预焙阳极生产工艺.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,预焙阳极生产工艺,预焙炭素阳极的生产工艺及设备,目前炭素厂主要的生产工艺流程如图,1,。,石油焦,沥 青,粗 碎,破 碎,煅 烧,中 碎,熔 化,筛分分级,球 磨,粗 粒,中 粒,细 粒,球磨粉,残 极,生 碎,图,1,预焙阳极生产流程简图,预热,混涅,成型,焙 烧,预焙阳极,阳极组装,原料的准备和煅烧,1,原料的准备,包括内容：原料的验收入库和煅烧前的准备。,进厂石油焦首先通过带网格的受料漏斗进行筛选，其中小于,300mm,的料进粗碎设备进行破碎，而大于,300mm,的料需经人工打碎后再进漏斗过筛。粗碎设备：主要有齿式对辊破碎机或颚式破碎机。其技术要求是：石油焦破碎完毕后粒度控制在,50-70mm,。,进厂的沥青经破碎后送入沥青熔化槽进行熔化，使其成为液体沥青。一般破碎沥青的设备多为环锤式破碎机。,2,石油焦煅烧,1,、煅烧的目的：,1,）、排除原料中的水分和挥发分；,2,）、促使单体硫气化和化合态硫的分解；,煅烧的结果：提高原料的真密度、机械 强度、导电性和抗氧化能力。,2,、煅烧的主要技术参数,控制煅烧带温度不低于,1250,，不高于,1350,。,3,、煅烧设备,煅烧设备主要有回转窑、罐式煅烧炉、电热煅烧炉等三种，目前，大多数炭素厂采用回转窑，。,成型,包括工序：预热、混捏、成型,1,预热,1,、目的：将各种粒级的骨料混合均匀并加热，为混捏工序打基础。,2,、技术参数：要求骨料从预热螺旋出口的温度要达到,140-160,。,2,混捏,1,、定义：将各种粒级的骨料与粘结剂在一定温度下搅拌、混合，从而获得塑性糊料。,2,、目的：,1,）,物料混合均匀；,2,）,不同颗粒达到合理堆积，提高密实度,；,3,）,粘接剂渗透到各种骨料的空隙中，提高了物料的粘接性和密实度。,3,、混捏设备,双（单）轴搅拌混捏锅：是间歇生产方式，比较适合于规模不大的炭素厂。,双轴搅拌连续式混捏机：是连续生产方式，适合于规模较大的炭素厂。,目前混捏设备的加热方式（热源）主要是蒸汽或电热。,成型,制备,阳极生块阳极仓库,吊装阳极生块,1,、定义,：成型是将混捏好的炭素糊料用加压设备压制成具有一定形状和具有较高密度的半成品（生块）。,2,、成型设备,在炭素材料生产中常用的成型方法有挤压法和模压法，还有振动成型法、等静压成型法和捣固法。铝用炭素阳极的成型方法多用振动成型法，使用的设备为振动成型机。,3,、成型原理,利用高速振动（每分钟达,2000-3000,次，振幅为,1-3mm,）的振动机组，使装在成型模内的糊料处于强烈的振动状态，使炭糊获得相当大的触变速度和加速度，在颗粒间的接触边界产生应力，引起颗粒的相对位移，使糊料内部空隙不断降低，整体密度逐渐提高，达到成型的目的。,4,、成型工艺及技术参数,每一块炭素阳极的成型生产周期包括固定成型模、加料、振动、脱模等操作过程。在生产中常采用一边加料，一边振动的操作方法，当料加到一定的高度即压上重锤，同时继续振动，振动时间视阳极规格的大小而不同。如用于,160KA,预焙槽的阳极炭块振动成型时间为,1,分钟左右。振动时间结束即脱模，阳极生块制备完毕。,生块焙烧,焙烧工艺的作用,焙烧是影响炭素制品物理化学性能很大的一道关键工序。它是将压型后的炭块在隔离空气的条件下进行热处理，使粘接剂转变为焦炭。由于生块中的沥青牢固地包裹在炭素颗粒之间的过度层，当高温转化为焦碳后，就在半成品中构成界面炭网格层，具有搭桥、加固的作用。经过焙烧的炭素阳极其机械强度稳定，并能显著提高其导热性、导电性和耐高温性。焙烧过程是一个复杂的过程，伴随着许多化学变化，影响焙烧工艺的关键技术参数是焙烧温度。,焙烧过程中的物理化学变化,一般情况下，在焙烧过程中，预焙阳极受热将发生一系列的变化。该变化大致分为四个阶段：,第一阶段：当阳极加热到,200250,时，由于粘接剂沥青开始软化，导致阳极坯体变软，体积增大，但质量并不减少；,第二阶段：随着焙烧温度的继续增加，粘接剂沥青中的易挥发组分挥发逸出。在温度,400,左右，沥青的粘结能力降低；,第三阶段：在,500-600,时，阳极开始硬化，同时体积收缩，导电性与机械强度增加；,第四阶段：焙烧温度超过,600,，挥发分已基本排出，再继续加热，阳极本身的化学变化逐渐停止，外部与内部收缩微弱。但阳极的真密度、气孔率以及强度、硬度和导电性继续增加，阳极颜色由黑色变为灰色。,焙烧工艺及设备,1,、焙烧曲线,阳极炭块的焙烧过程是通过一个从升温到降温的温度制度的实行而完成的。因此，在焙烧工序开始前必须制定一个合理的焙烧曲线。,确定焙烧曲线的依据：,A,、,焙烧炉型；,B,、,焙烧产品的规格；,C,、,焙烧操作水平。,焙烧工艺,焙烧工艺因炉型不同而有所区别，但基本工序包括：装炉、点火升温、保温、冷却、出炉、清砂、检测。,上述工序都不难理解，只是对清砂工序稍作解释。,在炭素阳极被焙烧的过程中，因粘接剂沥青的软化，有可能使炭素阳极变形，因此在生块入炉时，在其周围缝隙中填满一些细颗粒的炭素填充料（称其为焙砂）来支撑阳极，同时，填充料还可以阻止炭块与空气接触，以免在高温焙烧过程中被空气氧化。在阳极焙烧完毕出炉时，阳极表面会附着一些填充料颗粒，须对其进行清除才能成为最终的焙烧熟块。,3,、焙烧设备,阳极焙烧炉,铝用炭素阳极的焙烧设施有隧道窑、导焰窑和多室环式焙烧炉（也称为轮窑）等，对于当前规模化、集团化生产的企业，采用多室环式焙烧炉比较合算。,1,）多室环式焙烧炉的工作特点,多室环式焙烧炉分封闭式（带活动炉盖）和敞开式（不带炉盖）两种。多室环式焙烧,炉属于连续作业炉，而就每个单体炉室而言是周期性的循环作业炉。,多室环式焙烧炉的优点是：焙烧产品质量较好，热效率比导焰窑高，装出炉机械化程度高，从整炉来看，生产连续性强，产量高。,多室环式焙烧炉的缺点是：基建投资大，厂房结构要求高，不适合小规模生产。,多室环式焙烧炉的炉室数有：,18,室、,20,室、,30,室、,32,室等几种规格。例如：广西平果铝业公司炭素厂使用的是,18,室环式焙烧炉，其中预热焙烧,5,室，冷却,8,室，装炉、出炉各,1,室，密封,2,室和检修,1,室。焙烧炉使用的燃料有煤气和重油。,上图表示大型预焙阳极工业焙烧的典型温度曲线，热电偶插在炉盖下方的烟气中。,