CN115410779A - 一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置，属于石墨电极浸渍技术领域，包括以下步骤：S1、将石墨电极装入浸渍容器中，密封所述浸渍容器；S2、将所述浸渍容器抽真空至0.06～0.09MPa；S3、将抗氧化保护液注入所述浸渍容器中，直至所述抗氧化保护液的液面高出所述石墨电极的表面；S4、保持8～12min静置浸渍；S5、浸渍完成后，所述浸渍容器泄压到常压；S6、回收所述抗氧化保护液，打开所述浸渍容器，取出所述石墨电极。本发明通过将石墨电极转入浸渍容器并抽真空至0.06～0.09MPa，能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液注入浸渍容器中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量。

Description

一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置

技术领域

本发明涉及石墨电极浸渍技术领域，特别是涉及一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置。

背景技术

超高功率石墨电极主要用于电弧炉炼钢，石墨电极由于电弧高温的升华，会使得电极和炉气发生高温氧化反应，导致石墨电极的破损或断裂消耗，石墨电极消耗对炼钢总成本有直接的影响，因此，研究新型电极的保护技术，降低电极消耗已成为电炉炼钢的一个重要课题。

抗氧化保护液可以较好的增强石墨电极在使用过程中的抗氧化能力，现有技术中主要采用水槽开放式浸渍方式，该种浸渍方式具有占地面积大、抗氧化保护液浪费大、浸渍效率低以及浸渍质量难以控制的缺陷，并且，该种浸渍方式工艺流程过长，人工操作难度大，因此，急需开发一种清洁高效的石墨电极抗氧化保护液浸渍新技术。

授权公告号为CN112053795B的中国专利公开了一种石墨电极生产用浸渍处理方法，在向浸渍罐内添加浸渍液后，浸渍之前，通过真空泵将浸渍罐抽真空，并通过电加热板加热浸渍液，以降低浸渍液黏度，提高浸渍深度，同时通过第一驱动电机和搅拌机构的搅拌，以进一步提高浸渍深度。也就是说，该方案通过改变浸渍罐的真空度的方式来降低浸渍液的黏度，该方案虽然能够在一定程度上提高浸渍液的流动性，但是对于浸渍深度的提升程度有限。

授权公告号为CN100484343C的中国专利公开了一种石墨电极的浸渍处理法，先将石墨电极成品放入浸渍容器内密封，用真空泵抽去内部空气，真空保持5-180分钟；再打开与浸渍容器相连通管道的进液阀门，将磷酸二氢铝液体或路塔芬F型树脂液体输入到浸渍容器内到液体淹没石墨电极时将进液阀门关闭，停止真空泵；然后开启放空阀使浸渍容器内与外界压强达到平衡后关闭放空阀；再开启空压机向浸渍容器内加压，压强达到0.05MPa-2MPa时保压0.5-5小时；最后开启进液阀门将浸溃容器内液体排出后关闭进液阀及空压机，开启浸渍容器盖取出石墨电极烘干。该方案在将浸渍液输入到浸渍容器后就开启了加压环境，并没有进行真空环境下浸渍的过程，对于浸渍深度的提升仍旧存在欠缺。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过将石墨电极转入浸渍容器并抽真空至0.06～0.09MPa，能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液注入浸渍容器中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种石墨电极浸渍方法，包括以下步骤：

S1、将石墨电极装入浸渍容器中，密封所述浸渍容器；

S2、将所述浸渍容器抽真空至0.06～0.09MPa；

S3、将抗氧化保护液注入所述浸渍容器中，直至所述抗氧化保护液的液面高出所述石墨电极的表面；

S4、保持8～12min静置浸渍；

S5、浸渍完成后，所述浸渍容器泄压到常压；

S6、回收所述抗氧化保护液，打开所述浸渍容器，取出所述石墨电极。

优选地，在进行步骤S1前，将所述石墨电极带好接头保护套，保护所述石墨电极的端盖，不让所述抗氧化保护液进入电极端头的纹孔。

优选地，步骤S1中，装入所述石墨电极时，采用吊入方式或推入方式。

优选地，在进行步骤S4时，向所述浸渍容器内补充高压气体，提升压力至0.25MPa，同时，所述石墨电极在所述抗氧化保护液中移动。

优选地，在进行步骤S6时，向所述浸渍容器注入压缩空气，在压力作用下，所述抗氧化保护液回流到储液容器中。

优选地，在浸渍前，称量所述石墨电极的实际重量，浸渍完成后，称量所述石墨电极的重量并记录。

本发明还提供一种石墨电极浸渍装置，包括浸渍容器以及分别与所述浸渍容器连通的真空泵、压缩气源和储液容器，所述储液容器用于储存抗氧化保护液，所述浸渍容器设置有石墨电极的进出口以及与大气连通的通气口，所述进出口设置有可开启的密封盖，所述通气口设置有通气阀。

优选地，所述浸渍容器采用圆柱体结构，所述圆柱体结构横向放置。

优选地，所述进出口设置在所述浸渍容器的顶部，所述石墨电极采用吊运的方式进出所述浸渍容器。

优选地，所述储液容器与所述浸渍容器的通液口位于所述浸渍容器的底部，所述通气口位于所述浸渍容器的上部。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本发明通过将石墨电极转入浸渍容器并抽真空至0.06～0.09MPa，能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液注入浸渍容器中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量；

(2)本发明通过将石墨电极充分浸渍后，既可以减少石墨电极的无畏损耗，还可以提高石墨电极的抗折断性能，同时还提高电炉炼钢的生产效率，降低电耗；

(3)本发明在进行浸渍的过程中，向浸渍容器内补充高压气体，提升压力至0.25MPa，通过保持浸渍容器内高压环境能够更好的提高抗氧化保护液浸渍到石墨电极的微小气孔的能力，进而提高石墨电极的浸渍效果，同时，石墨电极在抗氧化保护液中移动，使得石墨电极的各个位置都能进行有效的浸渍，更好的提高浸渍的效果；

(4)本发明将储液容器与浸渍容器的通液口位于浸渍容器的底部，通气口位于浸渍容器的上部，在抽真空时，由浸渍容器上部出气，注入抗氧化保护液时，由浸渍容器下部进入，二者互不干扰，并能够在注入抗氧化保护液时，进一步排出剩余空气，同时，在浸渍完成后，还能由浸渍容器下部直接回流到储液容器内，便于排空。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明浸渍过程示意图；

图2为本发明浸渍装置示意图；

其中，1、未浸渍石墨电极；2、吊入过程；3、浸渍装置；31、配电箱；32、真空泵；33、浸渍容器；34、密封盖；35、通气口；36、压力表；37、通液口；4、吊出吹扫过程；5、干燥过程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种石墨电极浸渍方法及石墨电极浸渍装置，以解决现有技术存在的问题，通过将石墨电极转入浸渍容器并抽真空至0.06～0.09MPa，能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液注入浸渍容器中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～2所示，本发明提供一种石墨电极浸渍方法，包括以下步骤：

S1、将未浸渍石墨电极1装入浸渍容器33中，浸渍容器33设置有石墨电极进出的进出口，进出口可以开设在浸渍容器33的上方或侧方；在将未浸渍石墨电极1吊入或推入浸渍容器33后，将密封盖34封闭进出口，实现浸渍容器33的密封。

S2、利用真空泵32等真空装置对浸渍容器33进行抽真空，将浸渍容器33抽真空至0.06～0.09MPa，真空度根据石墨电极的浸渍难易程度可以做适当调整，该真空度范围能够有效的排出石墨电极的微小气孔内的气体，为后续抗氧化保护液的浸入做好准备。

S3、将抗氧化保护液注入浸渍容器33中，在注入时可以采用泵送的方式，也可以利用真空泵32在通液口37位置产生的负压吸力吸入抗氧化保护液，直至浸渍容器33内抗氧化保护液的液面高出石墨电极的表面，停止抗氧化保护液的注入，高处表面的高度可以为40～60mm，例如为50mm；通液口37可以设置在浸渍容器33的上部、中部或下部，能够顺利实现注入即可；抗氧化保护液可以包括但不限于沥青、合成树脂、低熔点液态金属等材料。

S4、在注入完成抗氧化保护液后，保持8～12min静置浸渍，例如，可以选择为10min，利用该段时间，充分将抗氧化保护液渗入石墨电极的微小气孔内，需要说明的是，通过采用本发明上述的相关参数进行浸渍的石墨电极，其浸渍前后的重量增加范围为1.6％-1.8％，而根据实际应用情况，增加重量为该范围值的石墨电极应用效果最佳。

S5、浸渍完成后，打开浸渍容器33的通气口35，将浸渍容器33的内部压力泄压到常压。

S6、利用抗氧化保护液的自身重力，或利用泵体抽送，或向浸渍容器33内补充高压气体推动抗氧化保护液回流，回收抗氧化保护液到储液容器内，然后再打开浸渍容器33的密封盖34，吊出或推出石墨电极。

对未浸渍石墨电极1吊入浸渍容器33之前可以利用压缩空气进行吹扫，以除去尘土，保证更好的浸渍效果，对取出的石墨电极也可以利用压缩空气进行吹扫，即进行吊出吹扫过程4，以将石墨电极表面的抗氧化保护液清扫到浸渍容器33内，避免抗氧化保护液的浪费以及对环境造成的污染。吹扫完成后的石墨电极进行干燥过程5，具体的干燥过程5可以在烘干炉或干燥箱中进行，也可以自然风干。

由于石墨电极产品内部形成许多不规则的并且孔径大小不等的微小气孔，大量气孔的存在必然会阻碍抗氧化保护液的渗透，而普通的浸渍方式无法排出微小气孔内的气体，这也是导致浸渍效果不好的根本原因所在，会严重影响石墨电极产品的理化性能。本发明通过将石墨电极转入浸渍容器33并抽真空至0.06～0.09MPa，能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液注入浸渍容器33中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量；通过将石墨电极充分浸渍后，既可以减少石墨电极的无畏损耗，还可以提高石墨电极的抗折断性能，同时还提高电炉炼钢的生产效率，降低电耗。

在进行步骤S1前，将石墨电极带好接头保护套，保护石墨电极的端盖，不让抗氧化保护液进入电极端头的纹孔。

步骤S1中，装入石墨电极时，可以采用吊入方式或推入方式，在将进出口开设在上方时，可以经过吊入过程2，利用吊装设备将石墨电极吊入浸渍容器33内，在将进出口开设在侧方时，可以利用推送工装小车将石墨电极推送进入浸渍容器33。

在进行步骤S4时，可以向浸渍容器33内补充高压气体，提升压力至0.25MPa，通过保持浸渍容器33内高压环境能够更好的提高抗氧化保护液浸渍到石墨电极的微小气孔的能力，进而提高石墨电极的浸渍效果，同时，浸渍容器33的空间足够大，使得石墨电极可以在抗氧化保护液中移动，从而使得石墨电极的各个位置都能进行有效的浸渍，更好的提高浸渍的效果。

在进行步骤S6时，可以向浸渍容器33内注入压缩空气，在压缩空气的压力作用下，推动抗氧化保护液回流到储液容器中，回流的速度可以通过注入的压缩空气的压力大小进行适当调节，直到有气体由通液口37流出后，即可判断完成抗氧化保护液回流的操作过程。

在浸渍前，称量未浸渍石墨电极1的实际重量，浸渍完成后，称量浸渍完成后的石墨电极的重量并记录。通过所记录的数据可以判断浸渍质量，通过前后数据的差值，可以计算出每吨石墨电极吸收了多少公斤的抗氧化保护液，具体数据根据不同尺寸的石墨电极有所不同。

结合图1～2所示，本发明还提供一种石墨电极浸渍装置3，包括浸渍容器33以及分别与浸渍容器33连通的真空泵32、压缩气源和储液容器，其中，真空泵32用于抽取浸渍容器33内的空气，以能够形成真空或类真空环境，并将石墨电极的微小气孔内的气体排出；储液容器用于储存抗氧化保护液，可以为浸渍容器33提供或回收抗氧化保护液；压缩气源用于提供浸渍容器33压缩空气，为达到更好的浸渍效果或辅助排出抗氧化保护液提供动力。还包括配电箱31，各用电设备连接在配电箱31上，利用配电箱31提供和分配电源。浸渍容器33可以为长方体、圆柱体等结构形式，具有石墨电极的进出口以及与大气连通的通气口35，进出口设置有可开启的密封盖34，在打开密封盖34时，能够为石墨电极进出提供通道，在关闭密封盖34时，能够为浸渍容器33提供密封环境，以形成真空或类真空环境；通气口35设置有通气阀，通过控制通气阀的开闭可以实现对浸渍容器33内真空/高压环境的辅助控制。浸渍容器33还设置有压力表36，利用压力表36监测浸渍容器33内部的压力大小。利用本发明的浸渍装置3，可以采用前述的浸渍方法，通过将石墨电极转入浸渍容器33内，封闭密封盖34后可以利用真空泵32抽真空至0.06～0.09MPa，进而能够排出石墨电极的微小气孔内的气体，再将抗氧化保护液由通液口37注入浸渍容器33中，保持8～12min静置浸渍，能够将抗氧化保护液充分浸渍到石墨电极的微小气孔内，有效提高石墨电极浸渍的效率和质量。

进一步的，浸渍容器33可以采用圆柱体结构，圆柱体结构横向放置，可以吊装进入浸渍容器33，也可以侧向推入，在将石墨电极的进出口开设在侧向时，为方便圆柱形的石墨电极水平推入，可以利用推送工装小车将石墨电极推送，推送工装小车下部可以设置有用于在导轨上行走的轮子。

石墨电极的进出口可以设置在浸渍容器33的顶部，石墨电极采用吊运的方式进出浸渍容器33，石墨电极进入后，再利用密封盖34对浸渍容器33进行封闭。

储存抗氧化保护液的储液容器与浸渍容器33连通的通液口37可以位于浸渍容器33的底部，通气口35则可以位于浸渍容器33的上部。在抽真空时，由浸渍容器33上部出气，注入抗氧化保护液时，由浸渍容器33下部进入，二者互不干扰，并能够在注入抗氧化保护液时，进一步排出剩余空气，同时，在浸渍完成后，还能由浸渍容器33下部直接回流到储液容器内，便于排空。

本发明还提供具体实施例如下：

实施例一：

用吊勾称称量未浸渍石墨电极1的实际重量，带好接头保护套，保护石墨电极的端盖，不让液体进入石墨电极端头的纹孔；

将石墨电极装入浸渍容器33中，封闭浸渍容器33的密封盖34；

开启真空泵32及真空阀，抽真空至0.06～0.09MPa，真空度根据石墨电极浸渍难易程度做适当调整，达到真空度后关闭真空泵32及真空阀；

开启储液容器的阀门，将抗氧化保护液注入浸渍容器33中，保持抗氧化保护液面高出电极表面50mm以上；

关闭储液容器阀门，保持3分钟左右静置浸渍(视浸渍难易适当调整)；在进行浸渍的过程中，通过压缩气源使浸渍容器33内保持高压，保证石墨电极浸渍的效果更好，同时使石墨电极在抗氧化保护液中移动，从而使石墨电极的各个位置都能进行有效的浸渍，使浸渍的效果更好；

浸渍完成后，打开通气阀泄压到常压后，关闭通气阀；

开启储液容器与浸渍容器33连通位置的通液口37的阀门，同时，向浸渍容器33内注入压缩空气，使抗氧化保护液回流到储液容器中；

打开浸渍容器33的密封盖34，吊出石墨电极，称量石墨电极重量并记录。

实施例二：

用吊勾称称量石墨电极实际重量，带好接头保护套，保护石墨电极的端盖，不让液体进入石墨电极端头的纹孔；

将石墨电极装入浸渍容器33中，封闭浸渍容器33的密封盖34；

开启真空泵32及真空阀，抽真空至0.06～0.09MPa，真空度根据电极浸渍难易程度做适当调整关闭真空泵32及真空阀；

开启储液容器阀门，将抗氧化保护液注入浸渍容器33中，保持抗氧化保护液面高出电极表面50mm以上；

关闭储液容器阀门，保持3分钟左右静置浸泡(视浸渍难易适当调整)；

打开通气阀泄压到常压后，关闭通气阀；

开启储液容器阀门，开启压缩气源，使抗氧化保护液回流储液容器中；

打开浸渍容器33的密封盖34，吊出石墨电极，称量石墨电极重量并记录。

通过上述实施例一和实施例二的方案，相对于露天浸渍的方案，解决了不同石墨电极浸渍时间和浸渍质量的控制问题，大幅提升了石墨电极的浸渍效率和浸渍质量，浸渍时间由原来的72小时缩短到10分钟左右，抗氧化保护液的使用量减少70％以上，能耗降低60％。该方案结构简单，工作节拍紧凑，自动化程度高，无环境污染、人工操作简便，占地面积小且容易实现，适合大批量的石墨电极浸渍及产业化应用推广。

实施例三：

将石墨电极推送入浸渍容器33内，进入后，关闭密封盖34，确保其他所有阀门关闭，浸渍容器33内处于密封状态；

打开真空阀，真空泵32抽真空，抽到-0.08MPa后关闭真空泵32及真空阀；

打开浸渍容器33底部的通液口37处的通液阀，让抗氧化保护液平顺进入浸渍容器33内，淹没石墨电极，(只需要淹没石墨电极即可，不需要注满整个浸渍容器33)；

关闭通液口37处的通液阀，开始浸渍，时间约10分钟；

打开通气口35处的通气阀，让浸渍容器33内气压归零，关闭通气阀；

打开压缩气源及空压阀，让气压升至0.25MPa，关闭压缩气源及空压阀；

打开通液阀，让抗氧化保护液反向排回储液容器内，关闭通液阀；

打开通气阀，让气压归零；

打开密封盖34，拖出石墨电极的小车，整个浸渍过程结束，后续可以进入烘干箱体进行干燥。

该短流程浸渍工艺，浸渍时间由原来的72小时缩短到3-5分钟左右，抗氧化保护液的使用量减少70％以上，能耗降低60％。同时，每吨钢消耗石墨电极量减少了15％，节约吨钢生产量电耗1％以上。提高了石墨电极的浸渍效率为冶金行业绿色生产、新产品快速开发提供了技术方案。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种石墨电极浸渍方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将石墨电极装入浸渍容器中，密封所述浸渍容器；

S2、将所述浸渍容器抽真空至0.06～0.09MPa；

S3、将抗氧化保护液注入所述浸渍容器中，直至所述抗氧化保护液的液面高出所述石墨电极的表面；

S4、保持8～12min静置浸渍；

S5、浸渍完成后，所述浸渍容器泄压到常压；

S6、回收所述抗氧化保护液，打开所述浸渍容器，取出所述石墨电极。

2.根据权利要求1所述的石墨电极浸渍方法，其特征在于：在进行步骤S1前，将所述石墨电极带好接头保护套，保护所述石墨电极的端盖，不让所述抗氧化保护液进入电极端头的纹孔。

3.根据权利要求1所述的石墨电极浸渍方法，其特征在于：步骤S1中，装入所述石墨电极时，采用吊入方式或推入方式。

4.根据权利要求1所述的石墨电极浸渍方法，其特征在于：在进行步骤S4时，向所述浸渍容器内补充高压气体，提升压力至0.25MPa，同时，所述石墨电极在所述抗氧化保护液中移动。

5.根据权利要求1所述的石墨电极浸渍方法，其特征在于：在进行步骤S6时，向所述浸渍容器注入压缩空气，在压力作用下，所述抗氧化保护液回流到储液容器中。

6.根据权利要求1所述的石墨电极浸渍方法，其特征在于：在浸渍前，称量所述石墨电极的实际重量，浸渍完成后，称量所述石墨电极的重量并记录。

7.一种石墨电极浸渍装置，其特征在于：包括浸渍容器以及分别与所述浸渍容器连通的真空泵、压缩气源和储液容器，所述储液容器用于储存抗氧化保护液，所述浸渍容器设置有石墨电极的进出口以及与大气连通的通气口，所述进出口设置有可开启的密封盖，所述通气口设置有通气阀。

8.根据权利要求7所述的石墨电极浸渍装置，其特征在于：所述浸渍容器采用圆柱体结构，所述圆柱体结构横向放置。

9.根据权利要求7所述的石墨电极浸渍装置，其特征在于：所述进出口设置在所述浸渍容器的顶部，所述石墨电极采用吊运的方式进出所述浸渍容器。

10.根据权利要求7所述的石墨电极浸渍装置，其特征在于：所述储液容器与所述浸渍容器的通液口位于所述浸渍容器的底部，所述通气口位于所述浸渍容器的上部。

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