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干料预热系统在炭素生阳极生产中的可行性探讨 王岩凯樊文国 刘志山张世荣 (山西华圣铝业有限公司 山西永济044501) 摘要：混捏质量的好坏是制约预焙阳极质量的因素之一，而干混时问与温度 及大颗粒的破损度又是决定混捏质量高、低的关键因素．本文通过在生阳极 配料仓内增加预热系统，可有效解决以上问题，并且改动小，成本低、可明 显缩短干混时间，提高产量，增加利润收益。 关键词：预焙阳极物料浸润性温度时间预热系统 近年来，国家宏观调控，电解铝行业竞争日趋激烈，人们对预焙阳极的质量更加重 视，优质、低耗的炭阳极成为大家首选产品，炭阳极使用周期和残极率成为考核阳极质 量的重要指标。然而，混捏质量、沥青的用量一直是制约预焙阳极质量的重要因素之一。 混捏是一项复杂的过程，其质量的好坏决定一系列的因素。混捏锅的结构，混捏时 物料的移动速度，颗粒间的磨擦系数，混台物的热交换量，物料的粒级组成，颗粒混捏 过程中的破碎程度，颗粒的开孔间隙，沥青的浸润性等各种因素都对预焙阳极的质量起 着重要作用，其中混捏锅的结构是固定不变的，其余都是可变的，随机性很大，这就是 混捏工艺复杂，难以控制之所在。 1．混捏的目的 混捏的过程，就是粘结剂煤沥青与焦炭充分混合，其目的是：使沥青充分浸润到所 有粒度焦炭的孔隙中，并且表面形成一层粘结膜，振动成型后，把各种粒度的焦炭粘结 在一起． 2．混捏的工艺要求 为了实现混捏的目的，混捏必须经过两个过程。(1)物料颗粒的预热，充分使颗粒 毛孔涨开，使颗粒温度与液体的煤沥青温度相匹配。(2)物料颗粒与沥青的充分融合达 到浸润焦炭颗粒孔隙表面形成粘结薄膜这一目的。 但是目前国内大多炭素厂，普遍采用预热混捏为一体的混捏锅，物料颗粒干混预热， ℃，两者之间存在30℃左右的温差，导致高温液体沥青凝附在低温炭质颗粒表面形成一 层冷隔离膜，沥青对炭颗粒的浸润效果降低”’。目前，国外对配料混捏工艺温度的要求 103 是干骨料内外预热温度比液体沥青温度高lo-．20℃左右。干混预热温度要求达到180一 190℃左右。据有关专家研究，沥青对干骨料的浸润性，在一定时间范围内，除与液体 沥青的粘度，表面张力和作用时间有关，还和液体沥青对焦炭微孔的毛细压力有关，毛 细压力为负值，则沥青就难以渗入焦炭的表面孔隙；毛细压力为正值，则沥青能渗入焦 炭微孔，压力越大，渗入速度越快，据有关试验结果，软化点为110℃的煤沥青，骨料 干混，温度上升到150℃以上，液体沥青对骨料的毛细压力由负值变为正值，约到170 ℃，出现转折点，毛细压力上升很快，沥青对干骨料的浸润性达到最佳状态鼍骨料干混 预热温度达到在180—190℃左右。1 3．问题的提出 本文论述的重点是(依据关铝炭素公司使用的集预热和混捏为一体的4000L混捏锅 为例说明)如何提高预热干混温度，降低干混大颗粒磨损率，从而稳定工艺配方——物 料粒级的组成，液体煤沥青的用量。 目前国内各大炭素厂普遍采用预热干混和混捏为一体的混捏锅，该设备的最大优点 是设备造价低，配套设备成本低，缺点是混捏工艺不易控制，产品质量不太稳定，并且 产能低，间断操作。主要原因是：1)设备结构的局限性，造成锅内3吨多物料不可能在 了锅体的传热速度，为了达到最佳的混捏温度、混捏质量，只有采取延长干混时间。(3) 千混时间的延长又造成物料大颗粒的过度磨损，粉料、小颗粒的增加，液体煤沥青也相 应的增加，最后造成沥青偏多，实质改变了工艺配方，影响碳块质量，进而造成吨铝单 位成本升高，原铝质量下降，工人劳动强度增大。 4．目前关铝碳素配料混捏生产流程图 图1关铝碳素目前配料．混捏生产流程图 5．目前关铝碳素生阳极工艺技术参数 5．1配方中各种粒度最大用量 煅后焦15_8200Kg 8-4 350Kg 4—1 1000Kg 1—O 320Kg 104 1100 粉料 I