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【摘 要】本文结合了阳极炭素生产实际情况,阳极炭素煅烧、成型、焙烧的生产工艺等方面分析了预焙阳极生产过程中需要注意和控制的几点因素,并提出了改进措施。
【关键词】质量;预焙阳极
1 前言
预焙阳极作为电解槽的“心脏”,预焙阳极质量的好坏直接影响到电解槽生产工艺技术条件的好坏。预焙阳极质量的提高对于降低电解吨铝阳极单耗、提高电流效率、提高铝品位等经济技术指标有着极其重要的作用,而生坯质量更是决定了预焙阳极的质量。因此成型生产工艺对于预焙阳极质量至关重要。
2 成型生产过程中需注意的事项
(1)生产设定配方与实际配方的一致性
江苏大屯铝业公司阳极炭素工程为贵阳铝镁设计院设计的年产量6.4万吨的电解铝配套项目,成型设计选用配方为4粒级大颗粒配方,其中最大颗粒为12mm,预焙阳极工艺设计配方见表4.
表4 预焙阳极工艺设计配方表
12~6(mm) 17±1%
6~3(mm) 10±1%
3~0(mm) 43±1%
焦粉(-200目占75%) 30±1%
配方的是成型生产的核心,生产配方的运行情况对于提高阳极的体积密度等各项指标都有极其重要的意义。生产过程中对于配方的设计选定并不是很难的问题,但生产实际配方与设计配方的一致性是我们生产过程中经常遇到的问题,同样的一个配方但其生产过程中物料的纯度变化较大就会导致预焙阳极质量的波动。因此在成型生产过程中特别需要对成型各骨料粒度的筛分保证实际配方与生产设定配方的一致。
(2)球磨粉的纯度稳定
球磨粉和小颗粒在配料中的作用主要是填充大颗粒间的空隙,在一定范围内增加小颗粒和粉料的用量,可以提高预焙阳极的密度和机械强度,减少预焙阳极的气孔率,且在焙烧后外观质量更好。但是粉料含量过高则会导致生坯弹性后效过大,在炭块成型后提出模具时易产生裂纹;且由于粉料含量过大阳极生坯弹性后效更大,因而后续生产过程中会导致产生裂纹废品,并且使得阳极的抗热震性和抗氧化性能下降。另外由于粉料的比表面积较大,配料时所需要黏结剂的量更多,这就导致了制品焙烧后气孔率增大,降低制品的机械强度。粉料量过少,则使糊料塑性降低,阳极炭块的体积密度降低,炭块空气渗透率大,电阻率下降,理化指标不合格。
(3)瀝青配比
沥青的配比占干料的15.5±0.5%,沥青的加入量在生产过程中需要严格控制,因为沥青添加量直接影响到预焙阳极质量的高低。沥青加入量过高时,由于生坯中沥青含量高在焙烧后沥青挥发份逸出后反而会降低预焙阳极的体积密度;由于生坯中的沥青含量过高导致挥发份含量增多因而同样会增加预焙阳极的气孔率从而降低了预焙阳极的体积密度;同时沥青含量的增加容易造成生坯在焙烧升温时炭块变形,焙烧出炉后填充料粘结严重增加清理难度。沥青含量加入少则会导致预焙阳极抗裂纹能力降低造成预焙阳极裂纹增加。在生产过程中一般情况下配方中粉料含量较高时需要增加沥青的配入量,粉料量较低时同比需要减少沥青的配入量。
(4)混捏工艺参数
混捏温度是影响糊料混捏效果的主要因素我厂采用的混捏设备为BUSS公司生产的连续混捏机,其
优点是产能大、连续生产、环境好,对糊料混捏温度控制精确等。混捏温度主要会影响沥青在混捏过程中
的黏度和表面张力。混捏温度低时,沥青黏度大,浸润效果差,混捏不均,不能使固体炭质骨料与沥青充分均匀混合,沥青对干料的润湿黏附不好,导致生坯结构不均匀、制品性能不均,同时会增加混捏设备的负荷,影响其寿命。混捏温度高则沥青黏度小,浸润效果好,混捏均匀,成型生坯结构均匀;提高混捏温度可以保证沥青充分渗透到炭质物料中去,但是过高的混捏温度容易导致沥青性能的变化,轻质组分分解和挥发,部分组分发生缩聚,使得糊料塑性变差,而且过高的糊料混捏温度对下一工序糊料冷却也造成较大影响易导致糊料成型温度过高。我厂糊料的混捏温度确定在175±5℃,混捏功率为150Kw/h。
3 结论
(1) 配方是提高炭阳极体积密度的根本,生产配方一定要保证其各种粒级物料的纯度达到要求。
(2) 粉料中200目纯度的稳定可以防止预焙阳极裂纹,稳定沥青加入量。
(3) 混捏温度和混捏功率是生坯质量的保证。
参考文献:
[1] 许斌 王金铎编著.炭材料生产技术600问.冶金工业出版社.
[2] 王平甫 宫振等编著.铝电解炭阳极生产与应用.冶金工业出版社.
[3] 王平甫 罗英涛.浅谈我国炭阳极行业的技术进步.中国铝业,2011年01期.P31~8.
【关键词】质量;预焙阳极
1 前言
预焙阳极作为电解槽的“心脏”,预焙阳极质量的好坏直接影响到电解槽生产工艺技术条件的好坏。预焙阳极质量的提高对于降低电解吨铝阳极单耗、提高电流效率、提高铝品位等经济技术指标有着极其重要的作用,而生坯质量更是决定了预焙阳极的质量。因此成型生产工艺对于预焙阳极质量至关重要。
2 成型生产过程中需注意的事项
(1)生产设定配方与实际配方的一致性
江苏大屯铝业公司阳极炭素工程为贵阳铝镁设计院设计的年产量6.4万吨的电解铝配套项目,成型设计选用配方为4粒级大颗粒配方,其中最大颗粒为12mm,预焙阳极工艺设计配方见表4.
表4 预焙阳极工艺设计配方表
12~6(mm) 17±1%
6~3(mm) 10±1%
3~0(mm) 43±1%
焦粉(-200目占75%) 30±1%
配方的是成型生产的核心,生产配方的运行情况对于提高阳极的体积密度等各项指标都有极其重要的意义。生产过程中对于配方的设计选定并不是很难的问题,但生产实际配方与设计配方的一致性是我们生产过程中经常遇到的问题,同样的一个配方但其生产过程中物料的纯度变化较大就会导致预焙阳极质量的波动。因此在成型生产过程中特别需要对成型各骨料粒度的筛分保证实际配方与生产设定配方的一致。
(2)球磨粉的纯度稳定
球磨粉和小颗粒在配料中的作用主要是填充大颗粒间的空隙,在一定范围内增加小颗粒和粉料的用量,可以提高预焙阳极的密度和机械强度,减少预焙阳极的气孔率,且在焙烧后外观质量更好。但是粉料含量过高则会导致生坯弹性后效过大,在炭块成型后提出模具时易产生裂纹;且由于粉料含量过大阳极生坯弹性后效更大,因而后续生产过程中会导致产生裂纹废品,并且使得阳极的抗热震性和抗氧化性能下降。另外由于粉料的比表面积较大,配料时所需要黏结剂的量更多,这就导致了制品焙烧后气孔率增大,降低制品的机械强度。粉料量过少,则使糊料塑性降低,阳极炭块的体积密度降低,炭块空气渗透率大,电阻率下降,理化指标不合格。
(3)瀝青配比
沥青的配比占干料的15.5±0.5%,沥青的加入量在生产过程中需要严格控制,因为沥青添加量直接影响到预焙阳极质量的高低。沥青加入量过高时,由于生坯中沥青含量高在焙烧后沥青挥发份逸出后反而会降低预焙阳极的体积密度;由于生坯中的沥青含量过高导致挥发份含量增多因而同样会增加预焙阳极的气孔率从而降低了预焙阳极的体积密度;同时沥青含量的增加容易造成生坯在焙烧升温时炭块变形,焙烧出炉后填充料粘结严重增加清理难度。沥青含量加入少则会导致预焙阳极抗裂纹能力降低造成预焙阳极裂纹增加。在生产过程中一般情况下配方中粉料含量较高时需要增加沥青的配入量,粉料量较低时同比需要减少沥青的配入量。
(4)混捏工艺参数
混捏温度是影响糊料混捏效果的主要因素我厂采用的混捏设备为BUSS公司生产的连续混捏机,其
优点是产能大、连续生产、环境好,对糊料混捏温度控制精确等。混捏温度主要会影响沥青在混捏过程中
的黏度和表面张力。混捏温度低时,沥青黏度大,浸润效果差,混捏不均,不能使固体炭质骨料与沥青充分均匀混合,沥青对干料的润湿黏附不好,导致生坯结构不均匀、制品性能不均,同时会增加混捏设备的负荷,影响其寿命。混捏温度高则沥青黏度小,浸润效果好,混捏均匀,成型生坯结构均匀;提高混捏温度可以保证沥青充分渗透到炭质物料中去,但是过高的混捏温度容易导致沥青性能的变化,轻质组分分解和挥发,部分组分发生缩聚,使得糊料塑性变差,而且过高的糊料混捏温度对下一工序糊料冷却也造成较大影响易导致糊料成型温度过高。我厂糊料的混捏温度确定在175±5℃,混捏功率为150Kw/h。
3 结论
(1) 配方是提高炭阳极体积密度的根本,生产配方一定要保证其各种粒级物料的纯度达到要求。
(2) 粉料中200目纯度的稳定可以防止预焙阳极裂纹,稳定沥青加入量。
(3) 混捏温度和混捏功率是生坯质量的保证。
参考文献:
[1] 许斌 王金铎编著.炭材料生产技术600问.冶金工业出版社.
[2] 王平甫 宫振等编著.铝电解炭阳极生产与应用.冶金工业出版社.
[3] 王平甫 罗英涛.浅谈我国炭阳极行业的技术进步.中国铝业,2011年01期.P31~8.