本發(fā)明涉及石墨電極生產(chǎn)，是一種石墨電極接頭及其制備方法。
背景技術：
石墨電極根據(jù)品質和和特殊要求的不同劃分不同的品級，在石墨電極中加入碳纖維國外已有先例，目前國內(nèi)還處于起步階段。碳纖維的加入可以增加石墨電極的密度、抗拉強度，降低電阻率、熱膨脹系數(shù)，提高電極的成品率，減少石墨電極在使用中的折斷、掉塊發(fā)生。進而提高成品率，降低單耗。
碳纖維主要包括瀝青基碳纖維和聚丙烯晴基碳纖維兩大類，這兩類碳纖維由于種類不同價格差距巨大，現(xiàn)有技術的石墨電極中加入的碳纖維為瀝青基碳纖維，由于瀝青基碳纖維價格昂貴，使石墨電極的成本明顯增加。
聚丙烯晴基碳纖維雖價格也不低，但生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢絲無利用價值，以聚丙烯晴基碳纖維廢絲的廢物利用以不增加石墨電極的生產(chǎn)成本、提高石墨電極理化指標為目的，本公司進行了聚丙烯晴基碳纖維廢絲用于石墨電極的實驗。實驗證明，聚丙烯晴基碳纖維廢絲加入后對石墨電極理化指標的影響相對于瀝青基碳纖維對石墨電極理化指標的影響區(qū)別不大，但能夠明顯提高抗拉強度。由于抗拉強度是石墨電極接頭的一項重要指標，所以將聚丙烯晴基碳纖維廢絲用于高品級的石墨電極接頭中，既能夠提高石墨電極接頭的抗拉強度，又能夠降低石墨電極的生產(chǎn)成本。存在的問題是：由于聚丙烯晴基碳纖維密度小，在使用中極易被通風抽走影響其加入量，先加入瀝青、后加入聚丙烯晴基碳纖維又會粘附在糊料表面達不到效果，確定聚丙烯晴基碳纖維的加入量、尺寸及加入方式成為迫切需要解決的問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種石墨電極接頭及其制備方法，能夠提高石墨電極接頭的抗拉強度，提高電極的成品率，減少石墨電極在使用中的折斷、掉塊發(fā)生。
本發(fā)明解決技術問題的方案是：一種石墨電極接頭的制備方法，它包括原料焦的破碎篩分磨粉、配料、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、浸漬、三次焙燒、浸漬、四次焙燒、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量稱量經(jīng)篩分合格的原料焦配制干料，其特征是：在配料工序和壓型工序之間還設置混捏工序，其混捏工序的具體操作過程如下：
1）將配料工序配制好的干料倒入混捏鍋進行混合；
2）干料混捏40-60分鐘，干料混合均勻且溫度達到120-150℃時，加入制備好的聚丙烯晴基碳纖維廢絲，聚丙烯晴基碳纖維廢絲與干料的重量比為1:2000-1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纖維廢絲的干料，繼續(xù)進行干料混捏3-10分鐘，以使聚丙烯晴基碳纖維廢絲在干料中混合均勻；
4）將熔化好的瀝青按配料工序的配方用量加入混捏鍋，經(jīng)過30-50分鐘的混捏，瀝青浸漬到干料中且相互粘結，形成一定塑性的糊料，然后進入壓型工序。
所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法包括以下步驟：
1） 切絲
將碳纖維碎絲用切斷機切成5-15mm長的碎絲；
2）硬脂酸融化
將硬脂酸投入油炸鍋內(nèi)，溫度設定為80℃±5℃熔化；
3）混合
按照碳纖維碎絲與硬脂酸重量比1:3的比例，將步驟1）制得的碳纖維碎絲均勻平鋪到容器內(nèi)，再將步驟2）制得的硬脂酸均勻淋到容器內(nèi)的碳纖維碎絲上，將碳纖維碎絲與硬脂酸混合均勻；
4）冷卻
將步驟3）制得的制品在室溫下自然冷卻，凝固成塊狀；
5）切塊
將凝固成塊狀的制品切成邊長20mm±5 mm的小塊。
所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法中步驟1）和步驟5）所用的切斷機為QDJ920-F型自動機械式切斷機。
所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法中步驟2）所用的油炸鍋為YJG-40型電熱多用油炸鍋。
所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法中步驟3）所用的容器為不銹鋼方盤。
本發(fā)明的有益效果是：將聚丙烯晴基碳纖維廢絲用于低品級的石墨電極接頭中，既能夠提高石墨電極接頭的抗拉強度，又能夠降低石墨電極的生產(chǎn)成本；經(jīng)過制備、浸漬了硬脂酸的聚丙烯晴基碳纖維廢絲避免了被通風抽走，聚丙烯晴基碳纖維廢絲的加入時機既能夠保證其在干料中混合均勻，又能夠經(jīng)過充分濕混后，達到硬脂酸無殘留。具有工藝簡單、實用有效、提高石墨電極接頭的抗拉強度、提高電極的成品率的優(yōu)點。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明。
實施例1，本實施例一種石墨電極接頭的制備方法，它包括原料焦的破碎篩分磨粉、配料、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、浸漬、三次焙燒、浸漬、四次焙燒、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量稱量經(jīng)篩分合格的原料焦配制干料，在配料工序和壓型工序之間還設置混捏工序，其混捏工序的具體操作過程如下：
1）將配料工序配制好的干料倒入混捏鍋進行混合；
2）干料混捏40分鐘，干料混合均勻且溫度達到120℃時，加入制備好的聚丙烯晴基碳纖維廢絲，聚丙烯晴基碳纖維廢絲與干料的重量比為1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纖維廢絲的干料，繼續(xù)進行干料混捏3分鐘，以使聚丙烯晴基碳纖維廢絲在干料中混合均勻；
4）將熔化好的瀝青按配料工序的配方用量加入混捏鍋，經(jīng)過30分鐘的混捏，瀝青浸漬到干料中且相互粘結，形成一定塑性的糊料，然后進入壓型工序。
步驟2）所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法是：包括以下步驟：
1） 切絲
將碳纖維碎絲用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成5mm長的碎絲；
2）硬脂酸融化
將硬脂酸投入YJG-40型電熱多用油炸鍋內(nèi)，溫度設定為80℃±5℃熔化；
3）混合
按照碳纖維碎絲與硬脂酸重量比1:3的比例，將步驟1）制得的碳纖維碎絲均勻平鋪到作為容器不銹鋼方盤內(nèi)，再將步驟2）制得的硬脂酸均勻淋到不銹鋼方盤內(nèi)的碳纖維碎絲上，并將碳纖維碎絲與硬脂酸混合均勻；
4）冷卻
將步驟3）制得的制品在室溫下自然冷卻，凝固成塊狀；
5）切塊
將凝固成塊狀的制品用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成邊長20mm±5 mm的小塊。
本實施例制得的石墨電極接頭，其抗拉強度提高0.2MP。
實施例2，本實施例一種石墨電極接頭的制備方法，它包括原料焦、破碎篩分磨粉、配料、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、浸漬、三次焙燒、浸漬、四次焙燒、石墨化和成品毛坯工序，所述配料工序按配方用量稱量經(jīng)篩分合格的原料焦配制干料，在配料工序和壓型工序之間還設置混捏工序，其混捏工序的具體操作過程如下：
1）將配料工序配制好的干料倒入混捏鍋進行混合；
2）干料混捏60分鐘，干料混合均勻且溫度達到150℃時，加入制備好的聚丙烯晴基碳纖維廢絲，聚丙烯晴基碳纖維廢絲與干料的重量比為1:1000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纖維廢絲的干料，繼續(xù)進行干料混捏3分鐘，以使聚丙烯晴基碳纖維廢絲在干料中混合均勻；
4）將熔化好的瀝青按配料工序的配方用量加入混捏鍋，經(jīng)過30分鐘的混捏，瀝青浸漬到干料中且相互粘結，形成一定塑性的糊料，然后進入壓型工序。
步驟2）所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法是：包括以下步驟：
1） 切絲
將碳纖維碎絲用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成15mm長的碎絲；
2）硬脂酸融化
將硬脂酸投入YJG-40型電熱多用油炸鍋內(nèi)，溫度設定為80℃±5℃溶化；
3）混合
按照碳纖維碎絲與硬脂酸重量比1:3的比例，將步驟1）制得的碳纖維碎絲均勻平鋪到作為容器不銹鋼方盤內(nèi)，再將步驟2）制得的硬脂酸均勻淋到不銹鋼方盤內(nèi)的碳纖維碎絲上，并將碳纖維碎絲與硬脂酸混合均勻；
4）冷卻
將步驟3）制得的制品在室溫下自然冷卻，凝固成塊狀；
5）切塊
將凝固成塊狀的制品用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成邊長20mm±5 mm的小塊。
本實施例制得的石墨電極接頭，其抗拉強度未提高。
實施例3，本實施例一種石墨電極接頭的制備方法，它包括原料焦、破碎篩分磨粉、配料、壓型、一次焙燒、浸漬、二次焙燒、浸漬、三次焙燒、浸漬、四次焙燒、石墨化和成品毛坯，所述配料工序按配方用量稱量經(jīng)篩分合格的原料焦配制干料，在配料工序和壓型工序之間還設置混捏工序，其混捏工序的具體操作過程如下：
1）將配料工序配制好的干料倒入混捏鍋進行混合；
2）干料混捏50分鐘，干料混合均勻且溫度達到130℃時，加入制備好的聚丙烯晴基碳纖維廢絲，聚丙烯晴基碳纖維廢絲與干料的重量比為1:2000；
3）加入了聚丙烯晴基碳纖維廢絲的干料，繼續(xù)進行干料混捏5分鐘，以使聚丙烯晴基碳纖維廢絲在干料中混合均勻；
4）將熔化好的瀝青按配料工序的配方用量加入混捏鍋，經(jīng)過50分鐘的混捏，瀝青浸漬到干料中且相互粘結，形成一定塑性的糊料，然后進入壓型工序。
步驟2）所述聚丙烯晴基碳纖維廢絲的制備方法是：包括以下步驟：
1） 切絲
將聚丙烯晴基碳纖維廢絲用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成12mm長的碎絲；
2）硬脂酸融化
將硬脂酸投入YJG-40型電熱多用油炸鍋內(nèi)，溫度設定為80℃±5℃溶化；
3）混合
按照碳纖維碎絲與硬脂酸重量比1:3的比例，將步驟1）制得的碳纖維碎絲均勻平鋪到作為容器不銹鋼方盤內(nèi)，再將步驟2）制得的硬脂酸均勻淋到不銹鋼方盤內(nèi)的碳纖維碎絲上，并將碳纖維碎絲與硬脂酸混合均勻；
4）冷卻
將步驟3）制得的制品在室溫下自然冷卻，凝固成塊狀；
5）切塊
將凝固成塊狀的制品用QDJ920-F型自動機械式切斷機切成邊長20mm±5 mm的小塊。
本實施例制得的石墨電極接頭，其抗拉強度提高1.0MP。
由實施例1-3可知，當聚丙烯晴基碳纖維廢絲長度12㎜時，并且加入聚丙烯晴基碳纖維廢絲的干料繼續(xù)混捏5分鐘后添加瀝青，獲得的石墨電極其抗拉強度提高幅度最大。