不同煤沥青含量和添加剂对电极糊塑性的研究

1、不同煤沥青含量和添加剂对电极糊塑性影响的研究高川I夏金童，夏霖2,潘修军I张竞开（1朝南大学材料科学与工程学院，糊南长沙410082；2.贵卅大学，贵州贵阳550025）摘要：通过改变沥青加人量及使用不同添加剂制备了电极糊，并对电极糊的塑性（延伸率）及挥发分进行了测定a结果发现;电极糊的期性（延伸率）与沥青含侬有相关性;添加剂。寸、&均能提高电极糊的媚性，其中添加剂6含量为1%的电极期的延展率最好，达到5.18%;综合电极糊的性能考虑.添加剂含量以不超过2%为宜。关俄词：电极蜴；源青含量；添加剂；延伸率；塑性电极糊在矿热电炉中边焙烧（在由钢板制成的电极筒内烧结）边消耗，故其也称为连续自

2、焙电极。电极糊自身独特的焙烧和使用方式对其塑性提出了非常高的要求，若塑性太差，电极糊受热软化的过程中没有足够的流动性，不能充分填充电极筒内部形成一个致密整体.焙烧后电极存在较多孔洞，易发生“硬断”事故;若期性太好,电极糊软化过程中，在其自重和挥发分逸出产生的压力作用下，沥青易发生迁移,造成流糊、偏析，易导致“软断”事故。塑性是电极糊的一个非常重要的指标。目前，对于糊料的可塑性,工厂大多根据自己的实际生产经验来判断，通过调节沥青的加入量或加入添加剂对糊料的塑性进行调整。电极糊的塑性与其延伸率密切相关，可以通过延伸率来表征。电极糊延伸率测试要点是将其压制成规定尺寸的圆柱状，于一固定坡度在200t保

3、温1h后测量其相对伸长率。本实验通过改变电极糊的沥附加入量及使用不同的添加剂对其塑性质量进行研究，井对电极糊塑性与其性能间的关系进行研讨分析。1实验1.1 实验原料'电极糊的主要原料如表1所示。表1电极箱的主要原料名称主要性能指标与烦格产地电烟无烟煤象分4.5%,或密度L80"e?河南开封烟烧石油焦灰分0.20%,其密度2.01g诃南开封媒协青挥发分父,4%,软化点104工陕西产惠汕工业品.陕西产煤保油工业品陕西产添加剂a工业品陕西产漆加剂B工业纯天津北联化工添加剂丁工业纯中国医药上海化学试剂公司添加剂6工业纯天津科密欧公司1.2 电极糊配方电极糊的颗粒配方如表2所示$蓑2电

4、极箱的颗粒配方原料位端/raro含W*>20(3电爆无烟慌20-4344-020燃烧石油熬4-043实嗡中分别使用蕙油和煤焦油时煤沥青的软化点进行谒J节，煤沥青分别与愍油或煤焦油按：15的比例混合后软化点分别为7g丁和82七（与恿油混合后的煤沥青荷称为煤沥青A,与煤焦油混合后的煤沥青简称为煤沥青H）,调节煤沥青A和媒沥青B的含量制备鼠样（如表3所不）.以含鼠为22%为煤油青A为定量，添加不同含量的添加剂制备试样如表4所示,jgg*破拜瓢分，磨蛤一咿1-.此就1_1H一电总帧由丁卜一淮瓦I-L媒版声ffl1电极糊的制备工艺流程将电爆无姻煤和燃烧石油焦进行破碎，帝规定粒度进行筛分然后将其中部

5、分原料磨粉筛分，煨烧石油焦粉料中OQ75mm粉料含母不低于65%©由于试样中存在较大粒度，采用小型混捏机易发生大颗粒被破碎,导致配方级配的改变.故实验采用人工混捏的方法，同时为了准确控制涉青的加入量,沥青以粉料形式加入,采用捣固成型，模具采用自制4）50x150mm铁简。将筛分好的原料进行配料，在135145%：（煤沥青B于138148七）干混10-15min,加入沥青后湿混30Ein左右，在铁筒内捣固成型，留下部分糊料用于延伸率及其他性能测试,然后格成瑁好的电极糊于聂？不同沥胃含的电极糊试祥试样编号断官含量/%煤油背A煤劭才B120221322«»4235246

6、20721g229231024井式炉中焙烧至920工，总焙烧时间15hcL4性能测试电被糊性能测试包括延伸率、挥发分及焙烧后电极糊的体积密度、电粗率等。延伸率的测定采用自制成型模具和源试工具，将称量后的糊料于145i5T的烘箱内保温30min,每隔10min充分搅拌一次然后将糊料加入到涂有脱模剂的模具中（边加边进行捣实），然后在压机上压制成626mmx80mm的圆柱试样;在大烘箱内放置一坡璃板，通过水平仪调至水平，放入测试仪器，将烘箱升至200t，然后将圆柱试样放入烘箱中于200七保温1h,迅速测定其长度，延伸率计算公式.为：鬟4虞赤方A含为22%的不同添加剂含的电极糊试样成样归号一律加剂含量

7、aF7BIwb2WC3WMbdIc2f3K1h231J1k213L3电极糊制蓄工艺流程电极糊制备工艺流程如图I所示。M二一(1)式中A/，为试样延伸率,%Ji为200(保温后试样长度,mm;4为保温前试样长度mm。2结果与讨论2.1 熔烧后电极糊的物理性能表5为以不同含敢煤沥青A和煤涉肯B制备的电极糊，以及以22%煤沥青A为粘结剂、使用不同添加剂制备的电极糊焙烧后的物理性能,，从表5可以看出，焙烧后电极糊的体枳密度均较高，从110号样可以看出电极糊体积密度随煤沥青含量的增加而降低。焙烧后电极糊的电阻率偏高，估计与样品中加入一定量的普通燃烧石油焦有关；电极糊电阴率随液青含量呈现先降后增的趋势,以

8、煤沥青A为粘结剂的试样中，含量为23%时电阻率最低，为5873词.叫同样煤沥者B为粘结剂的试样中，含属为23%时电阻率最低，为68.22m.以煤沥青A含量为22%制备的试样，加入添加剂后电极糊相对3号电极糊（空白样）体积密度降低，电阻率升高，而且当添加剂增多，电阻率有增加的趋势，囊5熠烧后电检桐的物理性能口样叫号体积密度电阻率/（M-D1）1L5O8L9921.50战2231.4770J9414758.735V4579.7761.5289.947L45683!81.5068.4091.47&I22101.40S1.221.4«61.94I)1.44K891CL40&0

9、.28和煤沥青B为粘结剂的电极格延伸率和挥发分有着相似的规律，呈现先增加后降低再增加的趋势，测定挥发分的含量在一定程度上能反应电极糊塑性的变化。以煤沥青A为粘结剂的电报期在沥育含量为21%和24%时延伸率较大分别为3.68%和3.51%；煤沥青B为粘结剂的电极糊在沥青含量为22%时延伸率最大,为387%。从图2可以看出，电极糊延伸率不仅受沥育含量的影响还可能受混捏工艺的影响，开始阶段沥青含量相对较少，糊料易混勾，因此随着沥青含原增加，电极糊延伸率增加;但随着沥青含量的增加，糊料的粘度变大,使糊料混捏均匀所需要的时间相对变长.沥青中的低组分挥发的越多，导致沥青含量增多延伸率反而卜降（这从图2中挥

10、发分的变化也可以看出）的现象;当沥青含量增加到一定程度，糊料粘度变化不大，沥青含量增加电极糊延展率再次增加.可见采用沥青含量高的糊料要保证糊料塑性，必须相应采用更大的混捍比能，使其在相对短的时间内混捏均匀，否则混提时间变氏，糊料的期性反而会降低。def1.4377.971469JQ51.4786.52Kh1Jk11418806L4383.61L451.43%.211.4770.7914499.602.2 沥青含对电极糊扬性的影响电极期的塑性可以通过延伸率来表征，图2为分别以不同含量的煤沥青A和煤沥青B为粘结剂制备成的电极糊的延伸率和挥发分变化曲线。2.3 不同添加剂对电极糊塑性的影响图3和图4

11、分别为以不同添加剂a、B、Y、8制备电极糊的延伸率和挥发分变化曲线045so 出1L012今世打 54 15 A 5 o s O 51414.13.以izllnj图2砺青含量对电极用延伸率和挥发分的影响1一媒新青A挥发分,2-«i®WB押发分;3卑册青A挺伸率;4一一煤而青B蕤伸率从图2可以看出,随着沥青含最增加，以煤沥青A®3源加剂含量对电极IM殛伸率的影响尤、6轲虻11.3 113添加剂含/%图4添加剂含对电极糊挥发分的影响未加入添加剂的试样延伸率和挥发分分别为2.17%和11.96%。从图3可以看出,添加剂仇&均有助于提高糊料塑性，其中添加剂6含皆为

12、1%时延伸率最商，达到5.18%。添加剂对糊料型性的提高原因可能为:添加剂将粉料进行包覆，降低了粉料对沥青的化学吸附量,从而增大并稳定广糊料的粕性.同时添加剂能够降低糊料的粘度，提高混捏效率。不同添加常对电报糊塑性的影响是不同的°含添加剂B的电极糊延伸率随着濡加剂含量增加而增加，含添加剂丫的电极糊延伸率随其含量先增加后降低，而对于添加剂6,电极糊延伸率则随其含量增加一直降低。延伸率的者添加剂种类不同出现不同的变化趋势估计与添加剂的结构与性能有关:添加剂口、丫、8相对分子质量相差不大，但添加剂B为正构烷煌，添加剂7为饱和酸,添加剂6为直卷型不饱和酸,添加剂结构的不同，一是会对其熔沸点有

13、影响；二是对粉料包覆的好坏及能否有效降低粉料对沥青的化学吸附量有影响。综合电极糊的电阻率、体积裕度和延伸率等性能考虑，电极的中添加剂含量以不超过2%为宜,遗所的添加剂能有效提高电极糊的型性，添加剂过多超过粉料表面吸附量,会从糊料中排出而带走部分煤沥青中的低组分,反而会导致电极糊塑性降低；而且添加剂过多,燃烧后电极糊的电阻率也会有所增大。另外，电极糊加入添加剂a后，电极糊的盥性出现降低，估计与添加剂a沸点较低有关（添加剂a属于低分子质量的有机溶剂）,在混捏以及制备测延伸率试样的过程中，添加剂a出现一定程度的挥发.而且在其挥发的过程中还可能会带走沥青中的低组分，从而造成电极栩塑性的降低，从图4也可看出,加入相同含量的添加剂,含添加剂a的电极糊挥发分最低。3结论I）煤沥青A为粘结剂的糊料在其含量为21%和24%时延伸率较大，分别为3.68%和3.51%；煤沥青B为粘结剂的糊料在其含量为22%时延伸率最大，为3.87%°2）添加剂B“、6均能提高糊料期性，其中以添加剂S含量为1%的糊料期性最好，延伸率为5.18%。另外，使用添加