一種防止石墨電極氧化侵蝕的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及碳素領域，具體而言，涉及一種防止石墨電極氧化侵蝕的方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，碳素行業蓬勃發展，其主要材料炭和石墨材料是以碳元素為主的非金屬 固體材料，其中炭材料基本上由非石墨質碳組成的材料，而石墨材料則是基本上由石墨質 碳組成的材料。具有輕量，多孔性，導電性，導熱性，耐腐蝕性，潤滑性，高溫強度，耐熱性，耐 熱沖擊性，低熱膨脹，低彈性，高純度，可加工性等特點。
[0003] 碳素制品按產品用途可分為石墨電極類、炭塊類、石墨陽極類、炭電極類、糊類、電 炭類、炭素纖維類、特種石墨類、石墨熱交換器類等。石墨電極類根據允許使用電流密度大 小，可分為普通功率石墨電極。高功率電極、超高功率電極。炭塊按用途可分為高爐炭塊、 錯用炭塊、電爐塊等。炭素制品按加工株度尚低可分為炭制品、石墨制品、炭纖維和石墨纖 維等。碳素制品按原料和生產工藝不同，可分為石墨制品、炭制品、炭素纖維、特種石墨制品 等。碳素制品按其所含灰分大小，又可分為多灰制品和少灰制品（含灰分低于1%)。
[0004] 碳素制品主要有以下幾種：（一）石墨電極類：主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝 青作結合劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧 形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據其質量指標高低，可分為普通功率、高功率 和超高功率。石墨電極包括：（1)普通功率石墨電極。允許使用電流密度低于17A/厘米2 的石墨電極，主要用于煉鋼、煉硅、煉黃磷等的普通功率電爐。（2)抗氧化涂層石墨電極。表 面涂覆一層抗氧化保護層的石墨電極，形成既能導電又耐高溫氧化的保護層，降低煉鋼時 的電極消耗。（3)高功率石墨電極。允許使用電流密度為18~25A/厘米2的石墨電極，主 要用于煉鋼的高功率電弧爐。（4)超高功率石墨電極。允許使用電流密度大于25A/厘米2 的石墨電極。主要用于超高功率煉鋼電弧爐。（二）石墨陽極類：主要以石油焦為原料，煤 瀝青作粘結劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、浸漬、石墨化、機加工而制成。一般用于電化 學工業中電解設備的導電陽極。包括：（1)各種化工用陽極板，（2)各種陽極棒。（三）炭 電極類：以炭質材料如無煙煤和冶金焦（或石油焦）為原料、煤瀝青為粘結劑，不經過石墨 化，經壓制成型而燒成的導電電極。它不適合熔煉高級合金鋼的電爐。包括：（1)多灰電極 (用無煙煤、冶金焦、瀝青焦生產的電極）；（2)再生電極（用人造石墨、天然石墨生產的電 極）；（3)炭電阻棒（即炭素格子磚）；(4)炭陽極（用石油焦生產的預焙陽極）；（5)焙燒 電極毛還。
[0005] 石墨電極作為主要碳素產品，其生產過程為：主要以石油焦、針狀焦為原料，煤瀝 青作結合劑，經煅燒、配料、混捏、壓型、焙燒、石墨化、機加工而制成，是在電弧爐中以電弧 形式釋放電能對爐料進行加熱熔化的導體，根據其質量指標高低，可分為普通功率、高功率 和超高功率，主要用于煉鋼。
[0006] 石墨電極在石墨化這個生產環節中，需要在石墨化爐（艾奇遜石墨化爐或內串石 墨化爐）中進行，為了減少石墨電極之間的接觸點，一般是四個石墨電極為一組圍成一個 圓，這樣四個電極中間圍成的空檔處形成空隙，而石墨化爐內石墨電極的四周蓋有用于保 溫隔熱的冶金焦粉，冶金焦粉自然會落在空隙內，由于冶金焦粉的顆粒度大小不一，一般顆 粒度在O-15mm之間，填充在空隙內時顆粒度較小的冶金焦粉在下部，顆粒度較大的在上 部，堆積在電極與電極之間，導致了電極上端氣流不同，使得金屬氧化物的氣化物不能夠分 散流出，只能夠沿著電極流動，這樣久而久之電極表面會出現爬蟲狀的金屬氧化物對石墨 電極形成了侵蝕，不但影響石墨電極本身生產質量，而且降低其日后的使用壽命。
[0007] 有鑒于此，特提出本發明。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種防止石墨電極氧化侵蝕的方法，所述防止石墨電極氧 化侵蝕的方法具有避免石墨電極的腐蝕，大大延長電極的使用壽命等優點。
[0009] 為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
[0010] 本發明實施例提供了一種防止石墨電極氧化侵蝕的方法，包括如下步驟：
[0011] (A)先將顆粒度為3-12_的冶金焦粉填充入石墨電極之間空隙內；
[0012] (B)再在石墨電極四周圍填充顆粒度為0-15mm的冶金焦粉，即可。
[0013] 現有技術中，由于在石墨化爐內的電極四周會覆蓋一層保溫料冶金焦粉，而為了 其擁有優良的保溫性能，保溫料的顆粒度通常會將比較細與比較粗顆粒的冶金焦粉混在一 起，一般在〇_15mm之間，這樣落于電極與電極的空隙內的冶金焦粉小顆粒的在底部，大顆 粒的在上部，會導致電極上端氣流不同，使得石墨化過程中形成的有害氣體與金屬反應高 溫升華后得到的氣化物不能夠分散流出，只能夠沿著電極流動，導致了電極表面出現爬蟲 狀的金屬氧化物，對電極形成腐蝕，尤其在電極與電極的接觸面上，由于通道窄小氣體流通 受阻，更容易被侵蝕，這也是盡量減少每根石墨電極之間的接觸點的原因。
[0014] 如果石墨電極長期處于被侵蝕的環境中，會使得電極表面出現許多直徑不等的小 鼓泡，甚至會出現腐蝕坑陷，因此若要延長電極的使用壽命，需要避免被侵蝕的現象的發 生。
[0015] 本發明通過在電極與電極的空隙處填充3-12mm的冶金焦粉，使得這種大顆粒度 的冶金焦粉填滿整個空隙，這樣金屬氧化物的氣化物通過大顆粒粉末之間進行分散流出， 金屬氧化物也會附著在大顆粒的冶金焦粉上，不會附著在電極上，以實現石墨電極的保護， 避免了石墨電極的腐蝕，切實延長了電極的使用壽命。
[0016] 其中填充于電極與電極的空隙的冶金焦粉的具體顆粒度的大小為重點考察的指 標，其一般需要在3-12_之間，由于冶金焦粉主要的作用為隔絕空氣、氧氣以及隔熱保溫 作用，如果顆粒度過大則其保溫隔熱性能不好，會影響到石墨化爐的正常工作狀態，如果顆 粒度過小則其從根本上沒有解決電極被侵蝕的問題，還是會妨礙到金屬氧化物的氣化物正 常流通，因此其顆粒度需要控制在合適的范圍內，更優的為3-10mm，最優的為3-8mm，還可 以選擇4mm、5mm以及6mm等，只要在上述的顆粒度要求的范圍內均可。
[0017] 另外，填充于石墨電極四周的冶金焦粉也有一定的要求，顆粒度為0-0.5mm的冶 金焦粉占四周圍填充的冶金焦粉總質量的30%以上，因為顆粒度越細，其保溫絕熱性能也 越好，因此這種細料的占比最好保持在一定的范圍內。優選的，顆粒度為〇-〇. 5_的冶金焦 粉占總質量的30-40%，顆粒度為12-15_的冶金焦粉占總質量的10%以下，剩余的為顆粒 度在0. 5-12mm的冶金焦粉。12-15mm這種顆粒度較大的冶金焦粉也要控制在一個指標范圍 內，從保溫性能考慮用量不能過多，因此最好控制在10%以下為好。
[0018] 最后，對本發明所使用的冶金焦粉還有一些具體的要求，所述冶金焦粉的揮發份 的質量百分比最好在1.5%以下；進一步的，所述冶金焦粉的灰分的質量百分比也最好在 8%以下；進一步的，所述冶金焦粉的固定炭含量的質量百分比在85%以上；進一步的，所 述冶金焦粉的硫含量的質量百分比在0.6%以下，進一步的，所述冶金焦粉的含水質量百分 比在10%以下。
[0019] 冶金焦粉是煤炭通過加壓，隔絕空氣加高溫干餾出來的產物，其用途也相對比較 廣泛，由于其具有較高的強度以及良好的發熱性能作為碳素行業的保溫料進行使用，但是 其本身指標，比如揮發分、水分含量以及揮發份等需控制在一定的指標范圍內，如果水分過 高、揮發分過高會容易結焦，給焙燒過程帶來很多困難，不僅增加了操作的勞動強度，還會 損壞爐體本身，影響碳素生產爐窯的穩定和結焦率，而且要求其固定炭含量相對高一些，硫 分相對低，如果硫含量過高，不僅增加了冶金焦粉的損耗，爐體內有害氣體量增加還會逃逸