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【干货】炭素材料生产技术六十九问答之(1-35)

发布日期:2019-11-14  浏览次数:175
核心提示:预焙阳极(代号TY)是铝电解槽的导电阳极,生产预焙阳极的原料是石油焦、沥青焦和煤沥青,它是经过煅烧,粉碎配料、混捏、成型和焙烧等过程而成。

一、机械强度及影响因素


1、抗压强度:当外力为压力时,物体被压碎瞬间的极限抵抗能力。抗弯强度:当外力与物体轴线相垂直,物体受外力作用先呈弯曲到折断瞬间的极限抵抗能力。抗拉强度:当外力为拉力时,物体被拉断的瞬间极限抵抗能力。2、影响因素:(1)颗粒强度系数(2)配料(3)粘结剂(4)煅烧。


二、何为预焙阳极?


预焙阳极(代号TY)是铝电解槽的导电阳极,生产预焙阳极的原料是石油焦、沥青焦和煤沥青,它是经过煅烧,粉碎配料、混捏、成型和焙烧等过程而成。


三、石油焦可分哪几类?


根据焦化的工艺不同,石油焦可分为延迟石油焦和釜式焦,目前采用最广泛的是延迟焦化法生产的延迟焦。


四、改质沥青作为炭素生产粘结剂时有何特点?


1、结焦:残炭值高,焙烧时可产生成更多的粘结焦,制品的机械强度高。2、软化点高,夏天远距离和运输问题易于解决。3、混捏成型过程中沥青逸出的烟气较少,可减轻环境污染。4、使用改质沥青时输送沥青管道温度及混捏温度,成型下和料室温度都要相应提高,沥青熔化温度也高于中温沥青。5、改质沥青含有较多的β树脂和次生QI,具有较高的热稳定性,有利于提高炭块制品的质量。


五、石油焦煅烧前为什么要破碎?


石油焦块度过大,不仅在煅烧工序保证不了煅后焦质量的均一性,而且受到煅烧设备的限制,给加排料造成困难,还会影响中碎设备的效率。因此碳质原料在煅烧前要预先破碎到40mm左右的中等块度,以确保大小块数均能得到均匀的温度煅烧。但碳质原料破碎也不能细,否则会造成粉料过多并增加烧损量。


六、什么叫煅烧?


碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温(1200~1350ºC)热处理的过程称为煅烧,煅烧是炭生产的第一道热处理工序,煅烧使各种碳质原料的结构和物理、化学性质发生了一系列变化。


七、石油焦原料煅烧的目的是什么?煅烧的质量指标有哪几项?


目的是:1、排除石油焦中的水分和挥发份;2、提高石油焦的密度和机械强度;3、改善石油焦的导电性能;4、提高石油焦的抗阳性能。


石油焦的煅烧质量一般用粉末比电阻和真密度两项指标控制,石油焦的煅烧程度越高,则煅后料粉末比电阻越低,同时真密度压越高。


八、罐式煅烧炉的生产操作应注意什么?


1、温度的控制;2、加排料;3、煅烧炉的密封和煅后料的冷却;4、混合料的配比和粒度要求。


九、煅烧高温挥发份石油焦如何防止结焦堵炉?


1、保持底料并适当提高首层火道温度,使加入罐内的石油焦能在入炉后短时间内迅速排出大量挥发份,减少结焦堵炉的可能性.2、勤加料,每次加料量不要过多,同时采取连续加排料机构,使罐内物料经常松动,不易解成大块。3、保持较高的负压,并经常清扫挥发份的出口和挥发份的集中道。


十、影响煅烧炉温度的主要因素有哪些?


1、挥发份的影响;2、空气量的影响;3、负压的影响。


十一、如何保证煅烧炉正常的煅烧操作?


原料按性质不同分别储存在料槽内,为预防设备检修,需要储备一定量预碎过的原料。为保证煅烧要求预碎后的原料粒度不大于40mm,煅烧混合焦在原料库中要求混合均匀,配比准确,预碎后的原料经计量称称量,然后经运输送入加料漏斗,加料漏斗中的原料间歇或连续地送入煅烧罐内进行煅烧,加料应定期适量均匀进行,与排料量相适应.


在煅烧操作方面主要是控制好各层火道温度和废气温度,火道温度的高低可通过调节燃料用量,火道负压,空气预热温度以及挥发份的合理利用来控制。煅后物料经冷却水套降温后经排料装置排出,排出料不应有红料,然后用排料在送往下道工序。


十二、如何正确使用对辊破碎机?


1、要空载起动,严禁破碎腔内有物料时开车。2、定期检查辊皮的磨损情况,及时进行修理或更换。3、加入料分布均匀,否则辊皮会较快磨损,同时还要注意给料块度的大小。4、应注意机器的润滑和轴承的温度。5、停机时,应先停止给料,待料排空后再停机。


十三、影响球磨机生产的因素有哪些?


1、 球磨机的转速;2、装球量;3、衬板形状;4、球磨机直径;5、操作情况。


十四、如何正确使用球磨机?


1、开动前应检查各部件的灵活性,离合器的位置,拧紧紧固件。2、经常检查润滑系统,特别是主轴承,减速箱的润滑。3、出现不正常噪音时应停机检查。4、齿合齿轮的间隙和接触面积要调整适当。5、衬板磨损过度或脱时,要及时更换和填补。6、要定期选球和补加钢球。7、要特别注意两端轴头的同心对中。


十五、如何筛分?何谓筛分?


通过筛子把物料按其尺寸大小不同分成若干粒度级别,这一过程称为筛分。


十六、影响筛分效率的因素有哪些?


1、物料的性质;2、筛面种类和结构参数;3、操作条件。


十七、筛分机和筛面有哪些种类?


1、振动筛;2、筒形筛;3、柜筛;4、摇动筛。


十八、如何正确使用振动筛?


1、在筛子启动前进行全面检查,各连续紧固件要可靠,检查电气元件有无失效,振动(筛)器的主轴是否灵活,轴承润滑情况是否良好。2、筛子的启动顺序是:先启动防尘装置,然后启动筛子,待运转正常后,再均匀给料,停车顺序与此相反。3、筛子在运动时,应密切注意轴承温度和润滑系统情况。4、运转过程中应注意筛子有无强烈噪音,筛子振动应平衡,不准有不正常摆动现象,当筛子有摆动现象发生时,应检查四根支撑弹簧的弹性是否一致,有无折断现象。5、振动筛在运行期间,应定期检查磨损情况,如发现磨损过度的零部件,应及时更换。6、经常检查筛网有无松动,有无因筛网局部磨损造成漏料现象,如发现应立即停车进行修理。


十九、影响振动筛生产能力的因素有哪些?


1、筛网面积;2、振动频率和振幅;3、筛网倾斜度;4、加料情况。


二十、什么原因造成筛分不合格?


在炭素生产中,影响筛分纯度的因素较多,如给料量的多少,给料均匀程度,筛孔形状,筛面运动方式,物料的颗粒形状和含水量等。给料量多,筛面料层过厚,会降低纯度,给料不均匀,会使纯度不稳定。炭素生产广泛采用正方形筛孔的惯性振动筛。筛面往复运动和上下振动有利于物料颗粒接触筛孔,料块与筛面间的相对运动较大,有利于筛分纯度的提高。


二十一、炭素生产配料包括哪几个方面?


1、选择炭素原料的种类;2、确定不同种类原料的比例;3、确定固体炭素原料的粒度组成;4、确定粘结剂的软化点和用量。


二十二、配料岗位如何做到配料稳定?


为了保证产品配料粒度的稳定性,一方面要经常从各贮料斗取样进行筛分分析,检查配料纯度是否波动,发现波动过大,要及时采取措施。一方面还要定期从贮料斗取各种粒度物料,按配方的百分组成进行筛分分析,检查看是否符合技术要求,如不符合要求,应立即停止配料,更新调整配方,或把不合格的物料排出,直至符合要求,才能继续配料,要定期检查配料设备,保持配料准确性,以避免配料误差,称量一定要严格按配料单进行,并且要迅速准确。不能超过规定误差。


二十三、粘结剂的作用是什么?


1、对炭素物料有很好的浸润性和粘结力,这样才能保证糊料具有良好的可塑性。2、粘结剂应具有较高的含炭量和折焦率。3、粘结剂应为热塑性物质,常温下为固体,稍加热熔化成液体,冷却后立即硬化。4、来源广,价格便宜。


二十四、如何确定粘结剂用量?


1、产品配方的粘结剂组成;2、物料颗粒性质;3、成型方法。


二十五、何谓混捏?它在炭素生产中起什么作用?


固体炭素原料颗粒和粉料与粘结剂一起,在一定的温度下搅拌,混合成为可塑性糊料,这一生产工序成为混捏。混捏在炭素生产中直至以下三方面作用:1、使各种原料的均匀混合,同时使各种不同大小的颗粒均匀的混合和填充,形成结实程度较高的混合料。2、便于物料和粘结剂混合均匀,液体粘结剂均匀的涂布在干料颗粒表面,靠粘结剂的粘结力把所有颗粒互相粘结起来,赋予糊料以塑性利用成型。3、使粘结剂部分地渗透到干料颗粒的孔隙中,进一步提高粘结剂性和糊料的密实程度。


二十六、为什么要控制干料干混温度?


如果干料干混温度过低,原已吸附在固体炭素原料颗粒表面的水分就不能脱除这些水在颗粒表面形成极强性的吸附层,会显著降低沥青对固体炭素原料颗粒的润湿作用。如果干混时各种干料颗粒的温度低于所加入液体沥青的温度,当沥青与干料颗粒相接触时,沥青的温度会有所降低,从而使沥青粘度增加,使沥青对干料的润湿和渗透作用变差,导致糊料塑性不好,糊料混捏质量的降低。因此在保证干料干混温度与加入液体沥青的温度相接近,一般干料温度低于沥青温度10ºC。


二十七、如何控制糊料混捏温度?


糊料的最适宜混捏温度视粘结剂的软化点而定,一般来说,混捏温度应该选定比粘结剂软化点高出50~80ºC,采用中温沥青时,混捏温度最好保持在115~~150ºC内,以130ºC左右为最适当。采用改质沥青,混捏温度提高到160~180ºC。

在混捏过程中,不允许混捏温度降低到规定以下,否则会降低粘结剂对骨料颗粒的浸润性和糊料的流动性,使混捏困难。因此,当加热温度低时,应延长混捏时间,待达到指标后再加入粘结剂。混捏温度与气候也有一定关系,冬天气温低,糊料出锅后散热快,因此,冬天的混捏温度应比其它季节稍微高一些。


二十八、如何正确操作混捏锅?


1、 开机前检查减速机的油量和轴承的润滑情况,检查所有紧固件是否松动。2、开动后经常检查电机、减速机、轴承座的温度和声音以及振动情况,混捏锅在运转中转动部件应平衡,无撞击声,齿轮咬合无噪音,各轴承温度不超过70ºC,电机电流稳定,如有异样立即停机。3、下料要均匀,防止杂物进入。4、停机前先停止下料,待机内料基本排空后再停机。


二十九、混捏时间是根据什么来确定的?


1、混捏温度较低时,可适当延长混捏时间;混捏温度较高时,可适当缩短混捏时间。2、使用软化点较低的粘结剂,在同样的混捏温度下可适当缩短混捏时间。3、配料中粉状小颗粒越多,应适当延长混捏时间。4、加入生碎时应适当延长混捏时间。5、混捏时因故停机,应保温并延长混捏时间。


三十、影响混捏质量的因素有哪些?


1、温度;2、时间;3、干料性质;4、粘结剂。


三十一、沥青量过多时,为什么不能用干料调配?


粘结剂煤沥青的用量取决于炭素原料颗粒的表面及其对沥青的吸附能力,按规定加入一定量的沥青可以使糊料混捏均匀并且塑性好,在混捏过程中当干料加入量过多时,可加入沥青进行调配,但如果沥青量过多时,则不能加入干料调整。这是因为所加干料颗粒流动性不如液体沥青,不能够均匀的分布在整个糊料中,而是在糊料局部集结,出现夹干料现象导致整个糊料质量不均匀。


三十二、压出生坯为什么要立即进行冷却?


刚出成型机生产出的生坯是由可塑性糊料构成,内含粘结剂煤沥青便于粘稠状态,生坯形状和尺寸还不稳定,因此,生坯离开成型机后要立即淋水并浸泡在凉水中冷却,使生坯温度降至沥青软化点以下。沥青重新冷却凝固成固态,使生坯形体稳定下来,这样生坯就不会弯曲和变形。冷却水温度不应高于30ºC,一般情况下,大规格毛坯在凉水中浸泡3~5小时,中小规格毛坯浸泡1~3小时,毛坯就可充分冷却。夏季压出的生坯冷却应长一些。


三十三、生坯密度不均匀是如何产生的?


1、炭素糊料是热塑性,具有一定粘弹性,传递压力的能力不如液体,压力在糊料中呈递减趋势,导致生坯密度不均匀。2、糊料与模壁的磨擦以及糊料颗粒间的磨擦导致压力损失,使压力分布不均匀,而导致密度不均匀。3、糊料中不等轴颗粒在生坯表层和内部的定向性存在差异,影响了生坯密度的均匀性。


三十四、什么是焙烧?


成型后的生制品的焙烧,是在焙烧炉内用保护介质在隔绝空气的情况下以热煤气为燃料,按一定的升温速度进行间接的加热处理过程。


三十五、焙烧的目的是什么?


炭素制品经过焙烧,使制品中的粘结剂转化为焦炭,在炭素粉末颗粒间形成焦炭碳网格把它们紧密地连接起来,构成具有固定的几何形状,一定的机械性能和理化指标的整体。1、排除挥发份;2、降低电阻率改善制品的导电性能;3、使体积进一步收缩,改变其理化性能;4、为石墨化工序创造条件;5、使粘结剂煤沥青焦化。


来源: 摘自《炭材料生产技术600问》   作者:许斌 王金铎         


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