探析改质沥青生产uhp石墨电极工艺研究

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1、大连理工大学硕士学位论文改质沥青生产UHP石墨电极工艺研究姓名：贾文涛申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张秋民20090408大连理j亡大学专业学位硕士学位论文摘要随着中国钢铁行业的发展，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，加深对UHP石墨电极生产用粘结剂沥青的生产和应用研究，具有非常重要的意义。在实验中，以CONOCO针状焦为骨料，分别以中温沥青和改质煤沥青为粘结剂，采用相同的工艺配方，加入不同比例添加剂，制得小样。借助偏光显微镜、扫描电镜和热失

2、重等对小样理化性能进行表征，探讨了采用改质沥青生产超高功率石墨电极的工艺生产技术。小试研究表明，与中温煤沥青相比，改质煤沥青固定炭含量高出10％，粘结力更强，可将UHP电极一次焙烧试样的体积密度提高O．069／cm3，机械强度提高16％。通过偏光显微镜图象研究，改质沥青焦化后形成的焦炭具有流线型结构，更容易石墨化，对提高UHP石墨电极的理化性能和实物质量具有重要的作用。但是，在同样温度条件下，改质沥青的动力黏度比中温沥青大，流动性较差。因此要适当提高混捏和挤压生产过程中的工艺温度，并且加入一定比例的硬脂酸

3、添加剂，以降低改质沥青的软化点和粘度，改善糊料的塑性，以保证良好的糊料塑性和稳定的挤压压力和速度，保证产品内部结构优良。在小试研究的基础上，在工业化装置上中试生产0700mmUHP石墨电极。中试研究表明，改质沥青热稳定性比中温沥青高，受热挥发分逸出温度偏向高温侧。因此，在热处理过程，需要根据其热失重特点和工业化焙烧炉温度场测试结果，对现行的中温沥青产品焙烧升温曲线做相应的调整，延长其挥发分集中逸出阶段的对应时间。在此基础上，根据改质沥青产品的特点，调整了浸渍工序各种工艺参数，优化了工艺流程，减少了一次焙烧

4、和浸渍工艺处理，并可以适当缩短石墨化送电曲线，加快石墨化升温速度，降低送电时间和消耗。中试研究得到的驴700mmUHP石墨电极理化性能如下：体积密度1．759／cm3，抗折强度13．2MPa，弹性模量8．3GPa，热膨胀系数1．1×10。6／℃，电阻率4．1~4．8p,f2·m，性能已达到国外大规格超高功率石墨电极产品指标。炼钢试验结果表明，在UHP电极的生产中采用改质沥青做粘结剂，并对相应的工艺参数和生产流程进行改进和优化，提高了UHP石墨电极的抗热震性，减少电极在使用中的开裂掉块，降低了炼钢单耗，可以

5、极大的提高UHP石墨电极的使用性能。关键词：改质沥青；UHP石墨电极；焙烧；石墨化；使用性能改质沥青生产UHP石墨电极工艺研究ProcessingTechniquesforUHPGraphiteElectrodewithModifiedCoalTarPitchasBinderAbstractWithironandsteelindustrydevelopment．themarketdemandsforUHPgraphiteelectrodeisincreasing，meanwhilethedemandfor

6、theperformancesofthegraphiteelectrodeforultrahighpowerelectricarcfurnacegetshigher．ItisimportantthatthestudyandapplicationonthebinderpitchasmainrawmaterialsforproducingUHPgraphiteelectrode．Thesmall·scaleexperimentswerecarriedoutinthelab．Thesampleswereprep

7、aredfromtheneedlecokefromCONOCOinUSAasskeleton，modifiedpitchandmediumtemperaturepitchasbinderseparately，withsameformulasandadjustingratioofadditives．Thephysicochemicalpropertiesofthesamplesobtainedwerecharacterisedbypolarizedlightmicroscope(PLM)，scanninge

8、lectronmicroscopy(SEM)andthermogravimetry(TG)．TheprocesstechnologicalparametersforproducingUHPgraphiteelectrodewithmodifiedpitchasbinderwereinvestigatedandoptimized．Small—scaleexperimentshowsthatthebulkdensityandmec