超高接头质量提升的工艺探讨

1、毕 业 论 文论文题目：超高接头质量提升的工艺探讨学员姓名：单 位：职 务：所学专业：指导教师：2014年11月19日超高接头质量提升的工艺探讨(压型)当今电弧炉大容量、超高功率化的发展给石墨电极制造业带来深远影响。现代大型超高功率交流和直流电炉中普遍使用大规格电极，使得连接部位在拧紧时由扭矩产生的初始应力和电极自重负荷增加产生的拉伸应力加大，加之超高功率作业的大电流负载产生的内热效应和外部交换产生的热应力迅速增加，对超高功率石墨电极及接头质量提出更高的要求。实践证明电极折断点一般都在电极接头连接部位。原料、配料、混捏、压型工序是保证超高功率石墨电极接头产品内在质量的重要工序，因电极接头使用性

2、能的特殊性更需对其进行严格控制。压型工艺流程温度控制点较多、影响因素较多，本文通过对使用高温改质沥青生产388超高功率石墨电极接头并加入碳纤维丝的工艺过程的阐述，总结分析了电极接头压型工艺的内在质量控制措施，认识到影响大规格超高功率石墨电极接头产品质量最重要的是生坯制品的内部结构和产品的理化指标。本人期望能在实践工作中总结经验为公司接头生产贡献一份力量。一、导论1、问题的提出大规格超高功率石墨电极接头产品是公司重要的生产控制环节，现阶段大规格超高功率石墨电极本体在本公司生产状态比较稳定，各项技术指标趋于良好。但大规格超高功率石墨电极接头产品生产质量还存在一定问题，仍需进一步提高，以达到用户满意

3、。2、本论文相关内容目前的研究动态综述大规格超高功率石墨电极在炼钢中会出现纵裂、横裂、掉块、折断等现象，特别是接头经常出现折断的问题比较突出。本文通过对压型生产工艺控制过程的简述，为进一步解决大规格超高接头在用户使用中出现的问题提供可靠的理论和实践依据。3、论文的创新点及理论和实践意义通过使用高温改质沥青生产388超高功率石墨电极接头并加入碳纤维丝的方法，以及针对高温改质沥青的特性对压型工序各项工艺参数进行调整，进而改善压型生坯制品的内部结构和产品的理化指标。4、论文主要研究内容及组织结构本文通过对使用高温改质沥青生产超高功率石墨电极接头并加入碳纤维丝的压型工序生产工艺控制过程的简述，及对后工

4、序产品质量指标的跟踪情况的介绍，为提高大规格超高功率接头质量的生产提供更多的理论依据，进一步改进和完善生产工艺控制，以保证接头产品内部结构的均质性。二、使用高温改质沥青生产超高功率石墨电极接头并加入碳纤维丝的压型工序生产工艺控制过程：1、使用原料:水岛M级针焦 0-2 80%针焦基焙烧碎(磨粉) 0-0.5 20%2、原料指标：（1）水岛M级针焦A%V%W%Dtg/cm3mS %备注0.050.250.12.14506（2）针焦基焙烧碎A%V%W%Dtg/cm3mS %备注0.240.710.22.055710.260.940.12.06480（3）、沥青溶化：沥青水分、软化点取样、沥青粘度

5、如下表所示：使用槽号水份软化点12013014015016017018014#0.2099.7122005732#0.18102.5136006003、配方要求：1）、水岛M级针焦 0-2mm 80% 针焦基焙烧碎(磨粉) 0-0.5mm 20% 石家庄高温改质沥青 23.51%2）、球磨粉纯度 782%3）、粒度组成： mm +2 -2+1 -1+0.5 -0.15 -0.075 % 2 162 162 563 4634、工作配方：2-1mm 18% 1-0.5mm 9%0.5-0mm 16% 针焦粉子 25% 针焦细粉子 3% 针焦基焙烧碎粉子 25%5、石墨化糊指标：试样名称A%V%W%

6、石墨化糊0.2911.860.07石墨化糊0.3011.680.086、高温改质沥青的使用：中温改制沥青与高温改制沥青有着很大区别，由于高温改质沥青的软化点稍高，其他性能也有别于一般中温改质沥青，高温改质沥青生产过程中大量轻馏分（低分子组分）通过缩聚反应转变为高分子组分，高温改质沥青与中温改质沥青相比各组分的比例有所调整，如沥青中的甲苯不溶物和喹啉不溶物含量都提高了，最具有黏结性的树脂含量也提高了，挥发分则相应降低，高温改质沥青既有较好的流变性能和黏结性能，又能增加制品焙烧后的结焦值。使用高温改质沥青生产的石墨电极接头产品体积密度、机械强度提高了，同时孔隙率、电阻率呈下降趋势。因此，在生产38

7、8超高功率石墨电极接头时，公司使用了石家庄高温改质沥青，以提高产品的理化指标。下图表就压型工序生产使用高温改质沥青与中温改质沥青主要控制点温度参数进行如下对比：使用高温改质沥青与中温改质沥青各温度参数对比工序载热体温度设定混捏温度设定压机温度设定硬脂酸加入量项目沥青载热油进口温度高位槽进口温度混捏锅进口温度载热体大循环温度干混温度湿混温度下沥青温度料室温度变形区温度嘴子温度电极中心温度下料温度公斤中温改质175- 180175- 180220- 230245不低于128163- 173163- 170126- 128131- 137133- 137124- 128128- 1328- 12高温

8、改质185- 190190-192230-246250-260不低于138170-178170-178128-132134-140135-142126-130130-13515-18从对比中看出在使用高温改质沥青生产时提高了压型工序各主要控制点温度参数，以适应高温改质沥青的特性，更好的发挥高温改质沥青作用。7、加入碳纤维丝工艺技术探讨：（1）碳纤维的特性：碳纤维是含碳量高于90的无机高分子纤维，具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导电、导热等特性。（2）在压型工序中碳纤维丝的加入方式与方法：首先将碳纤维丝（1K）切割成10-20毫米长度短丝，并称重装好（1公斤/袋）。然后用4公斤硬脂酸熔化

9、后与1公斤碳丝混合，经过冷却制成大扁片，再用刀将扁片弄成小碎片，每锅糊料（1.8吨）加入1公斤碳丝（用4公斤硬脂酸制备）。加入时间：每锅下完沥青10分钟后加入。（3）用硬脂酸混合碳丝制备加入的原因：由于碳纤维丝比较轻，如果直接加入到糊料中会被通风系统抽走，进而严重影响加入效果。（4）在生产388超高功率石墨电极接头时，加入一定量的碳纤维丝能有效提高接头产品的抗性，虽然生产成本有所提高，但是产品在实际应用中的使用效果却有很大改善。三、由于超高功率接头使用高温改质沥青，在实际生产过程中的压型工序控制需要作出相应调整，以往超高功率接头在后工序多出现内分废品，现为提升产品质量做如下具体措施：1、配料工

10、序控制:（1）加强对外供料(针焦基焙烧碎)的水分控制，要做到包包取样，杜绝水分不合格料进入系统。（2）加强外供料的分级管理，保证技术配方的稳定性，从而保证生产过程中油量及产品理化指标的稳定性。2、混捏控制：（1）保证干混温度138以上，总混结束温度170-178，下沥青温度170-178。（2）油量控制：根据观察糊料状态，糊料控制适中，保证糊料塑性良好，避免糊料油大、油小。可以根据实际生产情况进行调整。（3）每锅出锅前20分钟加入硬脂酸，要保证硬脂酸加入量和加入时间准确。（4）勤检查锅门夹料情况,每班必须检查三次,班长亲自检查一次。（5）混捏系统各部位生产前一定要彻底清理干净。（6）混捏通风粉

11、要一锅一返。经常检查通风盘式阀门是否好使，发现异常及时处理。（7）混捏出糊在外停留时间按技术规定（不超过5分钟，超出坚决打废）。（8）各台混捏锅温度要及时调整，按要求及时调整载热体温度，随着环境温度的变化适当提高或降低混捏锅温度以使糊料温度达到工艺技术要求。3、圆筒凉料控制：（1）糊料进入圆筒后转数设置在第四档1000转，然后将风机调至最大风量，圆筒出料之前改为300转，均匀、迅速出料，尽量缩小糊料温差。（2）凉料时间尽量控制在8分钟至12分钟,不超过20分钟。（3）油量适中的糊料下料温度控制在130-135，保证糊料塑性良好。压机设置最低下料温度129，低于129打废糊，严格执行。挤压压力控

12、制8-13.5MPa，电极中心温度控制在126-130之间，以电极中心温度和压型压力在规定的温度范围内选择合适的下料温度。（4）圆筒凉料机出料前，大倾角皮带要先打反转20秒。（5）生产过程中凉料工要掌握好圆筒出料转速，尽最大努力保证最快出料速度。圆筒凉料出料后保证最后返掉30-50公斤碎料。（6）圆筒凉料机视实际情况,平均每天彻底清理一次。（7）圆筒凉料块必须坚决杜绝，避免凉料块进入压机。4、台给控制：（1）台式给料机进行不压料生产，圆筒凉料机晾好的糊料直接进入料室。（2）台给加热温度设定：排料仓130-134，保温仓130-134。以上温度可以根据实际生产情况适当调整。（3）台式给料机必须一

13、锅一清理，清理要彻底。5、压型控制：（1）、严格按生产方案控制压型速度：根长1820mm不少于150秒/根，保证压力、压速稳定。（2）、每班测量3次单锅第三根电极芯部温度，并记录好。（3）、勤观察抽真空状况，发现异常及时通知相关人员处理。（4）、勤观察压机慢返情况，发现异常及时通知相关人员处理。（5）、每锅严格按照规定切头1.2米。（6）、勤剖析生制品电极，观察内部结构情况。6、生碎控制：根据车间和生产处规定的量准确加入,现场及时标记好生碎的品种,注意观察生碎质量,避免出现杂质,两个系统同时加生碎严禁混加、加错。四、后工序质量情况（焙烧工序）1、一烧情况产品批号规格投料合格废品数内分1CJK-7388127126 112、产品理化指标焙烧工序（一烧质量指标）灰分%真密度g/cm3体积密度g/cm3气孔率%耐压强度MPa电阻率m0.232.091.6620.575658.7焙烧工序（二烧质量指标）灰分%真密度g/cm3体积密度g/cm3气孔率%耐压强度MPa电阻率m0.392.071.7814.018744.0五、结论1、通过对超高功率接头产品压型生产条件的记录和优化，发现影响接头压型工艺主要因素为配料、混捏、挤压。合理的配方是质量的关键，接头生产通常采用细颗粒配方，通过大量的生产实践证明，合适的沥青用量是提高体积密度的关键，在保证油量适当的情况下，适