铝电解炭素工艺教程
铝电解炭素工艺教程
铝电解预焙炭素阳极生产工艺
前言
自1886年美国的Hall和法国的Heroult发明炼铝的基本方法——Hall-Heroult高温熔盐电解炼铝法以来，铝电解工业无论在工艺技术水平，还是在生产规模以及在自动化程度上均取得了突飞猛进的发展；尤其在近30年间，铝电解生产的电流效率由80％多提高到现在最高水平的96%，电解直流电耗由过去的16000多kWh/吨铝降低到现在的13000kWh/吨铝以下；在生产规模方面，铝电解槽由几仟安培的规模扩大到现在的320KA，甚至500KA。一个多世纪以来，工业铝电解槽经历了由小型预焙阳极电解槽、侧插式自焙阳极电解槽、上插式自焙阳极电解槽到大型预焙阳极电解槽的发展阶段；在自动化控制程度上，成功地开发出了控制精度高、系统鲁棒性好、具有明显的增产节能效果的电解过程控制系统。全世界年铝产量由二十世纪初期的6000吨/年发展到二十世纪末期的2000多万吨/年。这些进展可以说是基于人们对于Hall-Heroult炼铝法的基本原理有了更加深入的了解和认识。
铝电解生产过程中需要消耗大量的炭素材料，这些炭素材料因电解槽类型、电解生产用途、对其性能要求的不同，其规格型号有别，但生产工艺大同小异。铝电解用炭素材料主要包括：1）、预焙阳极
2）、底部炭块
3）、侧部炭块
4）、炭缝糊
其中以炭素阳极的消耗量为主，过去（10年前），在预焙铝电解生产中炭素阳极的消耗量达到了550-600Kg/吨铝，随着科学技术的发展，目前预焙阳极在铝电解生产中的消耗量降到了480Kg/吨铝以下，有的生产厂家通过技术革新甚至将阳极炭耗降到了440Kg/吨铝以下。
我国铝电解用炭素阳极的生产始于1963年，在郑州铝厂（现长城铝业公司）试生产成功。此后我国铝电解用炭素阳极生产迅速发展，白银铝厂、包头铝厂、青海铝厂、贵州铝厂、平果铝业公司、青海铝厂二期扩建的配套炭阳极生产车间、云南铝厂等阳极生产线的相继建成投产，使我国目前铝用炭素阳极的年产量较十年前成倍增长，形成了我国铝电解用炭素阳极生产的成熟
技术和规模，并相继建立了两个系列的炭阳极质量标准：振动成型系列的GB8741-88和挤压成型系列的YB2809-78。
Hall-Heroult炼铝法的典型特点之一是阳极属于消耗性阳极，阳极的基本设计型式从整体上划分为两种：自焙阳极和预焙阳极。随着人们对铝工业规模化、现代化生产认识的提高和对环境保护意识的增强，预焙阳极铝电解槽取代自焙阳极铝电解槽已成为世界铝工业发展的必然趋势。
铝电解生产的基本原理是：以炭素材料为阳极，以囿于炭素内衬中的铝液为阴极，以冰晶石熔体为电解质溶解原料氧化铝，通过电解反应，在阴极沉积生产金属铝。其基本反应式为：
Al
2O
3(diss)
+1.5C=2Al
(l)
+1.5C
O
2(g)
作为阳极生产的主要原料——炭素材料，在铝电解生产过程中，伴随着金属铝的生成而不断消耗。长期的生产实践表明，炭素阳极质量的优劣，直接或间接影响着铝电解的各项经济技术指标，诸如电流效率、电能消耗、吨铝阳极炭耗等。因此，炭阳极在电解铝工业中不可避免地处于举足轻重的地位，一直被业内人士成为铝电解槽的
“心脏”。
第一节概述
1.1 炭素阳极在铝电解生产中的重要性
首先，阳极质量的好坏直接影响着铝电解生产的主要工艺技术指标，诸如能量效率和电流效率，同时也直接影响着铝电解的生产成本；其次，炭阳极质量优劣与铝电解生产过程的稳定性和工人的劳动强度紧密相关；再者，炭阳极在工作中对环境的污染程度已经越来越受到人们的关注，其中尤其是针对自焙铝槽电解生产技术方面，国内外均采取了一系列甚至是强制性的措施。随着世界铝电解技术的快速发展和环保意识的增强，适宜于规模化操作和大型化生产以及环境污染相对较轻的预焙槽电解炼铝技术已经成为了世界铝电解技术的主流。在我国，从二十世纪九十年代后期就明确规定，要在新世纪初基本停止自焙槽电解炼铝，这标志着我国的铝电解工业将由过去的自焙槽生产为主体转化为向大型预焙槽方向快速发展。但是，阳极的“质量问题”仍然是阻碍我国铝工业整体水平向世界先进水平靠拢的主要障碍之一，进一步提高我国阳极生
产工艺技术或者在现有工艺技术条件的基础上改善作为预焙铝电解槽“心脏”的炭阳极的物理化学和电化学性能指标，可以达到有效地降低铝电解的生产成本、稳定铝电解生产操作和提高铝电解生产效率的目的，对促进我国铝电解工业的发展，提高我国铝工业在国际市场上的竞争力有着不可轻视的作用。
1.2 铝电解生产生产对炭素阳极的基本要求
1）要求阳极具有良好的物理化学性能，减少阳极对空气和二氧化碳反应活性，以求达到降低炭耗、延长阳极使用寿命、减少电解槽含炭渣量的目的；
2）要求阳极具有良好的电化学性能，以求达到提高阳极电化学反应活性，降低电解过程中电能消耗的目的；
3）要求阳极杂质含量要少，以免在电解过程中进入成品而影响产品质量；
4）要求阳极质量更均匀、更稳定，以求达到电解槽稳定操作和进一步降低阳极效应系数的目的。
1.3 铝电解用炭素阳极的基本性能指标
表1 国际公认的预焙阳极性能指标
项目单位指标
范围
备注
体积密度电阻率抗压强度抗弯强度热膨胀系
数
导热系数透气率CO
2
反应余
量
空气反应
余量
杂质：S
V
Si
Fe
Na
结构g/cm
3
Ω
mm2/
m
Mpa
Mpa
10-6/
K
W/mK
Npm
%
RDC
%
RDC
%
ppm
ppm
ppm
ppm
1.53-
1.58
52-60
40-48
5-12
3.5-4
.0
3.5-4
.5
0.5-1
.5
84-92
70-85
1.2-2
.4
80-35
100-3
00
100-5
越高越好
尽量控制低的电阻率
\
\
\
\
越低越好
剩余越多越好
剩余越多越好
越低
越好
越低越好
越低越好
越低越好
越低越好
没有掉块和裂纹
\ 00
250-6
00
\
表2 我国现行的电解铝用（预焙）炭阳极性能指标
牌号灰分
(%)
≤
电阻率
≤
(Ω·m
m2/m)
I抗压
强度
≥
(N/mm2
)
体积密
度
≥
(g/cm3)
真比重
≥
(g/cm3)
TY-
1
0.5 55 29 1.5 2.0 TY-
2
1.2 63 29 1.5
2.0
第二节原料
铝电解预焙炭素阳极的生产原料包括阳极主体组分（又称骨料）和粘接剂两大部分。
2.1 骨料
1）种类：石油焦。国内炭素厂普遍采用延迟石油焦（简称延迟焦）。
2）来源：炼油厂的炼油渣经过高温加热，采用延迟焦化工艺所得到的产品。
（焦化工艺分延迟焦化和流化床焦化，延迟焦化生产的焦因其孔隙度高而特别适用于制备铝电解用炭素阳极）
3）质量评价指标：一般用灰分、硫分、挥发分和1300℃煅烧后的真密度（真比重）来衡量，具体指标见表3。
表3 我国延迟石油焦的质量标准
项目一号二号三号
A级B级A级B级A级B级
3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
水分
（不大
于）
0.3 0.5 0.5 0.5 0.8 1.2
灰分
（不大
于）
硫分
0.5 0.8 1.0 1.5 2.0 3.0 （不大
于）
挥发分
10 12 12 15 16 18 （不大
于）
2.2 粘接剂
1）种类：沥青。电解用炭素阳极一般用煤沥青做粘接剂。
2）来源：是由钢铁工业烟煤制取焦炭时产出的煤焦油经高温分馏后的残渣，是多种碳氢化合物的混合体。
3）作用：粘接固体炭粒（骨料），构成具有一定塑性的炭糊，并且在炭糊焦化过程中渗入骨料之间，使阳极具有足够的机械强度。
4）性能指标：包括固定碳、挥发分和灰分等。（固定碳的定义：沥青在隔绝空气的条件下，加热到800℃，干馏3小时，排除全部挥发分后残留的总碳量，也称结焦残碳值）
沥青的主要性能指标见表4。
表4 预焙阳极粘接剂沥青的性能指标
中温沥青高温沥青
类别
项目
软化点（℃）
挥发分（%）
结焦残碳值（%）
甲苯不溶物（%）75-95
65-75
52-55
17-25
95-120
47-49
65-68
44-48
第三节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。
3.1 原料的准备和煅烧
3.1.1 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。
3.1.2 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，在此重点介绍回转窑。
1）回转窑的优缺点：
优点：结构简单，产能大，生产机械化程度高，投资相对少，容易清扫。
缺点：原料的烧损比较大（一般有10%左右）。2）回转窑的结构
主体：回转窑和冷却机组成
回转窑：窑尾装置、窑体、窑头装置、燃烧装置、二次风装置、引风机、除尘设施及排烟管路、烟囱等。
冷却机：结构类似于回转窑窑体，但简单许多，其作用是：一方面冷却物料，另一方面也可空气，节省热能。
3）物料煅烧程序及工艺参数
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
预
混 成
焙
预焙
图 1 预焙阳极生产流
阳极
原料石油焦（俗称生焦）经窑尾流入回转窑，在窑内与逆流的热空气接触加热，由于窑体是倾斜转动，物料随窑体转动的同时向窑头移动，并依次经过窑内的预热带、煅烧带、冷却带，最后从窑头流出进入冷却机。
预热带：最高温度：800-1100℃，进料口温度：500-600℃。
热源：从煅烧带流过的热烟气。
物料变化：脱水并排出挥发分及硫分。煅烧带：最高温度：1250-1350℃，物料可加热到1200℃以上。
热源：重油或煤气燃烧，二次风助燃。
物料变化：生焦焦化，石油焦形成碳原子的平面网格，呈两维空间的有序结构排列，达到增加石油焦的物化性能（如电阻率、真密度、机械强度等）的目的。
冷却带：窑头温度：小于1000℃。物料在此段自然冷却。
冷却机：采用喷水方式对物料进行强制冷却。
冷却机出口煅后焦温度：小于60℃。
3.2 筛分与配料
包括工序：筛分、球磨、配料。
3.2.1 筛分
1、目的：将煅后焦破碎分成不同粒级，以符合科学配料的要求。
2、筛分设备：一般在炭素厂多使用震动筛，此外还有回转筛、摇摆筛等。
3.2.2 球磨
1、目的：将部分煅后焦磨成细粉，以满足配料要求。
2、设备：球蘑机
3、工作原理：采用某种介质（如钢球），在筒体内与物料一起旋转，介质在运动中将物料磨碎。
3.2.3 配料
1、定义：将不同粒级的焦粒（包括粉料）按一定的比例配合。
2、目的：为了得到堆积密度较大而气孔率较小的炭素材料。
3、配料技术参数
对于预焙阳极，其生产中的基本配方为：
粗颗粒料（6-12mm）：14-20%；
中颗粒料（3-6mm）：8-10%；
细颗粒料（-3mm）：45-54%；
粉料：（-0。074mm）：22-25%；
残极：1-30%；
生碎：0-7%；
粘接剂沥青：14-17%
4、配料设备：料仓和电子秤。
3.3 成型
包括工序：预热、混捏、成型
3.3.1 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℃。
3.3.2 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。
4、主要技术参数
该工艺的主要技术参数是混捏温度和混捏时间。
混捏温度应该选定比沥青的软化点高出50-80℃。铝用预焙炭素阳极一般选用高温改质沥青做粘接剂，其软化点为110℃左右，则混捏温度应该选择160-180℃，且必须达到要求。因为温度高，沥青粘度小，流动性好，浸润效果好，同时容易渗透到空隙中去；反之，温度不够，沥青粘度大，混捏时搅刀转动费力，粘接剂与骨料难以混合均匀，影响阳极的物理性能。当然，温度也不能过高，因为温度太高，沥青受热开始变化，部分轻质组分逐渐挥发，还有部分组分手空气中氧的作用，发生缩聚反应，使糊料的塑性变差，导致挤压成型的成品率降低。粘接剂沥青是在加入混捏机前，必须先经过预热，且温度高于
混捏机内的物料温度，一般要求大于170℃。
至于混捏时间，一般在40-60分钟范围内，但要视具体情况而定。在实际生产中可遵循如下规则：
1）沥青软化点稳定，混捏机温度稳定，混捏配料用量符合工艺要求，混捏时间不应延长或缩短；
2）沥青软化点变化时，依沥青粘接剂的软化点高低适当改变混捏时间；
3）混捏温度低时，可适当延长混捏时间，反之，则可适当缩短。
4）混捏细粉料时，可适当延长混捏时间；
5）加入生碎料时，也要适当延长混捏时间；
6）混捏过程因故停机，应保温并延长混捏时间；
7）若有特殊添加剂的加入，改变一般常规产品的混捏制度，也要考虑混捏时间的变化。
3.3.3 成型
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。
3.3 生块焙烧
炭素生产成型车间工艺流程及设备
炭素生产成型车间工艺 流程及设备 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
?第五章炭素原料的破碎与筛分 ?炭素物料的破碎原理及破碎比 ?原料的破碎原理－外力克服固体分子之间的内聚力，将大块碎解为小块或细粉的过程——破碎、磨粉。 ?常见的破碎方法有： ?(1)压碎：给物料以压力，使其破碎。适于较硬物料的破碎。 ?(2)劈碎：是利用机械的尖劈扎入物料而产生的劈力来完成破碎的。，适用于脆性材料的破碎。 ?(3)磨碎：是对物料施加一个剪切力而把物料磨碎。适用于细颗粒料的粉碎。 ?(4)击碎：是利用碰撞作用而把物料击碎,适用于破碎较硬和脆性材料。 ?(5)剪碎：物料在两个破碎工作面间受集中载荷的两支点(或多支点)的外力作用而破碎。多用于硬、脆性大块物料的破碎（颚）。 物料的破碎方法 ?破碎操作共分为三个级别： ?(1)粗碎(或称预碎)：由200mm左右的大块物料破碎到50～70mm(一般指原料在煅烧前的破碎)。 ?(2)中碎：由50mm左右块度的物料破碎到1～20mm(一般指煅烧料进一步破碎到配料所需的粒度)。 ?(3)磨粉(或称细磨)：将1mm左右的物料磨到以下。 ?破碎比 ?破碎比是物料在破碎前后尺寸大小变化及破碎程度的量。 ?破碎比的计算方法有以下几种： ? (1)用物料在破碎前的最大粒度Dmax与破碎后的最大粒度(dmax)的比值来确定。 ?式中： Dmax—破碎前物料的最大块直径(mm)。 ? dmax—破碎后物料的最大块直径(mm)。 ?(2)用破碎机的给料口的有效宽度和排料口的宽度的比值来确定 ?式中： :进料口有效宽度? S—破碎机排料口的宽度(mm)。 ? (3)用平均粒度来确定 ?式中：D平均—破碎前物料的平均直径(mm)：? d平均—破碎后物料的平均直径(mm)。 破碎和粉碎的原则 ?破碎或粉碎物料时，必须遵守“不作过粉碎” 的基本原则。 ?为防止“过粉碎”，可采用下列措施： ?(1)尽量做到“自由粉碎”。碎成料不作滞留，尽快离开粉碎机，避免“闭塞粉碎”；——弹性衬垫的包裹、缓冲 ?(2)物料在进行粉碎前，必须先进行筛分处理； ?(3)使粉碎功真正只用在物料的粉碎上，粉碎机金属件的磨损会降低粉碎效率。 ?破碎机械
炭素生产原料
2 炭素生产用原材料 生产炭和石墨材料的原料都是炭素原料。由于来源和生产工艺的不同，其化学结构、形态特征及理化性能均存在很大差异。按照物态来分类，它们可以分为固体原料（即骨料）和液体原料（即粘结剂和浸渍剂）。其中，固体原料按其无机杂质含量的多少又可以分为多灰原料和少灰原料。少灰原料的灰分一般小于1％，例如石油焦、沥青焦等。多灰原料的灰分一般为10％左右，如冶金焦、无烟煤等。此外，生产中的返回料如石墨碎等也可作为固体原料。由于各种原料的作用和使用范围不同，对它们也有不同的质量要求。在炭素生产中还使用石英砂等作为辅助材料。 2.1 固体原料（骨料） 骨料的种类、制造方法及主要特征和用途归纳于表2-1。 表2-1 骨料的种类、制法及主要特征和用途 石油焦的来源 石油焦是各种石油渣油、石油沥青或重质油经焦化而得到的固体产物。由于焦化的方式不同，石油焦可分为延迟焦和釜式焦。目前，石油行业生产的是延迟焦，釜式焦已被淘
汰。 延迟焦化是将原料油经深度热裂化转化为气体烃类，轻、中质馏分油及焦炭的加工过程。其原料一般是深度脱盐后的原油经减压蒸馏所得的渣油。有时还在减压渣油中配有一定比例的热裂化渣油或页岩油。石油焦的质量主要取决于渣油的性质，同时也受焦化条件的影响，我国几种主要减压渣油及其所产石油焦的性质列于表2-2。 表2-2 几种主要减压渣油及其石油焦的性质 渣油首先与分馏塔馏出的馏分气进行间接换热，然后经加热炉加热到500±10℃，此温度已达到渣油的热解温度，但由于油料在炉管中具有较高的流速（冷油流速达1.4-2.2m/s），来不及反应就离开了加热炉，使焦化反应延迟到焦炭塔中进行，故这种焦化工艺称为延迟焦化。随着油料的进入，焦炭塔中焦层不断增高，直到达到规定的高度为止。生产中，一个焦炭塔进行反应充焦，另一个已充焦的焦炭塔经吹蒸汽与水冷后，用10-12Mpa的高压水通过水龙带从一个可以升降的焦炭切割器喷出，把焦炭塔内的焦炭切碎，使之与水一起由塔底流入焦炭池中。焦炭池中的焦炭经脱水后即得生石油焦。每个焦炭塔一次出焦约250t，循环周期约为48h。分馏塔是分馏焦化馏分油的设备，为了避免塔内结焦，要求控制塔底温度不超过400℃。同时，还须采用塔底油循环过滤的方法滤去焦粉，提高油料的流动性。延迟焦化的典型工艺流程如图2-1所示。 延迟焦化法生产效率高，劳动条件好，但所得焦挥发分较高，结构疏松，机械强度较差。 石油焦的性质与质量要求 石油焦是一种黑色或暗灰色的蜂窝状焦，焦块内气孔多数呈椭圆形，且一般相互贯通。 对其使用影响较大的有灰分、硫分、挥发分和煅后真密度。 （1）灰分石油焦的灰分主要来源于原油中的盐类杂质。原油经脱盐处理后残留的
炭素工艺学资料
74 如何评价炭材料生产用石油焦的质量？炭材料生产用石油焦的质量可用灰分、硫分、挥发分、锻后焦真密度、粉焦量和杂质元素含量来衡量。灰分含量是石油焦的主要质量指标，硫分对于炭材料生产来说是一种有害元素。石油焦的挥发分高低显示了焦炭的焦化程度，其对锻烧操作有较大的影响。锻后焦的真密度大小标志着石油焦的石墨化难易程度，锻后焦真密度越大，石油焦越易石墨化，并且石墨化产品电阻率较低。为了更全面地分析炭材料用石油焦的使用性能，有时还需要检测石油焦的堆积密度、振实密度与锻后焦的电阻率、热膨胀系数和机械性能长可破碎性、脆性和磨损率）。 101 什么是煤沥青，煤沥青具有哪些用途？ 煤沥青全称为煤焦油沥青，是煤焦油蒸馏提取馏分（如轻油、酚油、蔡油、洗油和葱油等）后的残留物。煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化，继而熔化。煤沥青主要用途为：( l ）生产各种类型炭材料的勃结剂和浸渍剂，这一部分产量最大；( 2 ）生产针状焦和炭纤维等高技术产品，产量不大，但附加值很高；( 3 ）防水防腐材料和筑路材料。 123 什么叫锻烧？炭质原料锻烧的目的是什么？ 炭质原料在高温下进行热处理，排出所含的挥发分，并相应地提高原料理化性能的生产工序称为锻烧。煅烧目的:( 1 ）排除炭质原料所含的挥发分；( 2 ）排除炭质原料所含的水分；( 3 ）提高炭质原料的密度和机械强度；( 4 ）提高炭质原料的导电性能；( 5 ）提高炭质原料的化学稳定性和抗氧化性能。 25 影响混捏质量的因素有哪些？ ( l ）混捏温度。混捏温度降低，混捏不均，不易成型，并且生坯疏松且结构不均匀。混捏温度升高，有利于提高混捏质量以及糊料的成型( 2 ）混捏时间。混捏时间短，糊料混捏不均匀，混捏时间过长，使干料粒度组成发生变化，糊料质量变差。( 3 ）干料性质。干料颗粒表面粗糙，糊料塑性好。( 4 ）载结剂用量。勃结剂用量过少、，糊料塑性变差。勃结剂用量增大，糊料的塑性就越来越好。 280 什么是炭材料的成型？炭材料成型方法有哪几种，它们各适用于哪些制品的成型？ 炭材料的成型是指混捏好的炭质糊料在成型设备施加的外部作用力下产生塑性变形，最终压制成为具有一定形状、尺寸、密实度和强度的生坯（或称为生制品）的工艺过程。在炭材料生产中，常用的成型方法有模压法、挤压法、振动成型法和等静压成型法。 ( l ）模压法。模压法是先按制品的形状和尺寸制成模具，然后将混捏好的糊料按一定数量装入模具内，对糊料施加压力，使糊料压缩成型，最后将压制好的生坯从模具中顶出即可。根据对糊料施加压力的形式不同可分为单向模压（从上部或下部对糊料施加压力）和双向模压（上、下同时对糊料施加压力）。模压法适用于压制3 个方向尺寸相差不大、密度均匀以及结构致密的制品。模压法常用设备为立式液压机。( 2 ）挤压法。挤压法是将糊料装入油压机的糊缸内，用压机的主柱塞对糊料施加压力，糊料不断密实和运动，最后通过可更换的嘴子挤出所需形状的生坯，达到要求的长度后用切刀切断。在炭材料生产中挤压成型得到广泛应用，可以压制各种制品的毛坯，具有生产量大和生产效率高等优点，适合于压制长条形的圆柱状或管状生坯。挤压法可半连续生产。挤压成型常用设备有卧式液压挤压机（油压或水压）和螺旋挤压机。 ( 3 ）振动成型法。振动成型法是将糊料装入模具内，同时在糊料上放置重锤和液压装置施加压力，利用机械的高速振动（频率20 一3OHz ，振幅0 . 1 一3mm ) ，使装在成型模内的糊料处于强烈的振动状态，从而使糊料密实成型。振动成型适合于生产3 个方向尺寸相差不大的粗短生坯和异形生坯。振动成型主要设备为振动成型机。 ( 4 ）等静压法。等静压法是将磨好的糊粉装入橡胶或塑料制成的弹性模具内，封好放入高压容器内，用超高压泵打入液体介质（油或水），对装有糊粉的弹性模具从各个方向均匀加压，使糊料受压成型。等静压成型适合生产各向同性生坯和各种异形生坯。等静压成型设备为等静压成型机。 用途：模压成型主要用于电炭行业生产电刷块和机械密封用炭材料的生坯，也可用于尺寸不太大的冷压石墨生坯的生产。挤压成型广泛应用于石墨电极生坯的生产，也可用于炭块和石墨块生坯的成型。振动成型主要用于预焙炭阳极、炭块和炭电极生坯的生产。
碳素生产工艺知识试题
碳素生产工艺知识试题 1. 炭素生产的混捏工艺中，随着沥青加热温度的升高，沥青与干料之间的润湿接触角变小，毛细渗透压增加，所以（ C ）。 (A)沥青发生氧化缩合现象。 (B)轻馏分跑掉，沥青老化。 (C)沥青对干料湿润现象好。 (D)造成糊料塑性降低。 2、 炭阳极敞开式环式焙烧炉火焰系统移动好后，应先（C ）。 (A)点火燃烧，然后恢复负压 (B)恢复鼓风，后恢复排烟 (C)恢复负压，然后点火燃烧 (D)恢复鼓风，后点火燃烧3．炭素制品如果骨料粒度过大时，则比表面积小，骨料与粘结剂接触面小，造成生坯焙烧时粘结剂迁移，容易使产品（ D ）。 (A)产生横裂 (B)产生纵裂 (C)产品表面不规则裂纹 (D)产生变形 4．炭阳极焙烧系统冷却区的管理主要是对降温的管理，温度在（ B ）降温速度不易太快。 (A)1300-900℃之间 (B)1200-800℃之间 (C)1000-700℃之间 (D)800℃以下时 5．炭阳极块焙烧的中温剧变阶段，制品的温度在（ D ）。 (A)300-700℃之间，明火温度大约为400-850℃之间。 (B)100-500℃之间，明火温度大约为250-650℃之间。 (C)350-750℃之间，明火温度大约为500-900℃之间。 (D)200-700℃之间，明火温度大约为350-850℃之间。 6．炭阳极块焙烧的低温预热阶段，是制品从（ B ）。 (A)室温升到100℃，明火温度大约为250℃ (B)室温升到200℃，明火温度大约为350℃ (C)室温升到250℃，明火温度大约为400℃ (D)室温升到300℃，明火温度大约为450℃ 7.炼焦工业中煤焦油经过蒸馏得到的残渣便是（ B ） 。 A、冶金焦 B、煤沥青 C、沥青焦 D、焦炭 8．炭素生产的混捏中，如果糊料质量波动，就会造成产品质量不稳，影响糊料混捏质量的因素除温度外（ D ）也是影响的重要因素之一。 (A)干料温度 (B)沥青温度 (C)混捏温度 (D)混捏的时间 9．炭素生产中，在粉碎机中有滞留碎成料现象，影响破碎效果，这种现象（ B ）。 (A)称“自由粉碎” (B)称“闭塞粉碎”
炭素工艺学
炭素材料的制备原料 1、石油焦 2、沥青焦 3、冶金焦 4、无烟煤 5、煤沥青 6、其他辅助原料 1、石油焦 石油焦是石油炼制过程中的副产品。石油经过常压或减压蒸馏，分别得到汽油、煤油、柴油和蜡油，剩下的残余物称为渣油。将渣油进行焦化便得到石油焦。因而石油焦的性质主要取决于渣油的种类。 石油焦是生产各种炭素材料的主要原料。这种焦炭灰分比较低，一般小于1％。 石油焦在高温下容易石墨化。石油焦的特性对炭素材料的性能有很大影响。 延迟焦化是将原料经深度热裂化转化为气体烃类，轻、中质馏分油及焦炭的加工过程。 原料一般是深度脱盐后的原油经减压蒸馏所得的渣油。有时在减压渣油中配有一定比例的热裂化渣油或页岩油。 （1）焦化反应 石油焦是由渣油经过焦化工艺而制得的产品。渣油的组成很复杂。渣油与原油同样都是由各种烃类和烃类化合物组成的。在渣油中还有沥青质组分。它与沥青焦有相似之处，但它含有较多氧、氮、硫。在重柴油馏分中沥青质脱去一个脂族基便能转化为树脂质。树脂质和沥青质在高温下会进行缩聚反应，最后可得焦炭。 渣油的焦化反应可归纳为： 1) 渣油中的树脂质—沥青质—焦炭 2) 渣油中的芳香烃等—高分子缩聚物—树脂质—沥青质—焦炭 3) 渣油中的烷烃、环烷烃、带长侧链稠环—芳香烃—高分子缩聚物—树脂质—沥青质—焦炭 （2）石油焦的分类 根据石油焦结构和外观，石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦4种。 根据硫含量的不同，可分为高硫焦和低硫焦。 石油焦按照硫含量、挥发分和灰分等指标的不同,分为3个牌号,每个牌号又按质量分为Ａ、Ｂ两种。 根据原料渣油的不同，石油焦又分为裂化石油焦、常减压石油焦和页岩石油焦 2、沥青焦 沥青焦是一种含灰分和硫分均较低的优质焦炭，它的颗粒结构致密，气孔率小，挥发分较低，耐磨性和机械强度比较高，其来源是以煤沥青为原料，采用高温干馏（焦化）的方式制备而得。 沥青焦虽然也是一种易石墨化焦，但与石油焦相比，经过同样的高温石墨化后，真密度略低，且电阻率较高、线膨胀系数较大。沥青焦是生产铝用炭素阳极和阳极糊的原料，也是生产石磨电极、电炭制品的原料。 生产沥青焦的原料是中温沥青和高温沥青，高温沥青是中温沥青在氧化釜中用热空气氧化而成。高温沥青粘度大，装炉温度较高，挥发分含量小，有利于装炉操作。 由于沥青焦成焦温度较高，达到1300～1350℃，所以不经煅烧也可以直接使用。但沥青焦从炼焦炉中推出后采用浇水熄火，一般水分含量大，所以在生产中它与石油焦一起按比
炭素生产工艺技术操作规程
炭素生产工艺技术操作规程 适用范围 1 本规程适用于铝电解用预焙阳极炭块的生产。 一、工 艺 流 程 炭素分厂主要生产铝电解用阳极糊和预焙阳极，现有新、旧 两套系统，新系统生产新电解分厂用的大预焙阳极，老系统生产 四期电解用的小预焙阳极和阳极糊及其它糊类制品。
二、原料处理 1 目的范围：规定了原料堆放要求，为煅烧提供破碎处理焦炭。本系统主要包括原料堆场、对齿辊破碎机、运输皮带机等。 2 生产中所用原料为低灰份的石油焦、沥青焦和高温煤沥青或改质沥青。原料堆场需按不同品种、等级存放，存放时不许混入其他杂质。 3 进厂的各种原料必须符合质量标准，进入原料库前必须取样分析，合格后方可入库。 4 如果生产用的是混合料，应根据原料的品种和质量情况确定配比，一般延迟焦配入量为60～100％。 5 原料焦炭在齿式对辊破碎机中破碎，入碎前料块应小于200mm，破碎后料块应小于70mm。 6 设备检查 6.1 破碎机检查： ⑴严禁杂物、金属混入。 ⑵螺丝固定紧固。 ⑶给料适中，不得超设备能力。 ⑷轴承、电机温度不超过60℃。 ⑸各润滑点润滑良好。 6.2 皮带输送机检查 ⑴检查前后滚筒和减速机各润滑点的润滑情况。 ⑵皮带有无裂口，皮带是否跑偏，如有问题要及时处理。 ⑶检查是否有人、故障物影响皮带运行。 ⑷调整好给料量，不得超过皮带机最大运输量。 ⑸经常检查驱动电机和轴承温度，不允许超过60℃。
三、煅烧 1 目的范围：利用罐式煅烧炉加热处理即煅烧石油焦，达到质量要求。主要包括煅烧给料、罐式炉煅烧系统，煅后焦运送设备。 2 技术条件 2.1 首层火道温度1150～1300℃，负压10～30Pa。12pa 2.2 三层或四层火道温度1150～1300℃，负压20～80Pa。60pa 2.3 烟道平均温度不大于800℃，个别测点不大于1000℃，带余热锅炉的烟道温度不大于300℃。 2.4 燃料：罐式煅烧炉使用煤气加热时，煤气温度5～25℃，煤气总管压力不低于2000Pa，集合管压力为1400～2000pa，管道内任何情况下不得造成负压。应主要使用挥发份做为燃料进行加热。 2.5 排料罐冷却水出口温度低于60℃，锻后焦排出料的温度要低于250℃。 2.6 煅后焦的真密度不小于2.04g/cm3，粉末电阻率不大于650Ω.mm /m，挥发分小于0.5%，灰分小于0.6％，水分小于0.5％。 3生产操作 3.1 正常生产情况下，每班定时加料，保持炉头上有料封严，不允许出现空炉头现象。 3.2 根据煅后焦质量情况调整排料量，要勤排少排，使炉内料处于经常移动状态，两次排料的间隔时间不大于10分钟。 3.3 经常清理挥发分总道、竖道，保持其畅通。充分利用挥发分，尽量使其在首层和二层火道燃烧。设有余热锅炉的才允许多余的挥发分在末层火道燃烧。 3.4 在停电、停水、停排烟机或无原料时，应停止排料，料面高度要在炉脖之上。短时间停产（1～2天）时，火道温度保持在1000℃以上，停产三天以上，火道温度保持在900±20℃间保温。 3.5 调温过程中要定时检查火道内燃烧情况，根据温度变化及时调
碳素材料工艺基础
碳素材料工艺基础 各种新型碳素功能材料 第一章碳素材料的物质结构 § 1.1碳原子及其价态 碳原子的基态电子层结构是1s22s22p x12p y1基态碳原子只有两个未成对的价电子，对外只能形成两个共价键，因此，基态碳原子是二价的。 绝大部分碳化合物的碳为四价，当基态碳原子受到激发，一个2s电子跃迁到2p轨道时，电子层结构就成为1s22s2p x2p y2p z ,碳原子就有了四个为成对的价电子，成为四价。 碳原子从基态到激发态要吸收161.5千卡/摩尔的能量，但和不同的原子化合时需要的能量大小却不一样，例如，C—H的键能为98.8千卡/摩尔，C—O的键能为84.0千卡/摩尔。 在所有的四价碳化合物中，碳原子处于三种价态中的一种状态，这就是四面体、三角形及线形键。 （1）四面体键碳原子的四个等值价键是由1个s—电子和三个p—电子杂化而成sp3杂化态，每个建中S成分占1/4，p成分占3/4，四个键的电子轨道形状相同，但方向不同，每个 轨道的对称轴指向四面体的顶角，任意两键之间的夹角都是109°28′。 （2）三角形键在具有双键的不饱和的有机物、芳香族化合物和石墨中，碳原子中有三个等值价键分布在直角坐标系的xy平面上，互成120°角，这种等值价键是由1个s—电子和2个p—电子杂化而成sp2杂化态，每个键中，s成分占1/3，p成分占2/3，碳原子的第四个电子，又叫π电子，它的哑铃型对称的电子云指向直角坐标的z方向，成为π键。 苯分子中的π键又不同于乙烯中的π键，苯分子成六方平面结构，有六次对称轴即苯分子中所有碳—碳键长都是相等的，这就必须部分采用多中心分子轨道，认为苯分子中六个π电子是共有的，它们按六个碳—碳键平均分布，这种键叫做非定域键或离域键，实验发现，在苯、丁二烯、稠环芳香烃以及石墨中都是这种键，任何其他键结构式都不能反映它们的特性，这种现象称为共轭现象，这类分子称为共轭分子。石墨和类石墨层面，是碳—碳共轭键加共轭键，键长为1.42埃，π电子可以自由地在层间漂移，并对相邻层面提供一种键力，由于它能使石墨具有热、电传导性，与金属的自由电子类似，所以，在碳—石墨物质中π键也称金属键。 石墨层间有一种较弱的键，成为范德华键，它不是电子云离域的原子间作用力，而是分子或原子间一些弱作用力的统称。总之，石墨中有三种键在起作用，即碳—碳共价键（σ键）、共轭π键和范德华引力。 （3）线形键在乙炔（HC≡CH）和氢氰酸（HC≡N）分子中，碳—碳、碳—氮原子间是三键。这类分子的几何构型为直线型，碳原子的一个s—电子与一个p—电子作线性杂化为σ键，其余2个p电子形成二个π键，这样就生成两个杂化了的sp电子云，键角180°。
炭素电极的工艺流程
原料：用于炭素生产的原料有哪些？ 在炭素生产中，通常采用的原料可分为固体炭质原料和粘结剂及浸渍剂两类。固体炭质原料包括石油焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤、天然石墨和石墨碎等；粘结剂和浸渍剂包括煤沥青、煤焦油、蒽油和合成树脂等。此外生产中还使用一些辅助物料，如石英砂、冶金焦粒和焦粉。生产一些特种炭和石墨制品（如炭纤维、活性炭、热解炭和热解石墨、玻璃炭）则采用其他一些特殊原料。 煅烧：什么叫煅烧？哪些原料需要煅烧？ 碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1200-1500°C）热处理的过程称为煅烧。煅烧是炭素生产的第一道热处理工序，煅烧使各种炭质原料的结构和物理化学性质发生一系列变化。 无烟煤和石油焦都含有一定数量的挥发份，需要进行煅烧。沥青焦和冶金焦的成焦温度比较高（1000°C以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅烧，只需烘干水分即可。但如果沥青焦和石油焦在煅烧前混合使用，则应与石油焦一起送入煅烧炉煅烧。天然石墨和炭黑则不需要进行煅烧。 压型：挤压成型原理是怎样的？ 挤压过程的本质是在压力下使糊料通过一定形状的模嘴后，受到压实和塑性变形而成为具有一定形状和尺寸的毛胚。挤压成型过程主要是糊料的塑性变形过程。 糊料挤压过程是在料室（或称糊缸）和圆弧式型嘴内进行的。装入料室内的热糊料在后部主柱塞的推动下。迫使糊料内的气体不断排除，糊料不断密实，同时糊料向前运动。当糊料在料室的圆筒部分运动时，糊料可看作稳定流动，各颗粒料层基本上是平行移动的。当糊料进入到具有圆弧变形的挤压嘴子部位时，紧贴嘴壁的糊料前进中受到较大的摩擦阻力，料层开始弯曲，糊料内部产生不相同的推进速度，内层糊料
炭素分厂工作总结
炭素分厂2011年度工作总结 2011年在公司领导的正确决策下，各部门的协调配合下，我们紧紧围绕公司奋斗目标，抓机遇、求发展，齐心协力，顽强进取充分发扬“艰苦奋斗，同心超越”的企业精神，大力倡导和践行精细化管理经营理念，同心同德、真抓实干，基本完成了年度生产经营计划，分厂主要经济指标均达到了较高水平，各方面工作都取得了显着的成绩。 煅烧、成型、焙烧、组装四大工序生产工艺线全部打通，具备了年产30万吨炭素制品的生产能力。 1、煅烧累计自产煅后焦54804吨，最高投料量达28t/h，完成设计值的85%。 2、成型工序实现双系统连续运行生产，最高日产量达到1200块，累计生产生阳极块 34366块，年均综合合格率达75.7%。 3、焙烧工序4个厂房8个燃控系统陆续实现28小时火焰周期，全年共完成产量249213块，焙烧外购块241034块，焙烧自产生块8179块。全年生产过程焙烧平均合格率超出考核合格率1.81%，外购块焙烧合格率达到97.79%、自产块焙烧合格率达到94.97%。 4、组装全年共浇铸阳极组246136组，合格率达94.82 %。目前，熟块库存为11711块，生块库存为13381块，阳极组库存为10289组，各项库存均超出安全库存。 5、组装、煅烧、焙烧三个工序设备全年累计开动311305小时，累计停机时间137385小时，其中计划检修时间约占92.76%，非计划停机时间占7.24%，设备利用率66.86%，设备可开动率97.87%，设备事故停机率为0。 6、生阳极设备调试及试生产累计开动时间12120小时。累计停机时间8922小时，其中计划检修时间约占88.81%，非计划停机时间占11.19%，设备利用率59.13%，
碳素工艺配方
碳素工艺配方 配料工艺基础(principle of proportion) 生产各类炭素制品时固体原料的选择及其组成比例的确定、混合料粒度组成的确定、黏结剂的选择和确定比例、添加剂的选择等。配料是炭素制品生产过程中的重要工序，各类炭素制品配料方的编制及配料操作的正确性、稳定性对最终产品的物理化学性能和各工序的成品率都有明显影响。 原料的选择不同的炭素制品对原料有不同的要求。 (1)石墨电极分为普通功率石墨电极、高功率石墨电极和超高功率石C墨电极等3个品种，生产不同品种的石墨电极应该使用不同质量标准的石油焦，如生产普通功率石墨电极时对石油焦的要求侧重于灰分的高低及制品石墨化后电阻率的大小，而高功率和超高功率石墨电极不仅要求电阻率小、机械强度高，而且石油焦在石墨化后的热膨胀系数要低，抗氧化性能和抗热震性能要好。生产超高功率石墨电极—定要使用含硫量较低、热膨胀系数特别低的针状焦，20世纪末中国炭素厂生产高功率及超高功率石墨电极主要使用进口的针状焦，既有石油系针状焦也有沥青系针状焦。两类针状焦可比较如下：石油系针状焦的价格比沥青针状焦高10％～20％；石油系针状焦的成型性能比较好，挤压成型成品率比较高；石油系针状焦生产的石墨电极的电阻率和热膨胀系数略高于沥青针状焦生产的石墨电极；沥青针状焦含氮量稍高，石墨化过程中气胀较大，—般认为沥青系针状焦不适合生产特大规格的超高功率石墨电极。 中国炭素厂长期以来在生产普通功率石墨电极的配方中加入20％～30％的沥青焦，目的是为了提高产品的机械强度，世界上除俄罗斯等少数国家外，—般生产石墨电极都不使用沥青焦，因为沥青焦经过同样的石墨化高温处理后，真密度较低，电阻率较高，而且在石墨化过程中热膨胀系数比较大。 (2)生产铝用预焙阳极或阳极糊的原料是石油焦或沥青焦，其质量标准基本套用生产普通功率石墨电极的原料质量，含硫量还可以再放宽—点。 (3)生产高纯石墨制品的原料也是以石油焦为主，要求原料的灰分尽可能低，如低于0.15％。 (4)生产高炉炭块或铝用阴极炭块(包括侧部炭块)的骨料主要采用优质无烟煤为原料，粉料可采296用冶金焦、沥青焦或石油焦，近年来为了延长炭块的使用寿命及降低电阻率，逐渐采用经过高温煅烧(电炉煅烧)的无烟煤为骨料。小颗粒或粉料有时采用石墨化冶金焦、石墨碎或天然石墨。 (5)生产供矿热电炉使用的电极糊(自焙电极)使用优质无烟煤为骨料，无烟煤的灰分可比供应生产炭块时略高—些。粉料—般采用冶金焦或部分石墨化冶金焦，质量要求很高的电
炭素生产成型车间工艺流程及设备
?第五章炭素原料的破碎与筛分 ? 5.1 炭素物料的破碎原理及破碎比 ? 5.1.1 原料的破碎原理－外力克服固体分子之间的内聚力，将大块碎解为小块或细粉的过程——破碎、磨粉。 ?常见的破碎方法有： ?(1)压碎：给物料以压力，使其破碎。适于较硬物料的破碎。 ?(2)劈碎：是利用机械的尖劈扎入物料而产生的劈力来完成破碎的。，适用于脆性材料的破碎。 ?(3)磨碎：是对物料施加一个剪切力而把物料磨碎。适用于细颗粒料的粉碎。 ?(4)击碎：是利用碰撞作用而把物料击碎,适用于破碎较硬和脆性材料。 ?(5)剪碎：物料在两个破碎工作面间受集中载荷的两支点(或多支点)的外力作用而破碎。多用于硬、脆性大块物料的破碎（颚）。 物料的破碎方法 ?破碎操作共分为三个级别： ?(1)粗碎(或称预碎)：由200mm左右的大块物料破碎到50～70mm(一般指原料在煅烧前的破碎)。 ?(2)中碎：由50mm左右块度的物料破碎到1～20mm(一般指煅烧料进一步破碎到配料所需的粒度)。 ?(3)磨粉(或称细磨)：将1mm左右的物料磨到0.075mm以下。 ? 5.1.2 破碎比 ?破碎比是物料在破碎前后尺寸大小变化及破碎程度的量。 ?破碎比的计算方法有以下几种： ?(1)用物料在破碎前的最大粒度Dmax与破碎后的最大粒度(dmax)的比值来确定。 ? ?式中：Dmax—破碎前物料的最大块直径(mm)。 ?dmax—破碎后物料的最大块直径(mm)。 ?(2)用破碎机的给料口的有效宽度和排料口的宽度的比值来确定 ?式中：0.85B:进料口有效宽度 ?S—破碎机排料口的宽度(mm)。 ?(3)用平均粒度来确定 ?式中：D平均—破碎前物料的平均直径(mm)： ?d平均—破碎后物料的平均直径(mm)。 5.1.3 破碎和粉碎的原则 ?破碎或粉碎物料时，必须遵守“不作过粉碎” 的基本原则。 ?为防止“过粉碎”，可采用下列措施： ?(1)尽量做到“自由粉碎”。碎成料不作滞留，尽快离开粉碎机，避免“闭塞粉碎”；——弹性衬垫的包裹、缓冲?(2)物料在进行粉碎前，必须先进行筛分处理； ?(3)使粉碎功真正只用在物料的粉碎上，粉碎机金属件的磨损会降低粉碎效率。
炭素行业-工艺知识资料大全
煅烧工艺部分 一、填空填 1.石油焦开始逸出其挥发份的温度一般是（200—250）℃，挥发份的 逸出量一般都随着温度的升高不断增加。 2.在（500）℃的煅烧温度范围内，各种炭素原料中的挥发份是呈油雾 黄烟的形态逸出的。 3.一般来说，在（400）℃以下，从各种炭素原料中所排出的挥发份主 要来自焦炭中少量的轻质馏分。 4.石油焦在（500－800）℃之间挥发份排出量最大。一直到（1100）℃ 以上才基本结束。当煅烧温度达到约(700)°C时，挥发份的主要成分是碳氢化合物及由碳氢化合物热解所分解的氢。当温度继续升高，将会引起碳氢化合物的强烈分解生成热解碳（即次生碳），这种热解碳不断沉积在焦炭气孔壁及其表面，形成一种坚实有光泽的碳膜，使焦碳的抗氧化能力和机械强度大为提高。 5.石油焦的电阻随煅烧温度的提高而直线降低，当温度达到（1200）℃ 以后变化不大。 6.石油焦工业煅烧温度的上限为（1350℃— 1400）℃。超过约1 400℃ 煅烧石油焦,其中硫大量逸出会影响煅烧石油焦的性质。煅烧焦与氧化性气体的反应率随石油焦热处理温度的升高而降低。 7.石油焦是石油炼制过程中的重渣油经焦化而得的产物，我厂使用的 石油焦主要用（延迟焦化法）得来的，这种焦也被称为蜂窝焦，这种焦表面孔度分布均匀，便于沥青浸入。 8.石油焦煅烧时，（水分）和（挥发份）排出，物料紧缩，结构变得细 密，形成晶格，物理和化学性能发生变化。 9.石油焦煅烧前碳含量为（90-92）%，氢含量为3%-4%，煅烧后，碳 含量达到98.5%-99.5%，氢含量（不大于1%）。 10.石油焦中H(氢),S（硫）,N（氮）,含量的变化取决于煅烧温度下 （物料的分子）反应和化学重排的进程。 11.石油焦的硫分主要来自于原油。石油焦中的硫可分为（有机硫）
铝电解炭素工艺教程
铝电解炭素工艺教程
铝电解预焙炭素阳极生产工艺 前言 自1886年美国的Hall和法国的Heroult发明炼铝的基本方法——Hall-Heroult高温熔盐电解炼铝法以来，铝电解工业无论在工艺技术水平，还是在生产规模以及在自动化程度上均取得了突飞猛进的发展；尤其在近30年间，铝电解生产的电流效率由80％多提高到现在最高水平的96%，电解直流电耗由过去的16000多kWh/吨铝降低到现在的13000kWh/吨铝以下；在生产规模方面，铝电解槽由几仟安培的规模扩大到现在的320KA，甚至500KA。一个多世纪以来，工业铝电解槽经历了由小型预焙阳极电解槽、侧插式自焙阳极电解槽、上插式自焙阳极电解槽到大型预焙阳极电解槽的发展阶段；在自动化控制程度上，成功地开发出了控制精度高、系统鲁棒性好、具有明显的增产节能效果的电解过程控制系统。全世界年铝产量由二十世纪初期的6000吨/年发展到二十世纪末期的2000多万吨/年。这些进展可以说是基于人们对于Hall-Heroult炼铝法的基本原理有了更加深入的了解和认识。
铝电解生产过程中需要消耗大量的炭素材料，这些炭素材料因电解槽类型、电解生产用途、对其性能要求的不同，其规格型号有别，但生产工艺大同小异。铝电解用炭素材料主要包括：1）、预焙阳极 2）、底部炭块 3）、侧部炭块 4）、炭缝糊 其中以炭素阳极的消耗量为主，过去（10年前），在预焙铝电解生产中炭素阳极的消耗量达到了550-600Kg/吨铝，随着科学技术的发展，目前预焙阳极在铝电解生产中的消耗量降到了480Kg/吨铝以下，有的生产厂家通过技术革新甚至将阳极炭耗降到了440Kg/吨铝以下。 我国铝电解用炭素阳极的生产始于1963年，在郑州铝厂（现长城铝业公司）试生产成功。此后我国铝电解用炭素阳极生产迅速发展，白银铝厂、包头铝厂、青海铝厂、贵州铝厂、平果铝业公司、青海铝厂二期扩建的配套炭阳极生产车间、云南铝厂等阳极生产线的相继建成投产，使我国目前铝用炭素阳极的年产量较十年前成倍增长，形成了我国铝电解用炭素阳极生产的成熟
炭素生产煅烧车间工艺流程及岗位操作
煅烧车间工艺流程及岗位操作培训教程 1．煅烧车间工艺流程： 原料——抓斗天车——狼牙破碎机——皮带输送机——煅前斗提——煅前仓——罐式煅烧炉——冷却水套——碎料机——振动输送机——皮带输送机——煅后斗提——煅后料仓 2．原料库及煅烧车间各岗位： 原料车间分为天车工，上料工两个岗位；煅烧车间分为调温工，排料工，热媒工和循环水工四个岗位。热媒和循环水属于辅助岗位！ 3．原料车间岗位操作： 原料车间负责平时原料进厂后的入库工作；天车工按上级下达的配比要求进行配料，以保证煅前焦的挥发份含量均衡。煅前焦经过狼牙破碎机预碎到50-70mm左右的中等块度，经皮带输送机和斗提送往煅前仓。上料工保证各设备正常工作，使物料顺利入仓！ 简单介绍一下石油焦：根据焦化工艺的不同，石油焦可分为延迟焦和釜式焦两种； 现在广泛采用的是延迟焦。石油焦的质量可用其灰份，硫份，挥发份的含量来进行衡量。 灰份含量是石油焦的主要质量指标，一般要求应小于0.5%，硫对于炭素生产来说是一种有害元素，一般规定其含量应小于1%。石油焦的挥发份高低表明了其焦化程度，对煅烧操作有着较大的影响。理想的含量应在9%--12%之间。着重讲一下以下两个问题：（1）原料为什么要进行配料？ 因为各个厂家所生产的石油焦其挥发份的含量不一，所以要进行配料，并加 入适量的煅后焦进行回配，使其挥发份的含量控制在9%--12%之间，达到均 衡，以保证煅烧操作的顺利进行！ （2）原料为什么要进行预碎？ 因为如果原料块度过大，那么在煅烧工序就保证不了煅后焦质量的均一性。 会造成有的出现烧损严重，而有的却还没烧透！如果粉料太多，就会造成烧 损严重。所以必须保证原料粒度的适中。 4．煅烧调温操作： （1）什么叫煅烧？ 碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1250—1380度）热处理的过程称为煅 烧。 （2）煅烧的目的？ 排除原料中的水份和挥发份。 提高原料的密度和机械强度。 提高原料的导电性能。 提高原料的抗氧化性能。
铝电解炭素实用工艺教程
铝电解预焙炭素阳极生产工艺 前言 自1886年美国的Hall和法国的Heroult发明炼铝的基本方法—— Hall-Heroult高温熔盐电解炼铝法以来，铝电解工业无论在工艺技术水平，还是在生产规模以及在自动化程度上均取得了突飞猛进的发展；尤其在近30年间，铝电解生产的电流效率由80％多提高到现在最高水平的96%，电解直流电耗由过去的16000多kWh/吨铝降低到现在的13000kWh/吨铝以下；在生产规模方面，铝电解槽由几仟安培的规模扩大到现在的320KA，甚至500KA。一个多世纪以来，工业铝电解槽经历了由小型预焙阳极电解槽、侧插式自焙阳极电解槽、上插式自焙阳极电解槽到大型预焙阳极电解槽的发展阶段；在自动化控制程度上，成功地开发出了控制精度高、系统鲁棒性好、具有明显的增产节能效果的电解过程控制系统。全世界年铝产量由二十世纪初期的6000吨/年发展到二十世纪末期的2000多万吨/年。这些进展可以说是基于人们对于Hall-Heroult炼铝法的基本原理有了更加深入的了解和认识。 铝电解生产过程中需要消耗大量的炭素材料，这些炭素材料因电解槽类型、电解生产用途、对其性能要求的不同，其规格型号有别，但生产工艺小异。铝电解用炭素材料主要包括：1）、预焙阳极 2）、底部炭块 3）、侧部炭块 4）、炭缝糊 其中以炭素阳极的消耗量为主，过去（10年前），在预焙铝电解生产中炭素阳极的消耗量达到了550-600Kg/吨铝，随着科学技术的发展，目前预焙阳极在铝电解生产中的消耗量降到了480Kg/吨铝以下，有的生产厂家通过技术革新甚至将阳极炭耗降到了440Kg/吨铝以下。 我国铝电解用炭素阳极的生产始于1963年，在铝厂（现长城铝业公司）试生产成功。此后我国铝电解用炭素阳极生产迅速发展，铝厂、铝厂、铝厂、铝厂、平果铝业公司、铝厂二期扩建的配套炭阳极生产车间、铝厂等阳极生产线的相继建成投产，使我国目前铝用炭素阳极的年产量较十年前成倍增长，形成了我国铝电解用炭素阳极生产的成熟技术和规模，并相继建立了两个系列的炭阳极质量标准：振动成型系列的GB8741-88和挤压成型系列的YB2809-78。 Hall-Heroult炼铝法的典型特点之一是阳极属于消耗性阳极，阳极的基本设计型式从整体上划分为两种：自焙阳极和预焙阳极。随着人们对铝工业规模化、现代化生产认识的提高和对环境保护意识的增强，预焙阳极铝电解槽取代自焙阳极铝电解槽已成为世界铝工业发展的必然趋势。 铝电解生产的基本原理是：以炭素材料为阳极，以囿于炭素衬中的铝液为阴极，以冰晶石熔体为电解质溶解原料氧化铝，通过电解反应，在阴极沉积生产金属铝。其基本反应式为：Al2O3(diss)+1.5C=2Al(l)+1.5CO2(g) 作为阳极生产的主要原料——炭素材料，在铝电解生产过程中，伴随着金属铝的生成而不断消耗。长期的生产实践表明，炭素阳极质量的优劣，直接或间接影响着铝电解的各项经济技术指标，诸如电流效率、电能消耗、吨铝阳极炭耗等。因此，炭阳极在电解铝工业中不可避免地处于举足轻重的地位，一直被业人士成为铝电解槽的“心脏”。 第一节概述