflowofultra-highpowergraphiteelectrode,selectmaterial,selectthemainproductionprocessproject,productionpro

3、cesscontrol,etc・Keywords:Ultra-highpowergraphiteelectrode；Baking；Graphiting；needlecoke.、八—1—刖3随着炼钢工业的发展，电炉冶炼从普通功率电炉炼钢到高功率，进而发展成为超高功率(UHP)电炉炼钢，UHP石墨电极市场需求量越来越大，对超高功率电弧炉用石墨电极的使用性能要求也越来越高。据报道，超高功率电炉冶炼每吨钢可节电22%以上，冶炼时间可缩短50%,产量可增加1・5倍。目前这种方法已成为世界电炉炼钢的主要方法。由于超高功率炼钢的电炉容量大，冶炼条件比较苛刻，必须使用超高功率(UHP)石墨电极，U

4、HP石墨电极应具备：电阻应尽可能低，约在5〜6pQm之间或以下,使用中允许电流密度为30A/cm2以上，并在电弧冲击中要有“稳弧”作用和承受热压力和热冲击；高质量的UHP石墨电极在高电流密度带来的热应力变化情况下，不会开裂和折断；此外要求UIIP石墨电极热膨胀系数尽量低以及具有较高的机械强度等。从工业发展来看，UHP石墨电极是钢铁工业发展的必然趋势。美国和日本超高功率电炉发展很快，大容量电炉几乎全部使用UHP石墨电极。随着中国钢铁行业的发展，我国近儿年电炉炼钢逐渐向大容量大规格方向发展，而且比重越来越大，因此所需求的UHP石墨电极，也向大规格方向发展，市场需求量也越來越大。为了顺应

5、工业发展的需耍，本文对超高功率石墨电极生产工艺技术进行浅谈与探讨。1工艺牛产流程在UHP石墨电极工艺生产流程上，国内外UHP石墨电极木体最初普遍釆用二次浸渍三次焙烧的生产工艺路线，随着技术的发展，目前普遍采用一次浸渍二次焙烧工艺路线，由于采用二次浸渍三次焙烧的生产工艺路线多出一次浸渍、一次焙烧，增加生产周期15〜30天，多占用了企业生产能力，每吨产甜的牛产成本提高约2000元，同时增加了大量的能源浪费和环境污染。从长期来看，这种落后的二次浸渍三次焙烧生产技术工艺适应不了市场需求的发展，必然被先进的一次浸渍二次焙烧生产工艺所取代。浸渍次数的增多，导致产品的体积密度明显提高，产品强度有

6、一定的增长，但随之是弹性模量大幅提高，热膨胀系数（CTE）增大，产品使用过程屮的抗热震性能明显下降，对实际使用效果造成不利影响，产品在使用过程中表现为开裂、掉块、消耗高，内在站质不行，承受不了大电流。一次浸渍二次焙烧工艺是国内外先进炭素企业多年成熟的经验，可在保证产品质量与降低生产成本间找到最佳的平衡点。UIIP石墨电极接头产品指标要求与L1IP石墨电极本休有所不同，国内外生产电极接头目前普遍采用三次浸渍四次焙烧工艺。UHP石墨电极本体和接头工艺牛产流程详见图1、图2。图1UHP石墨电极木体工艺生产流程图图2UHP石墨电极接头工艺生产流程图2原料选择UHP石墨电极的主耍原料包括针状

7、焦、粘结剂沥青和浸渍沥青。优质原料是牛产UHP石墨电极的先决条件，原料的质量必须保证均质及稳定。1）针状焦作为生产UHP石墨电极的主要原料，针状焦的性能对成品电极的理化指标和实际使用效果好坏有着直接的关系。针状焦分石油系和煤系两种，冃前生产石油系针状焦的国家主耍有美国、英国、日本，煤系针状焦主要由日本和中国牛产。目前全球针状焦产量约1200kt/a左右，我国产量约240kt/a,80%〜90%依赖进口。有研究表明，由于煤系针状焦纤维较粗,在石墨化过程中容易引发“晶胀”