[0043] 下面提供本发明石墨搅棒的焙烧方法实施例,还包括探讨本发明石墨搅棒性能参数与设置方式的对比例。
[0044] 实施例1
[0045] 本实施例中,石墨搅棒的焙烧方法包括如下步骤:
[0046] 1.在焙烧炉底铺设填充料,所述填充料包括重量比为7:3的冶金焦分与石英砂,炉底填充料厚度与待焙烧石墨搅棒高度的比值为10:3;
[0047] 2.在铺设好的填充料上垂直设置若干金属格,令金属格的轴线与重力方向相平行设置;
[0048] 3.将待焙烧的石墨搅棒放置在金属格内,令石墨搅棒的轴线与重力方向呈一定夹角,所述夹角角度为10°;
[0049] 4.将填充料灌充进石墨搅棒与金属格间的空隙,在此过程中持续观察并校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度,并于填充料高度与石墨搅棒高度的比值达到2:5时停止观察和校正;
[0050] 5.在停止观察和校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度后,灌充填充料每上升一定高度进行一次夯实直至填充料将石墨搅棒全部覆盖,所述一定高度与搅拌棒未填充高度的比值为2:5;
[0051] 6.在步骤5中灌充空隙并夯实后的金属格顶部再铺设填充料,并在所述填充料顶部继续增加金属格用于放置待焙烧的石墨搅棒,设置2层可竖直放置石墨搅棒的金属格;
[0052] 7.按照如下焙烧工艺曲线对石墨搅棒进行焙烧,得到石墨制品:
[0053] 温度阶段(℃) 升温速率(℃/h) 阶段用时(h) 累计用时(h)130~330 2.6 76 76
330~400 1.3 54 130
400~500 1.1 91 221
500~600 1.25 80 301
600~700 1.5 67 368
700~850 2 75 443
850~1050 3.5 57 500
1050 0 30 530
[0054] 本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.754g/cm3,热膨胀系数为2.8×10-6/℃,抗折强度为13.28MPa。
[0055] 实施例2
[0056] 本实施例中,石墨搅棒的焙烧方法包括如下步骤:
[0057] 1.在焙烧炉底铺设填充料,所述填充料包括重量比为7:3的冶金焦分与石英砂,炉底填充料厚度与待焙烧石墨搅棒高度的比值为10:4;
[0058] 2.在铺设好的填充料上垂直设置若干金属格,令金属格的轴线与重力方向相平行设置;
[0059] 3.将待焙烧的石墨搅棒放置在金属格内,令石墨搅棒的轴线与重力方向呈一定夹角,所述夹角角度为0°,即石墨搅棒沿重力方向垂直设置于金属格内;
[0060] 4.将填充料灌充进石墨搅棒与金属格间的空隙,在此过程中持续观察并校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度,并于填充料高度与石墨搅棒高度的比值达到2:5时停止观察和校正;
[0061] 5.在停止观察和校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度后,灌充填充料每上升一定高度进行一次夯实直至填充料将石墨搅棒全部覆盖,所述一定高度与搅拌棒未填充高度的比值为1:3;
[0062] 6.在步骤5中灌充空隙并夯实后的金属格顶部再铺设填充料,并在所述填充料顶部继续增加金属格用于放置待焙烧的石墨搅棒,设置3层可竖直放置石墨搅棒的金属格;
[0063] 7.按照如下焙烧工艺曲线对石墨搅棒进行焙烧,得到石墨制品:
[0064]温度阶段(℃) 升温速率(℃/h) 阶段用时(h) 累计用时(h)
130~330 2.6 76 76
330~400 1.3 54 130
400~500 1.1 91 221
500~600 1.25 80 301
600~700 1.5 67 368
700~850 2 75 443
850~1050 3.5 57 500
1050 0 30 530
[0065] 本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.782g/cm3,热膨胀系数为2.5×10-6/℃,抗折强度为14.92MPa。
[0066] 实施例3
[0067] 本实施例中,石墨搅棒的焙烧方法包括如下步骤:
[0068] 1.在焙烧炉底铺设填充料,所述填充料包括重量比为7:3的冶金焦分与石英砂,炉底填充料厚度与待焙烧石墨搅棒高度的比值为8:3;
[0069] 2.在铺设好的填充料上垂直设置若干金属格,令金属格的轴线与重力方向相平行设置;
[0070] 3.将待焙烧的石墨搅棒放置在金属格内,令石墨搅棒的轴线与重力方向呈一定夹角,所述夹角角度为15°;
[0071] 4.将填充料灌充进石墨搅棒与金属格间的空隙,在此过程中持续观察并校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度,并于填充料高度与石墨搅棒高度的比值达到2:5时停止观察和校正;
[0072] 5.在停止观察和校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度后,灌充填充料每上升一定高度进行一次夯实直至填充料将石墨搅棒全部覆盖,所述一定高度与搅拌棒未填充高度的比值为2:4;
[0073] 6.在步骤5中灌充空隙并夯实后的金属格顶部再铺设填充料,并在所述填充料顶部继续增加金属格用于放置待焙烧的石墨搅棒,设置4层可竖直放置石墨搅棒的金属格;
[0074] 7.按照如下焙烧工艺曲线对石墨搅棒进行焙烧,得到石墨制品:
[0075]
[0076]
[0077] 本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.751g/cm3,热膨胀系数为2.6×10-6/℃,抗折强度为13.42MPa。
[0078] 实施例4
[0079] 本实施例中,石墨搅棒的焙烧方法包括如下步骤:
[0080] 1.在焙烧炉底铺设填充料,所述填充料包括重量比为7:3的冶金焦分与石英砂,炉底填充料厚度与待焙烧石墨搅棒高度的比值为10:4;
[0081] 2.在铺设好的填充料上垂直设置若干金属格,令金属格的轴线与重力方向相平行设置;
[0082] 3.将待焙烧的石墨搅棒放置在金属格内,令石墨搅棒的轴线与重力方向呈一定夹角,所述夹角角度为0°,即石墨搅棒沿重力方向垂直设置于金属格内;
[0083] 4.将填充料灌充进石墨搅棒与金属格间的空隙,在此过程中持续观察并校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度,并于填充料高度与石墨搅棒高度的比值达到2:5时停止观察和校正;
[0084] 5.在停止观察和校正石墨搅棒的轴线与重力方向的角度后,灌充填充料每上升一定高度进行一次夯实直至填充料将石墨搅棒全部覆盖,所述一定高度与搅拌棒未填充高度的比值为1:5;
[0085] 6.在步骤5中灌充空隙并夯实后的金属格顶部再铺设填充料,并在所述填充料顶部继续增加金属格用于放置待焙烧的石墨搅棒,设置3层可竖直放置石墨搅棒的金属格;
[0086] 7.按照如下焙烧工艺曲线对石墨搅棒进行焙烧,得到石墨制品:
[0087]温度阶段(℃) 升温速率(℃/h) 阶段用时(h) 累计用时(h)
130~330 2.6 76 76
330~400 1.3 54 130
400~500 1.1 91 221
500~600 1.25 80 301
600~700 1.5 67 368
700~850 2 75 443
850~1050 3.5 57 500
1050 0 30 530
[0088] 本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.779g/cm3,热膨胀系数为2.5×10-6/℃,抗折强度为14.32MPa。
[0089] 对比例1
[0090] 在实施例2的基础上,焙烧时调整石墨搅棒放置角度与重力方向的夹角为15~30°,其他实施方式同实施例2。本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.692g/cm3,热膨胀系数为3.0×10-6/℃,抗折强度为11.86MPa。
[0091] 对比例2
[0092] 在实施例2的基础上,焙烧时在石墨搅棒和金属格间灌充满电阻料后不进行夯实,其他实施方式同实施例2。本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.631g/cm3,热膨胀系数为3.2×10-6/℃,抗折强度为11.31MPa。
[0093] 对比例3
[0094] 在实施例2的基础上,不使用金属格,直接将石墨搅棒直立在焙烧炉内进行焙烧,其他实施方式同实施例2。本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为1.743g/cm3,热膨胀系数为2.8×10-6/℃,抗折强度为12.99MPa,良品率低于95%,产品的主要质量问题是产生了弯曲或断裂的现象。
[0095] 对比例4
[0096] 在实施例2的基础上,减少底层填充料的厚度,令炉底填充料厚度与待焙烧石墨搅棒高度的比值为1:2,其他实施方式同实施例2。本实施例制得的石墨搅棒的体积密度为3 -6
1.731g/cm ,热膨胀系数为2.9×10 /℃,抗折强度为12.87MPa良品率低于95%,产品的主要质量问题是产生了裂纹现象。
[0097] 实验例1
[0098] 测定实施例1~4和对比例1~4中石墨制品的体积密度,热膨胀系数和抗折强度,结果如表1所示:
[0099] 表1实施例1~5和对比例1~4制得的石墨制品的相关参数
[0100]
[0101]
[0102] 由表1可知,实施例1~4中调整了石墨搅棒坯料与垂直方向的角度,并根据石墨搅棒的长度调整炉底料的厚度,经立式放置焙烧后的石墨搅棒的体积密度为1.751~1.782g/cm3,热膨胀系数为2.5×10-6~2.8×10-6/℃,抗折强度为13.28~14.92MPa,其中实施例2和4的性能参数相比实施例1和3较好,究其原因,是在焙烧时调整石墨搅棒坯料与垂直方向的夹角为零度,即石墨搅棒坯料垂直于水平面焙烧,使得制品避免因为受力不均发生弯曲,同时提高了其性能,此外实施例2制得的产品性能略高于实施例4,是因为实施例2在夯实次数上多余实施例4。
[0103] 进一步,对比例1将石墨搅棒坯料与垂直方向的角度调整为15~30°,使得其超出本申请限定的范围,此举会令倾斜的石墨搅棒坯料在灌充填充料时发生挤压不均匀,从而降低了产品的体积密度,继而影响了热膨胀系数和抗折强度。而对比例2则不对填充料进行夯实,使得金属格内的石墨搅棒坯料在焙烧过程中因填充料空隙较大,不容易稳定其与垂直方向的角度,进而导致经焙烧的产品性能相比实施例2下降。
[0104] 进一步,对比例3则是去掉了金属格,使得石墨搅棒的立式焙烧缺少了辅助支撑,在灌充填充料的过程中,不容易保持与垂直方向的夹角,容易造成若干石墨搅棒相互接触,甚至在焙烧过程中保持相互接触,虽然最终产品的性能相比实施例2下降不明显,但是良品率下降。对比例4则是减少了炉底料的厚度,使得石墨搅棒在填充料中的竖立不稳定,进一步影响了热量的传递,使受热不均,最终导致产品产生裂纹等现象。
[0105] 上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。