《大颗粒低油比预焙阳极的研制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大颗粒低油比预焙阳极的研制（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大颗粒低油比预焙阳极的研制大颗粒低油比预焙阳极的研制铝用碳素大颗粒低油比预焙阳极的研制赵福禄 张景新 刘吉元( 抚顺铝厂碳素分厂 辽宁无顺 113001) 摘要: 抚顺铝厂自 1979 年生产预焙阳极以来, 一直沿用小颗粒, 大油比配方生产预焙块。1997 年 4、5 月份开始研制大颗粒、低油比配方, 现已在生产中推广, 解决了原配方裂纹多、理化性能差的不足之处, 经生产试验预焙阳极成品率提高到 971 3%, 理化指标达到国标要求。关键词: 大颗粒 低油比 预焙阳极 抚顺铝厂 135kA 中间下料预焙电解槽是我国自行研制的, 所采用的预焙阳极由抚顺铝厂碳素厂生产, 阳极外形尺寸为 740mm
2、 410mm 430mm( ? 15) mm。每台槽共 20 组阳极, 每组由三块组成。这种预焙阳极一直生产到 1994 年, 1995 年将一组预焙阳极的三小块合并成一大块, 规格为 1190mm 740mm 480mm。但小颗粒配方没有改变。经过 1995 1996 年两年的生产结果统计看, 因裂纹多导致大块预焙阳极废品率增加, 至少造成 10% 的废品。暴露了小颗粒配方在生产大规格预焙块生产中存在的不足。同时预焙块理化性能按国标要求不理想。于是在 1997 年 4、5月份开始研制大颗粒、低油比配方试验, 取得了较好的经济效益和社会效益, 技术指标达到国标要求并经过总厂批准全面采用此项科研
3、成果。1 原料的选择1. 1 焦炭生产预焙阳极使用的焦炭有三种, 对于它们的技术要求见表 1。延迟石油焦是生产阳极的主要原料, 焦化焦、沥青焦主要用于煅前配料, 防止在煅烧过程中结焦堵料, 同时起到增强产品的机械强度的作用。表 1 焦炭技术标准项目品种标准水分灰分挥发分硫分 1300, e Z % Z % Z % Z % 煅烧 5h 后真密度 g / cm3 延迟焦 3 015 12 110 21 08 焦化焦 3 016 115 110 沥青焦 3 016 115 110 上述焦炭经煅烧后应满足如下技术要求( 见表 2) 。表 2 煅烧后焦炭成分表项 目真密度g/ cm3 灰 分% 挥发份%
4、 粉末比电阻8mm2/m 标 准2101 01 6 01 5 600 行走装置传动电机功率 2 115kW 行走装置行走速度 26182m/ min 3 结 论a. 采用该装置可代替人工操作, 改善劳动条件, 提高了生产力。b. 清渣机采用电动和手动两种组合方式, 操作方便自如。c. 该机组技术先进, 结构合理, 填补了该项技术的国内空白。该设备现已在国内许多热法镁厂得到推广使用。参 考 文 献1 徐日瑶主编. 镁冶金学. 冶金工业出版社. 1981 2 内部资料. 清渣机组设计图纸及资料收稿日期: 1997- 11- 05 1998 年 l 3 轻 金 属 # 47 # 1. 2 煤沥青采用
5、中温煤沥青技术标准( 见表 3) 。表 3 中温煤沥青技术标准项 目软化点, e ( 环球法) 挥发分% 灰 分% 游离炭% 水 分% 标准 75 95 60 70 015 18 25 1 2 配方的研制2. 1 我厂采用振动成型法生产预焙阳极生坯, 因此所采用的干料配方、粘结剂用量必须满足振动成型工艺条件。正确选择各种粒级比例、粘结剂的用量对预焙阳极的理化性能及成品率是至关重要的, 因此研制配方显得尤为重要。选择配方主要根据: ) ) ) 适合于本厂现有设备, 能够保证物料平衡。) ) ) 达到或超过产品的国家技术标准。) ) ) 提高产品的成品率和产量。粘结剂用量及干料粒级组成: 此次配方
6、的研制将干料量与沥青用量按重量比分三个技术条件进行, 分别为: 干料 B 沥青= 83B17 干料 B 沥青= 84B16 干料 B 沥青= 85B15 正确选择各种粒级的比例, 对制造出强度高、结构致密的产品十分重要。干料的粒级分配如下: 10 4mm, 4 1mm, 0 1mm, - 0115mm, 共四个粒级。2. 2 采用最大容重法确定干料配方干料配方步骤如下: 在选择的四个粒级中, 首先用最大粒级10mm 4mm 100g 使之与 0g 100g 的 4mm 1mm 的粒级料充分混合, 取所得到最大容重的混合料 100g, 再与 0 100g 的 0 1mm 的颗粒料混合, 取其最大
7、的容重 100g, 再与粉料10115mm 以下, 其中 01075mm 以下占( 67 ? 3%) 2 混合。经过试验最大容重为 1114g / cm3, 0mm 1mm 粒级在配料系统中取消。我们又分别将 10mm 4mm, 4mm 1mm, 1mm 0mm, - 0115mm 0mm 的干料, 按接近最大容重 1114g/ cm3 分成三种配方, 油比也分别为 15%、16%、17%, 开展正交试验, 以确定最佳生产工艺配方及工艺参数。不同粒级干料与油比配方见表 4。表 4 配 方 表试验号A B C D 10 4, % 4 1,% 粉料,% 油比, % 1 X1 Y1 Z1 15 2
8、X2 Y2 Z2 16 3 X3 Y3 Z3 17 注: X1、X2、X3 为百分含量, 其它同。采用 L9( 34) 正交试验表以确定配方。正交试验配方见表 5。表 5 预焙阳极配方试验方案表试验号A B C D 10 4,% 4 1, % 粉料, % 油比, % 生块体积密度g / cm3 1 1(X1) 1(Y1) 1( Z1) 2( 16) 1160 2 2(X2) 1 3( Z3) 1( 15) 1162 3 3(X3) 1 2( Z2) 3( 17) 1164 4 1 2(Y2) 2 1 1166 5 2 2 3 3 1165 6 3 2 1 2 1168 7 1 3(Y3) 1
9、3 1170 8 2 3 2 2 1160 9 3 3 3 1 1163 通过试验认为第六次试验方案最佳: 混合干料的容重为 1112g/ cm3; 生块体积密度达到 1168g / cm3; 配方为 X3、Y2、Z1, 沥青为 16%。考虑到使用中温沥青, 因其结焦值较高温沥青低, 故在振动成型后, 选择生块体积密度偏高一些为好, 此次试验中温沥青含量较小颗粒配方油比降低 2%。此次在混捏工序, 振动成型工序所采用的工艺条件见表 6。表 6 振动成型工艺条件表项目混捏量kg 干混时间min 干料温度e 湿混时间min 出锅温度e 参数 2800 30 100 115 20 145 165 振
10、动成型工艺条件如下: 比压: 01108MPa 模具温度: 85 110, e 振动时间: 60 秒 90 秒 # 48 # 轻 金 属 1998 年 l 3糊料温度: 140 e 160 e 3 焙烧试验过程焙烧试验采用本厂 38 室敞开式焙烧炉进行焙烧, 分别采用 240 小时/ 6 室和 180 小时/ 5 室, 焙烧升温曲线见图 1、见图 2。图 1 240 小时/ 6 室焙烧升温曲线图 2 180 小时/ 5 室焙烧升熳曲线焙烧后理化指标见表 7。表 7 理化指标分析结果表分析结果编号抗压结果比电阻真密度体积密度灰 分MPa 8 mm2/ m g / cm3 g / cm3 % D1
11、 38187 56102 2105 1160 0145 D2 40121 54128 2104 1158 0154 D3 37123 5519 2104 1157 0161 D4 39128 57132 2103 1155 0159 D5 34165 55189 2103 1154 0172 D6 34165 55189 2105 1156 0163 D7 36148 57100 2104 1155 0175 D8 35109 53128 2103 1156 0128 D9 38187 5616 2104 1155 0148 平均 37122 56106 2104 1156 0156 国标 2
12、9 60 21 0 1150 1% 此次试验按常规取样分析法, 每炉室一块, 共 9 室, 试验块数共 972 块。从试验分析结果看, 均达到国标要求。在试验的 972 块中有 18 块废品, 其中掉角3 块, 氧化 9 块, 碳碗裂纹 4 块, 变形两块。成品率为 98118%, 经 3 个月验证推广后的成品率达到 9713%。抚顺铝厂每年预焙阳极产量 2 万 t , 可减产废品 1600t 以上, 为厂节支 290 多万元。预焙阳极在铝电解使用过程中压降降低, 吨铝碳耗减少到 610kg / t ( 毛耗) , 铝电解用户反映良好。4 结 论a. 使用中温沥青生块的体积密度较用高温沥青的生块体积密度偏大为好。b. 降低粘结剂用量, 在选择干料的容重上适当低一些, 这样可以提高生块的体积密度。c. 采用大颗粒配方可以减少预焙阳极因裂纹造成的废品。d. 采用中温沥青、大颗粒制造预焙阳极的成功, 为结束小颗粒配方, 采用中温沥青生产大规格阳极提供了技术依据。参 考 文 献1 碳石墨制品生产. 冶金工业出版社, 1985 2 谢有赞. 碳石墨材料工艺. 湖南大学出版社, 1988 3 路忠胜. 铝用碳素材料检测. 冶金工业出版社, 1994 4 荒川正文. 粒度测定法. 化学工业社, 1976 收稿日期: 1997- 10- 22. 1998 年 l 3 轻 金 属 # 49 #
