本發明涉及一種石墨制品的生產方法，具體涉及一種儲熱用石墨制品的生產方法。
背景技術：
國家采用峰谷電價，將一天24小時劃分成兩個時間段，把8：00-22：00共14小時稱為峰段，執行峰電價0.568元/KWh，22：00-次日8：00共10小時稱為谷段，執行電價為0.288元/KWh。鼓勵大家用谷電，減少峰電時段的用電負荷，這樣使用谷電的人可以減少開支，電力部門也能使電力設備得到充分利用，減少不必要的投資和能源消耗。
現有技術中在利用谷電時，一般是利用電鍋爐通過電熱管將電能轉化為熱能，經過鍋爐轉換，在用電高峰時，向外輸送具有一定熱能的蒸汽、高溫水、或有機熱載體。當電能轉化為熱能后，熱量儲存在水中，保存在蓄水罐中。當經過一段時間，到達用電高峰時，其中的熱量已經損失了很大一部分。浪費了一部分能源。此過程的能量轉換過程為：電能→熱能→蓄熱保溫水。
由于石墨材料具有熱導率好、熱容量高、耐腐蝕、工作溫度高、壽命長的特點，則若利用石墨材料代替水來儲熱，在谷電時段將電能轉化為熱能儲存，在峰電時段石墨材料釋放熱能利用，可以避免因時間問題帶來的熱損失。此過程的能量轉換過程為：電能→熱能→石墨材料→蓄熱保溫水。但現有技術中的石墨材料體積密度小，儲能性能較差，電能利用率較低，不能滿足儲熱用石墨制品的技術要求。
技術實現要素：
本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為提供一種儲熱性能好的儲熱石墨制品的生產方法
為了解決上述技術問題，本采用的技術方案為：一種儲熱用石墨制品的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：
S01、配料：對原料進行配比，所述原料包括質量比為77~79%的石油焦和質量比為21~23%的中溫煤瀝青，所述石油焦的粒度質量配比為：粒度≥2mm的質量比為2%，1mm≤粒度＜2mm的質量比為12%，0.5mm≤粒度＜1mm的質量比為19%，0.075mm＜粒度＜0.5mm粒度的質量比為29%，粒度≤0.075mm的質量比為38%；
S02、混捏：將配比好的原料進行混捏得到糊料；
S03、振動成型：對混捏好的糊料涼料后，對糊料施加壓力進行振動成型，所述振動成型的工藝條件為：以2-5MPa的壓力預壓3-5min；以6-12MPa的壓力振壓10-15min；所述振動的振幅1~1.5mm、頻率2500~3000次/分鐘；
S04、一次焙燒得到碳制品；
S05、浸漬；
S06、二次焙燒；
S07、石墨化。
進一步地，所述步驟S07之后，還包括步驟：機加工，所述機加工是指將所述石墨化后的產品制備成石墨產品。
進一步，所述步驟S01之前還包括步驟：中碎，所述中碎是指選用40~60mm大塊石油焦為原料，進行中碎、磨粉、篩分后得到不同粒度范圍的的炭質粉末小顆粒，作為所述步驟S01的骨料。
進一步地，所述混捏包括干混和濕混兩個步驟，所述干混是指對不同粒度的骨料進行混捏，所述干混的工藝條件為：干混溫度為160~170℃，時間30~40min；所述濕混是指將所述中溫煤瀝青加入骨料中進行混捏；所述濕混的工藝步驟為：將中溫煤瀝青加熱至160~170℃，保溫并攪拌30~60min；將60~70%的中溫煤瀝青分加入骨料中，混捏15~20分鐘；將30~40%的中溫煤瀝青分加入骨料中進行混捏15~20分鐘；所述濕混的溫度為160~170℃。
進一步地，所述涼料可以為圓盤涼料、圓筒涼料、混捏式涼料中的一種，所述涼料時間為20~30min，所述涼料后的糊料溫度為90~120℃。
進一步地，所述一次焙燒和所述二次焙燒的工藝條件為：點火溫度200~220℃，一次焙燒的最高溫度為1100~1125℃，其中400℃以下的升溫速率為1.6~1.8℃/h，400~500℃的升溫速率為0.8-1.1℃/h，500~850℃的升溫速率為2.0~2.3℃/h，850℃以上的升溫速率為2.5-3.5℃/h。
進一步地，所述一次焙燒和所述二次焙燒的溫度誤差小于5℃。
進一步地，所述浸漬的工藝條件為：一次焙燒后的碳制品預熱到340~380℃后進入浸漬罐，浸漬罐內的真空度為小于0.086Mpa，注入浸漬劑，先在1.85~1.90Mpa壓力下浸漬2~3h，再加壓至1.90~2.0 Mpa下浸漬2~3h。
進一步地，所述浸漬的產品增重率為15%-17%。
進一步地，所述石墨化的升溫曲線為：在1000℃以下時，升溫速率為12℃/h；1000~1500℃，升溫速率為2℃/h；1500~2100℃，升溫速率為32℃/h。
本與現有技術相比具有以下有益效果：
1、本發明采用大顆粒配方，最大顆粒粒徑能達到2mm，它起到的作用是提高產品的體密，增加強度，提高其產品的抗氧化性和耐腐蝕性。石墨材料的體積密度越大，單位體積內的石墨含量就會越高，單位體積材料內可以儲存更多的熱能，此外，本發明的生產方法生產出的石墨材料的灰分較小，純度高，也使其熱能儲存能力強；
2、本發明在一次焙燒和二次焙燒工藝中均采用慢曲線、慢升溫，慢降溫的方法來降低溫差，此外，本發明的石墨化升溫速率兼顧到煅后焦和瀝青焦的石墨化過程，使二者的石墨化轉化盡量趨向一致，提高了石墨制品的成品率。
具體實施方式
本發明提供了一種儲熱用石墨制品的生產方法，包括以下步驟：
1、配料：
配料是按工藝配方要求，對各種粒度的骨料和粉料、粘 結劑分別計算、稱量和聚焦的生產過程。 配方的科學性適宜性和配料操作的穩定性是影響產品質量指標和使用性能的最重要因素之一。 本發明的工藝配方是：對原料進行配比，所述原料包括質量比為77~79%的石油焦和質量比為21~23%的中溫煤瀝青，其中石油焦為骨料，中溫煤瀝青為黏結劑，所述石油焦的粒度質量配比為：粒度≥2mm的質量比為2%，1mm≤粒度＜2mm的質量比為12%，0.5mm≤粒度＜1mm的質量比為19%，0.075mm＜粒度＜0.5mm粒度的質量比為29%，粒度≤0.075mm的質量比為38%；
本發明所用原料有煅后焦（骨料）和中溫煤瀝青（黏結劑），煅后焦又稱石油焦，在生產中起到支撐骨料的作用，其具有灰分低，在高溫下容易石墨化，導電與導熱性能好、線膨脹系數小等特性，因此是生產各種炭石墨材料的主要原料。
煅后焦的理化指標要求是：
本發明采用大顆粒配方，最大顆粒粒徑能達到2㎜，它起到的作用是提高產品的體密，增加強度，提高其產品的抗氧化性和耐腐蝕性。石墨材料的體積密度越大，單位體積內的石墨含量就會越高，單位體積材料內可以儲存更多的熱能；石墨材料的灰分越小，純度越高，則熱能儲存能力越強。
2、混捏：
所述混捏分為干混和濕混兩個步驟，干混是將按配方配好的不同粒度的骨料放入混捏鍋中，在160~170℃的干混溫度下混捏時間30-40min后，干混完成后進行濕混，所述濕混是指將按配方配比好的黏結劑中溫煤瀝青加入干混后的骨料石油焦中進行混捏；所述濕混的工藝步驟為：將中溫煤瀝青加熱至160~170℃，保溫并攪拌30~60min后分兩次加入骨料石油焦中進行混捏，第一次加入的量是配比好的中溫煤瀝青的重量的60~70%，然后在160~170℃的混捏溫度下混捏15~20分鐘；第二次加入的量是配比好的中溫煤瀝青的重量的30~40%，同樣是在160~170℃的混捏溫度下混捏15~20分鐘。
混捏的作用有：①干混時使各種原料混合均勻，同時使不同粒度大小的固體炭質物料均勻地混合和填充，提高混合料的密實度；②加入煤瀝青后使干料和瀝青混合均勻，液態瀝青均勻涂布和浸潤顆粒表面，形成一層瀝青粘結層，把所有物料互相粘結在一起，進而形成均質的可塑性糊料，有利于成型； ③部分煤瀝青浸透到炭質物料內部空隙，進一步提高了糊料的密度和粘結性。
此外，分兩次加入黏結劑中溫煤瀝青，既可以減少濕混時間，又可以使糊料混捏均勻，得到塑性良好的糊料，使后續振動成型可以得到高體密的生坯。
3、振動成型：
振動成型分為以下幾個步驟：
（1）涼料：圓盤涼料、圓筒涼料、混捏式涼料等方式 排出揮發份、降低至適宜溫度（90~120℃）增加粘結力，使糊料塊度均勻利于成型 ，晾料時間20~30 min ；
（2）裝料：分2-3次下料；
（3）預壓：壓力2-5MPa，時間3-5min；
（4）振壓：6-12MPa時間10-15min得到生坯；
其中，振動成型的技術參數：振幅1~1..5mm、頻率2500~3000次/分鐘；
（5）生坯的檢查：檢查生坯是否達到體積密度1.68g/cm3、外觀無裂紋的技術指標。
對混捏好的糊料涼料后，對糊料施加壓力進行振動成型，所述振動成型的工藝條件為：以2-5MPa的壓力預壓3-5min；以6-12MPa的壓力振壓10-15min；所述振動的振幅1-1.5mm、頻率2500-3000次/分鐘。
4、一次焙燒:
一次焙燒具體的工藝條件為：點火溫度200~220℃，一次焙燒的最高溫度為1100~1125℃，其中400℃以下的升溫速率為1.6~1.8℃/h，400~500℃的升溫速率為0.8-1.1℃/h，500~850℃的升溫速率為2.0~2.3℃/h，850℃以上的升溫速率為2.5-3.5℃/h。另一次焙燒品周圍的填充料為2~6mm，焙燒品和火墻之間的距離不小與150mm。焙燒的目的是使黏結劑碳化，在骨料顆粒間形成焦碳網絡，將不同粒度的骨料牢固地黏結成一個整體，即碳制品。由于本配方是大顆粒配方，配方粒徑種類便多，在焙燒工序中容易出現裂紋，使成品率下降。所以本發明改進焙燒時的升溫曲線、加熱持續時間等，提高黏結劑的結焦率，以利于提高成品率。另一方面，在整個焙燒過程中，升溫曲線用溫度報警儀進行控制，保證溫度誤差在5℃范圍內，從而保證產品質量。
5、浸漬：
本發明的浸漬工藝是：在浸漬時，先對需浸漬的碳素品抽真空，排出浸漬品開口孔隙的氣體，以利于浸漬瀝青的滲透。加入浸漬瀝青后，在壓力的作用下，浸漬瀝青比較容易滲透到碳制品的孔隙中去，從而保證增重率。浸漬具體的工藝條件為：一次焙燒后的碳制品預熱到340~380℃后進入浸漬罐，浸漬罐內的真空度為小于0.086Mpa，注入浸漬劑，先在1.85~1.90Mpa壓力下浸漬2~3h，再加壓至1.90~2.0 Mpa壓力下浸漬2~3h，浸漬工藝要求產品增重率為15%~17%。浸漬的目的在于將熔融瀝青等浸漬劑，充填到骨料焦碳顆粒中原來存在的開口氣孔粒里，經過二次焙燒，使氣孔率或通氣孔率減少，同時，提高了坯料的密度、強度、彈性模量、線膨脹系數，或者可提高耐腐蝕性、降低氣液滲透性，提高導熱性等。
6、二次焙燒：
二次焙燒是指對浸漬過后的產品進行再一次的焙燒，由于本方法采用的配方較復雜，在焙燒過程中出現裂紋的機會多，容易導致成品率偏低，所以本方法中二次焙燒的工藝和一次焙燒工藝一樣，采用慢曲線、慢升溫，慢降溫的方法來降低溫差，從而保證成品率。
7、石墨化：
石墨化的升溫曲線為：在1000℃以下時，升溫速率為12℃/h；1000~1500℃，升溫速率為2℃/h；1500~2100℃，升溫速率為32℃/h。在石墨的制備工藝中，石墨化的升溫曲線直接影響碳塊的石墨化程度以及石墨制品的理化性能，本發明的石墨化升溫速率兼顧到石油焦和中溫煤瀝青焦的石墨化過程，使二者的是石墨化轉化盡量趨向一致。另外，不同的石墨化填充料對石墨化產品的機械強度、導熱性能有較大影響，比如碳黑可以提高產品的機械強度，但對石墨產品的導熱性能有負面影響。本發明實施例選擇10~35mm石墨化焦為填充料，經石墨化后產品具有較高的抗壓強度、抗折強度和導熱率。
8、機加工：
機加工是指根據電鍋爐設計要求，加工石墨產品。
采用本發明的生產方法生產出的石墨制品產品理化指標為：
此外，本發明實施例可以選用40~60mm大塊石油焦為原料，當選用大塊石油焦作為原料時，所述步驟1配料之前還可以包括：對大塊石油焦進行中碎、磨粉、篩分后得到不同粒度范圍的的炭質粉末小顆粒，作為所述配料中的骨料石油焦原料；中碎是通過顎式破碎機、錘式破碎機、對輥破碎機等破碎設備進一步破碎到配料所需的粒度料。 通過懸棍式環輥磨粉機（雷蒙磨）、球磨機等設備將炭質原料磨細到-0.075mm粒徑以下的粉末狀小顆粒。篩分是通過具有均勻開孔的一系列篩子，將破碎后尺寸范圍較寬的物料分成尺寸范圍符合配方要求的粒徑，送入料倉備用。
上面具體實施例對本發明的一種儲熱用石墨制品的生產方法作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本宗旨的前提下作出各種變化。