一种人造石墨电极机加工预处理方法与流程

本发明属于石墨电极技术领域，具体涉及一种人造石墨电极机加工预处理方法。

背景技术：

人造石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料。人造石墨电极的加工主要有三种形式：加压振动法、数控自动成形法和机械加工方法。其中，机械加工方法为人造石墨电极生产采用的主要方法，通常采用车削、铣削和磨削的方法进行加工；机加工前需要进行煅烧、成型和焙烧。由于石墨材料在进行机械加工时易产生灰粉飞扬，给加工设备和操作人员带来不利的影响，故石墨材料在机械加工之前还需在机油内进行浸渍预处理，使油渗入石墨材料，以使机械加工时灰粉不致飞扬，并能得到较光滑的表面。目前在人造石墨电极机加工预处理过程中存在以下的问题：(1)对人造石墨电极胚料进行浸渍过程中，将人造石墨电极胚料送入浸渍罐体时无法对人造石墨电极胚料起到缓冲作用，容易导致人造石墨电极胚料与浸渍罐体发生碰撞，损伤造人造石墨电极胚料；且浸渍完成后将造人造石墨电极胚料取出过程中需要借助外部吊具，操作不便；(2)由于人造石墨电极胚料内部的空隙孔径非常小，通过机油的自身流动渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中需要花费较长时间，预处理的效率较低。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种人造石墨电极机加工预处理方法，目的在于解决目前在人造石墨电极机加工预处理过程中存在的以下问题：(1)对人造石墨电极胚料进行浸渍过程中，将人造石墨电极胚料送入浸渍罐体时无法对人造石墨电极胚料起到缓冲作用，容易导致人造石墨电极胚料与浸渍罐体发生碰撞，损伤造人造石墨电极胚料；且浸渍完成后将造人造石墨电极胚料取出过程中需要借助外部吊具，操作不便；(2)由于人造石墨电极胚料内部的空隙孔径非常小，通过机油的自身流动渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中需要花费较长时间，预处理的效率较低。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种人造石墨电极机加工预处理方法，包括以下步骤：

步骤一、原料煅烧：将碳质原料在隔绝空气的条件下进行煅烧处理，得到糊料。

步骤二、挤压成型：在压力下使得糊料通过圆柱形的模嘴，糊料成为圆柱形的胚料。

步骤三、胚料焙烧：将胚料在隔绝空气的条件下进行焙烧。

步骤四、胚料浸渍：将焙烧过的胚料浸入机油内浸渍，使得机油渗入胚料内部即可。

其中，步骤四采用一种耐高温石墨电极成型加工装置配合完成，所述耐高温石墨电极成型加工装置包括圆柱形的罐体，罐体顶面开口且内部开设有圆柱形的工作腔。工作腔的侧壁上对称开设有两个竖直槽，竖直槽内转动安装有竖直杆，竖直杆表面自上而下开设有螺旋槽。竖直槽内竖直滑动配合有水平板，水平板与竖直杆通过螺旋槽配合。两个水平板之间安装有承托机构。打开密封板，将焙烧后的人造石墨电极胚料送入工作腔内，通过承托机构对人造石墨电极胚料进行承托，松开人造石墨电极胚料后，人造石墨电极胚料受到重力的作用推动承托机构和水平板沿着竖直槽方向下降，直至水平板移动到竖直杆表面螺旋槽底端。由于水平板与竖直杆通过螺旋槽配合，故水平板下降过程中驱动竖直杆产生转动。

竖直杆底部水平转动安装有位于罐体底板内的第一齿轮，罐体底板内水平转动安装有与第一齿轮相互啮合的第二齿轮。第二齿轮上固定安装有与其轴线重合的主轴，主轴底端贯穿罐体底板且水平固定安装有第一锥齿轮。罐体底板下表面通过支架转动安装有转轴，转轴一端固定安装有与第一锥齿轮相互啮合的第二锥齿轮，转轴另一端固定安装有第一把手。罐体底板下表面安装有缓冲机构和支撑腿。竖直杆转动时带动第一齿轮转动，第一齿轮驱动第二齿轮、主轴和第一锥齿轮转动；第一锥齿轮驱动第二锥齿轮、转轴和第一把手转动。浸渍完成后，需要取出人造石墨电极胚料时，只需反向转动第一把手驱动第二齿轮和竖直杆反向转动，从而对水平板、承托机构和人造石墨电极胚料进行提升即可。水平板、承托机构和人造石墨电极胚料下降过程中，缓冲机构对主轴和第一齿轮的转动起到阻碍作用，从而对人造石墨电极胚料下降起到缓冲作用。反向转动第一把手驱动水平板、承托机构和人造石墨电极胚料提升过程中，缓冲机构不会对主轴和第一齿轮的转动起到阻碍作用，从而便于对人造石墨电极胚料进行取出。

工作腔的侧壁上位于竖直槽上方水平固定安装有支撑环。支撑环上表面竖直固定安装有导向杆，导向杆上竖直滑动配合有与工作腔侧壁滑动配合的安装环。支撑环上表面竖直转动安装有贯穿安装环的第一丝杠。第一丝杠顶端固定安装有第二把手。安装环中部安装有密封板。人造石墨电极胚料到达最低点后，向工作腔内加注机油，直至机油浸没人造石墨电极胚料。关闭密封板后，转动第二把手驱动第一丝杠转动，从而驱动安装环和密封板沿着安装环下降，对工作腔内机油液面上方的空气进行加压，高压空气挤压机油，使得机油受到空气压力作用加速渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安装环的外侧面以及密封板的外侧面上安装有橡胶海绵圈，以提高安装环与工作腔侧壁间密封性以及密封板与安装环间的密封性，确保安装环和密封板下降时工作腔内机油液面上方的空气压力升高。

作为本发明的一种优选技术方案，所述承托机构包括导向盘、升降柱、缓冲弹簧和承托盘。导向盘固定安装在两个水平板之间。导向盘上竖直滑动配合有升降柱，升降柱底面与导向盘上表面之间竖直安装有缓冲弹簧。升降柱顶面固定安装有与人造石墨电极胚料表面相互配合的承托盘。将人造石墨电极胚料放置到承托机构上时，人造石墨电极胚料首先接触到承托盘，并推动承托盘和升降柱下降，升降柱压缩缓冲弹簧；直至升降柱将缓冲弹簧压缩至最大形变状态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一丝杠竖直固定安装有贯穿支撑环和水平板的安装杆。安装杆底端与罐体底板上表面转动配合。安装杆上沿其周向均匀固定安装有若干个顶块。顶块为楔形且与承托盘的下表面滑动配合。通过转动第二把手驱动第一丝杠转动时安装杆和顶块同步转动，顶块周期性地将承托盘向上顶起，从而使得承托盘和人造石墨电极胚料产生高频振动。由于机油渗入人造石墨电极胚料内部的空隙过程中空隙内的空气排出会产生气泡，气泡粘附在空隙表面会阻碍机油的渗入，通过对人造石墨电极胚料进行高频振动，使得气泡脱离空隙，进一步加快了机油的渗入。

作为本发明的一种优选技术方案，所述缓冲机构包括环形安装座、圆形板、弧形块、滑槽、滑块、复位弹簧和挡块。环形安装座与主轴轴线重合且固定安装在罐体底板下表面。主轴上对应环形安装座的位置水平固定安装有圆形板。圆形板的外侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个弧形块。环形安装座内侧壁上沿其周向均匀开设有若干个滑槽。滑槽内沿环形安装座径向水平滑动配合有滑块，滑块位于滑槽内的端面与滑槽端面之间安装有复位弹簧。滑块位于滑槽外的端面上沿竖直方向的轴线转动安装有挡块。人造石墨电极胚料下降过程中，主轴带动圆形板和弧形块正向转动，弧形块作用在挡块上时挡块不会产生转动，弧形块只能将挡块和滑块同步推入滑槽内，在此过程中，复位弹簧对滑块起到弹力作用，从而对主轴的转动起到阻碍作用，进一步对人造石墨电极胚料下降起到缓冲作用。主轴带动圆形板和弧形块反向转动时，弧形块作用在挡块上时推动挡块产生转动，缓冲机构不会对主轴的转动起到阻碍作用，进而方便将人造石墨电极胚料取出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述密封板上竖直滑动配合有开口朝下的匚形架。密封板上表面竖直转动安装有贯穿匚形架水平段的第二丝杠。匚形架的竖直段底端水平固定安装有位于密封板下方的安装板。安装板下表面呈环形均匀固定安装有若干个竖直板，安装板下表面对应每个竖直板的位置水平滑动配合有限位块。限位块底面为斜面且限位块与竖直板之间水平安装有支撑弹簧。机油将人造石墨电极胚料浸没后，通过转动第二丝杠驱动匚形架和安装板向下移动，直至限位块底面贴合到人造石墨电极胚料顶部边缘。人造石墨电极胚料上下高频振动过程中，通过支撑弹簧的弹力作用推动限位块始终贴合在人造石墨电极胚料顶部边缘，对人造石墨电极胚料起到限位作用，避免人造石墨电极胚料发生倾倒。

(三)有益效果

本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明解决了目前在人造石墨电极机加工预处理过程中存在的以下问题：对人造石墨电极胚料进行浸渍过程中，将人造石墨电极胚料送入浸渍罐体时无法对人造石墨电极胚料起到缓冲作用，容易导致人造石墨电极胚料与浸渍罐体发生碰撞，损伤造人造石墨电极胚料；且浸渍完成后将造人造石墨电极胚料取出过程中需要借助外部吊具，操作不便；由于人造石墨电极胚料内部的空隙孔径非常小，通过机油的自身流动渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中需要花费较长时间，预处理的效率较低。

(2)本发明对人造石墨电极胚料进行浸渍过程中，将人造石墨电极胚料送入浸渍罐体时通过缓冲机构对承托机构和人造石墨电极胚料的下降过程起到缓冲作用，避免了因人造石墨电极胚料下降过快导致的与工作腔表面之间的碰撞，进而避免了损伤人造石墨电极胚料；本发明浸渍完成后将人造石墨电极胚料取出过程中，只需转动第一把手即可驱动承托机构和人造石墨电极胚料上升，无需借助外部吊具，操作方便。

(3)本发明对人造石墨电极胚料进行浸渍过程中，驱动安装环和密封板对工作腔进行密封，通过驱动安装环和密封板下移对工作腔内的空气进行加压，从而使得工作腔内的机油在压力作用下加速渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中，提高了预处理的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例中人造石墨电极机加工预处理方法的步骤图；

图2为本发明实施例中人造石墨电极机加工预处理装置的第一立体结构示意图；

图3为本发明实施例中人造石墨电极机加工预处理装置的第二立体结构示意图；

图4为本发明实施例中人造石墨电极机加工预处理装置的内部结构示意图；

图5为本发明实施例中缓冲机构的结构示意图；

图6为图4中a处的放大示意图。

图中：1-罐体、2-工作腔、3-竖直槽、4-竖直杆、5-水平板、6-承托机构、61-导向盘、62-升降柱、63-缓冲弹簧、64-承托盘、7-第一齿轮、8-第二齿轮、9-主轴、10-第一锥齿轮、11-转轴、12-第二锥齿轮、13-第一把手、14-缓冲机构、141-环形安装座、142-圆形板、143-弧形块、144-滑槽、145-滑块、146-复位弹簧、147-挡块、15-支撑腿、16-支撑环、17-导向杆、18-安装环、19-第一丝杠、20-第二把手、21-密封板、22-橡胶海绵圈、23-安装杆、24-顶块、25-匚形架、26-第二丝杠、27-安装板、28-竖直板、29-限位块、30-支撑弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实施例提供了一种人造石墨电极机加工预处理方法，包括以下步骤：

步骤一、原料煅烧：将碳质原料在隔绝空气的条件下进行煅烧处理，得到糊料。

步骤二、挤压成型：在压力下使得糊料通过圆柱形的模嘴，糊料成为圆柱形的胚料。

步骤三、胚料焙烧：将胚料在隔绝空气的条件下进行焙烧。

步骤四、胚料浸渍：将焙烧过的胚料浸入机油内浸渍，使得机油渗入胚料内部即可。

其中，步骤四采用如图2至图6所示一种耐高温石墨电极成型加工装置配合完成，所述耐高温石墨电极成型加工装置包括圆柱形的罐体1，罐体1顶面开口且内部开设有圆柱形的工作腔2。工作腔2的侧壁上对称开设有两个竖直槽3，竖直槽3内转动安装有竖直杆4，竖直杆4表面自上而下开设有螺旋槽。竖直槽3内竖直滑动配合有水平板5，水平板5与竖直杆4通过螺旋槽配合。两个水平板5之间安装有承托机构6。打开密封板21，将焙烧后的人造石墨电极胚料送入工作腔2内，通过承托机构6对人造石墨电极胚料进行承托，松开人造石墨电极胚料后，人造石墨电极胚料受到重力的作用推动承托机构6和水平板5沿着竖直槽3方向下降，直至水平板5移动到竖直杆4表面螺旋槽底端。由于水平板5与竖直杆4通过螺旋槽配合，故水平板5下降过程中驱动竖直杆4产生转动。承托机构6包括导向盘61、升降柱62、缓冲弹簧63和承托盘64。导向盘61固定安装在两个水平板5之间。导向盘61上竖直滑动配合有升降柱62，升降柱62底面与导向盘61上表面之间竖直安装有缓冲弹簧63。升降柱62顶面固定安装有与人造石墨电极胚料表面相互配合的承托盘64。将人造石墨电极胚料放置到承托机构6上时，人造石墨电极胚料首先接触到承托盘64，并推动承托盘64和升降柱62下降，升降柱62压缩缓冲弹簧63；直至升降柱62将缓冲弹簧63压缩至最大形变。

竖直杆4底部水平转动安装有位于罐体1底板内的第一齿轮7，罐体1底板内水平转动安装有与第一齿轮7相互啮合的第二齿轮8。第二齿轮8上固定安装有与其轴线重合的主轴9，主轴9底端贯穿罐体1底板且水平固定安装有第一锥齿轮10。罐体1底板下表面通过支架转动安装有转轴11，转轴11一端固定安装有与第一锥齿轮10相互啮合的第二锥齿轮12，转轴11另一端固定安装有第一把手13。罐体1底板下表面安装有缓冲机构14和支撑腿15。竖直杆4转动时带动第一齿轮7转动，第一齿轮7驱动第二齿轮8、主轴9和第一锥齿轮10转动；第一锥齿轮10驱动第二锥齿轮12、转轴11和第一把手13转动。浸渍完成后，需要取出人造石墨电极胚料时，只需反向转动第一把手13驱动第二齿轮8和竖直杆4反向转动，从而对水平板5、承托机构6和人造石墨电极胚料进行提升即可。水平板5、承托机构6和人造石墨电极胚料下降过程中，缓冲机构14对主轴9和第一齿轮7的转动起到阻碍作用，从而对人造石墨电极胚料下降起到缓冲作用。反向转动第一把手13驱动水平板5、承托机构6和人造石墨电极胚料提升过程中，缓冲机构14不会对主轴9和第一齿轮7的转动起到阻碍作用，从而便于对人造石墨电极胚料进行取出。

缓冲机构14包括环形安装座141、圆形板142、弧形块143、滑槽144、滑块145、复位弹簧146和挡块147。环形安装座141与主轴9轴线重合且固定安装在罐体1底板下表面。主轴9上对应环形安装座141的位置水平固定安装有圆形板142。圆形板142的外侧壁上沿其周向均匀固定安装有若干个弧形块143。环形安装座141内侧壁上沿其周向均匀开设有若干个滑槽144。滑槽144内沿环形安装座141径向水平滑动配合有滑块145，滑块145位于滑槽144内的端面与滑槽144端面之间安装有复位弹簧146。滑块145位于滑槽144外的端面上沿竖直方向的轴线转动安装有挡块147。人造石墨电极胚料下降过程中，主轴9带动圆形板142和弧形块143正向转动，弧形块143作用在挡块147上时挡块147不会产生转动，弧形块143只能将挡块147和滑块145同步推入滑槽144内，在此过程中，复位弹簧146对滑块145起到弹力作用，从而对主轴9的转动起到阻碍作用，进一步对人造石墨电极胚料下降起到缓冲作用。主轴9带动圆形板142和弧形块143反向转动时，弧形块143作用在挡块147上时推动挡块147产生转动，缓冲机构14不会对主轴9的转动起到阻碍作用，进而方便将人造石墨电极胚料取出。

工作腔2的侧壁上位于竖直槽3上方水平固定安装有支撑环16。支撑环16上表面竖直固定安装有导向杆17，导向杆17上竖直滑动配合有与工作腔2侧壁滑动配合的安装环18。支撑环16上表面竖直转动安装有贯穿安装环18的第一丝杠19。第一丝杠19顶端固定安装有第二把手20。安装环17中部安装有密封板21。人造石墨电极胚料到达最低点后，向工作腔2内加注机油，直至机油浸没人造石墨电极胚料。关闭密封板21后，转动第二把手20驱动第一丝杠19转动，从而驱动安装环18和密封板21沿着安装环17下降，对工作腔2内机油液面上方的空气进行加压，高压空气挤压机油，使得机油受到空气压力作用加速渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中。安装环18的外侧面以及密封板21的外侧面上安装有橡胶海绵圈22，以提高安装环18与工作腔2侧壁间密封性以及密封板21与安装环18间的密封性，确保安装环18和密封板21下降时工作腔2内机油液面上方的空气压力升高。

第一丝杠19竖直固定安装有贯穿支撑环16和水平板5的安装杆23。安装杆23底端与罐体1底板上表面转动配合。安装杆23上沿其周向均匀固定安装有若干个顶块24。顶块24为楔形且与承托盘64的下表面滑动配合。通过转动第二把手20驱动第一丝杠19转动时安装杆23和顶块24同步转动，顶块24周期性地将承托盘64向上顶起，从而使得承托盘64和人造石墨电极胚料产生高频振动。由于机油渗入人造石墨电极胚料内部的空隙过程中空隙内的空气排出会产生气泡，气泡粘附在空隙表面会阻碍机油的渗入，通过对人造石墨电极胚料进行高频振动，使得气泡脱离空隙，进一步加快了机油的渗入。

密封板21上竖直滑动配合有开口朝下的匚形架25。密封板21上表面竖直转动安装有贯穿匚形架25水平段的第二丝杠26。匚形架25的竖直段底端水平固定安装有位于密封板21下方的安装板27。安装板27下表面呈环形均匀固定安装有若干个竖直板28，安装板27下表面对应每个竖直板28的位置水平滑动配合有限位块29。限位块29底面为斜面且限位块29与竖直板28之间水平安装有支撑弹簧30。机油将人造石墨电极胚料浸没后，通过转动第二丝杠26驱动匚形架25和安装板27向下移动，直至限位块29底面贴合到人造石墨电极胚料顶部边缘。人造石墨电极胚料上下高频振动过程中，通过支撑弹簧30的弹力作用推动限位块29始终贴合在人造石墨电极胚料顶部边缘，对人造石墨电极胚料起到限位作用，避免人造石墨电极胚料发生倾倒。

本实施例中耐高温石墨电极成型加工装置工作步骤如下：打开密封板21，将焙烧后的人造石墨电极胚料送入工作腔2内，通过承托机构6对人造石墨电极胚料进行承托，松开人造石墨电极胚料后，人造石墨电极胚料受到重力的作用推动承托机构6和水平板5沿着竖直槽3方向下降，直至水平板5移动到竖直杆4表面螺旋槽底端。水平板5、承托机构6和人造石墨电极胚料下降过程中，缓冲机构14对主轴9和第一齿轮7的转动起到阻碍作用，从而对人造石墨电极胚料下降起到缓冲作用。人造石墨电极胚料到达最低点后，向工作腔2内加注机油，直至机油浸没人造石墨电极胚料。通过转动第二丝杠26驱动匚形架25和安装板27向下移动，直至限位块29底面贴合到人造石墨电极胚料顶部边缘。关闭密封板21后，转动第二把手20驱动第一丝杠19转动，从而驱动安装环18和密封板21沿着安装环17下降，对工作腔2内机油液面上方的空气进行加压，高压空气挤压机油，使得机油受到空气压力作用加速渗入人造石墨电极胚料内部的空隙中。第一丝杠19转动时安装杆23和顶块24同步转动，顶块24周期性地将承托盘64向上顶起，从而使得承托盘64和人造石墨电极胚料产生高频振动，使得气泡脱离人造石墨电极胚料内的空隙，进一步加快了机油的渗入。浸渍完成后，需要取出人造石墨电极胚料时，只需反向转动第一把手13驱动第二齿轮8和竖直杆4反向转动，从而对水平板5、承托机构6和人造石墨电极胚料进行提升即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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