[01206442]矿热炉用石墨掺杂高导电性自焙电极糊系列产品的开发与应用研究

1、课题来源与背景 目前国内外矿热炉的电极材料主要有两种,分别为石墨电极和自焙电极。石墨电极导电性能较好,但成本过高,普通功率石墨电极的价格相当于电极糊的10～15倍,至于高功率与超高功率石墨电极的价格就更加昂贵。而且石墨电极的直径很难超过800mm,限制了石墨电极在大型炉中的应用。 2、研究目的与意义 自焙电极以电极糊为原料,成本低廉,使用简单。能根据矿热炉的需要再次成型,其直径可以达到2000mm。目前在电石炉、铁合金电炉、制磷电炉中有着广泛的应用,自焙电极导电性能相对较差,每生产1t铁合金,需要消耗电能8400度。如何提高电极糊的导电性能,并控制其成本已经成为碳素行业的一大难题。国内外碳素企业都以自主研发为主,并将成果以专利的形式进行保护,因此很少见诸文献报道。 3、主要论点与论据 本项目的目的是开发石墨掺杂的新型高导电性电极糊系列产品,使其导电性能在现有基础上提高10%,同时对机械强度、热稳定性以及使用寿命均有所提高。并将生产成本控制在一定范围内,使相对于传统电极糊的成本增加量远远小于其对冶金等行业耗电成本的节约量。使新型高导电性电极糊系列产品成为目前市场已有电极糊类产品的替代品。 4、创见与创新 本项目以天然鳞片石墨、硝酸、乙酸酐、高锰酸钾为原料,按照既定比例在30～40℃下搅拌90min,再经水洗、干燥、高温膨胀即可制得膨胀石墨。经过高温处理的膨胀石墨,体积会剧烈膨胀,并呈现为蠕虫状。在干混的过程中直接将这些蠕虫状的膨胀石墨加入到粉料当中进行混合即可 5、社会经济效益,存在的问题 社会效益：在全社会提倡低碳经济的时代,利用碳基导电功能复合材料的研究成果在钢铁冶炼和铁合金行业、电石行业,用途广泛,具有极强的推广价值和挖掘潜力。 存在的问题：1.如何提高膨胀石墨在电极糊中的分散性。2.如何对产品进行推广。 6、历年获奖情况; 2008年 甘肃省高等学校科技进步二等奖; 2011年甘肃省科技进步三等奖; 2012年甘肃高等学校科技进步三等奖; 2013年甘肃省技术发明奖二等奖。 7、成果简介要向社会公开 本课题组将导电性能优异、原料易得的膨胀石墨作为掺杂剂制备高导电性电极糊材料。通过原位聚合法制备了系列膨胀石墨/聚合物复合材料,用于制备自焙电极糊,考察了电极糊系列产品的性能,研究发现膨胀石墨/聚苯胺导电性最好。