預(yù)焙陽極配料控制

1、預(yù)焙陽極配料控制生陽極制造工序是預(yù)焙陽極生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，若該工序出了問題，則下工序采取的任何措施都無可挽回，而且本工序包括的工藝過程又最多，影響生陽極質(zhì)量的因素也最多，諸如煅后焦的破碎及磨粉方式、篩粉純度、干料粒級組成、配料方法、粘結(jié)劑量、混捏及成型工藝條件等參數(shù)波動大，常導(dǎo)致糊料塑性忽高忽低，致使陽極成型時是難以正確把握，導(dǎo)致后續(xù)工序中出現(xiàn)大量的裂紋廢品。可以認為，在既定的陽極焙燒工藝情況下產(chǎn)生焙燒廢品的原因與生陽極制造工序關(guān)系很大。本文從配料方面分析，就如何加強配料控制，提高制品成品率和保持生產(chǎn)穩(wěn)定性進行探討。5 s9 C2 y; Z" E9 / V8 H0 r6 ?2 s1原料

2、狀況及生產(chǎn)現(xiàn)狀2 E' X: , 5 n2 B7 ! R2 ?1.1 石油焦粒度波動大9 u4 H: , q# E 隨著國內(nèi)外市場對鋁的需求量不斷的增大，從而為鋁工業(yè)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間，于是國內(nèi)各地出現(xiàn)了“鋁擴建熱”，同時 “炭素改擴建熱” 伴隨出現(xiàn)，這就造成了市場上能源、資源緊缺，作為大石油焦大用戶之一的碳陽極生產(chǎn)廠家多以能購到石油焦和瀝青而感到幸運，對良莠不起的石油焦原料指標感到無奈。4 m, b+ O0 A: Y   X3 Y- _8 E8 Z其中石油焦粉焦量大，粒度頻繁波動對碳陽極生產(chǎn)的有著很極為重要的影響，尤其在生陽極生產(chǎn)過程中表現(xiàn)尤為明顯。一方面

3、，影響生產(chǎn)中的料平衡，常使粉料倉料位處于滿溢狀態(tài)，粗粒料位較低；另一方面，石油焦粉焦量大且粒度波動大，使破碎篩分后各粒級骨料分布不穩(wěn)定，且純度常常不符合生產(chǎn)要求，使得配料工作十分被動。5 q6 ! K0 P   5 U1 r1.2生產(chǎn)現(xiàn)狀$ e6 v: - I8 4 C( F1.2.1產(chǎn)品成品率低8 S   E9 z9 k) N" e! l生陽極成品率是炭素廠內(nèi)部的一項重要經(jīng)濟技術(shù)指標，同時也是衡量成型工序工作質(zhì)量的統(tǒng)計項目之一。炭陽極成品率一方面反映在生陽極生產(chǎn)線上，生陽極塊出現(xiàn)麻面、裂紋、變形等缺陷造成廢品；另一個方面，在生陽極上未能檢測出

4、的內(nèi)部缺陷經(jīng)過高溫焙燒的一系列物理化學(xué)變化之后，暴露出來，影響了成品率，往往后者要比前者造成的后果更為嚴重。我們對2005年7月同一時期、裝備水平、工藝條件幾乎相同的一、二成型車間生塊在同一焙燒曲線下的制品成品率進行了統(tǒng)計。# 4 S+ ( a% S1 p5 O( Z# Y表1.一、二期成品合格率比較1 Q4 w/ k# M   A: g1 * D0 o0 ZTab1.The comparison between   phase one and phase two about yield rate4 J. / S. B# B; j% v單 位 一成型 二

5、成型+ S! p5 O0 q7 e焙燒塊成品率/% 96.2 85.77 c# g2 j' X8 w4 m: _二成型車間生塊因焙燒后制品廢塊較多，所以成品率較低。廢塊缺陷類型中以裂紋居多，約占了全部廢品類型的85以上。同時在生陽極生產(chǎn)線上，還發(fā)現(xiàn)部分生陽極塊表面出現(xiàn)裂紋。7 c' ( h" & ?8 B5 K& H1.2.2生產(chǎn)不穩(wěn)定" Q7 F( ) c2 u: p# o（1）我公司生陽極生產(chǎn)采用三粒級配方，干料為155mm，50.5mm，粉料三個粒級，配比分別為18±3，40±3，4±32。配料過程采取集中

6、配料的方式，電子秤計量后的各粒級料通過螺旋混合后，又經(jīng)過連續(xù)混捏，最后振動成型，多項設(shè)備集中控制，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。工藝流程見下圖：/ i/ % 3 P/ q- j2 u$ c9 b( F) Z   B' I# T5 B' f1 c( 4 X% i7 T: N- I3 z9 r9 K6 . 2    c: x/ , L1 E1粗、中、粉料倉 2皮帶電子秤   3混合螺旋 4干料預(yù)熱機0 l9 h0 N; o. ?4 N' f) p3 l5液態(tài)瀝青罐   6連續(xù)混捏機   7

7、振動成型機0 F: E, V% q; ; L, R( q( X圖1.生陽極生產(chǎn)工藝簡圖% R1 d) ) ! " + R& F2 QFig.1Production process of carbon green anode+ + % T" * n; q%    粗、中、粉料倉下的電子秤是相互獨立的，各自按照終端控制面板所輸入工作配方計量，皮帶電子秤有自調(diào)功能，如果生產(chǎn)過程中，缺料或超料（偏離設(shè)定值）過多，發(fā)出報警信號，引起整個生產(chǎn)系統(tǒng)停車。$ S9 x* 3 O2 Z5 r& l7 h1 U   我公司二成型車間長期存

8、在這一問題，粉料計量用皮帶電子秤，經(jīng)常由于粉料超重報警，引起整個配料系統(tǒng)停車。據(jù)調(diào)查該報警現(xiàn)象基本每班（8小時）平均達3次，最大值達到13次。每次停車前后，由于糊料狀態(tài)不穩(wěn)定和成型模具溫度較低等原因，從而產(chǎn)生大量的廢糊、廢塊，每次廢品量總重在7噸以上。: n3 V" ! v. t6 f9 （2）糊料不穩(wěn)定; r$ N- 8 k9 ( f" y# I從混捏機與成型機間的給料機上糊料來看，呈灰白色，糊料塑性很不穩(wěn)定，瀝青表現(xiàn)為忽大忽小，糊料呈塊狀、團狀進入糊料稱量料斗。這與振動成型工藝要求的糊料呈散粒狀不相符。# L. G   k4 + B. h% U% 3

9、 y2原應(yīng)分析4 D/ J. 3 2    B; p5 4 R2.1造成產(chǎn)品裂紋的原應(yīng)分析: 4 W. R) t8 v# u造成裂紋的因素很多，石油焦、瀝青、煅燒及煅燒儲運、配方、混捏、成型、焙燒等都會引起陽極裂紋的產(chǎn)生。但是從1.2.1的分析來看，作者認為問題關(guān)鍵是在生制品生產(chǎn)中的配料過程中。同時參考有關(guān)文獻，產(chǎn)生裂紋的大多數(shù)原因跟制品中粉料加入量和粉料純度波動變化大有關(guān)。! B; S2 z5 p2 |- l一方面，粉料在陽極碳塊中起到粘結(jié)和填充骨料的作用，有利于提高碳陽極的體積密度和抗壓強度。如果粉料加入量過多，會在陽極塊內(nèi)部產(chǎn)生強大的內(nèi)應(yīng)力，在成型過程中因為受到強大的

10、作用力，緊接著經(jīng)過急劇水冷卻，裂紋在生快上表現(xiàn)的并不明顯，但經(jīng)過焙燒升溫、降溫發(fā)生一系列物理化學(xué)變化后，內(nèi)應(yīng)力得以釋放，那些結(jié)合不緊密的、弱小的、松裂的部位顯現(xiàn)或擴張，促使碳塊產(chǎn)生裂紋。# w2 J% Z7 B, O3 q4 另一方面，瀝青與不同粒經(jīng)的焦?；炷笾?，粉料對糊料中瀝青的影響較其它骨料要大得多，同質(zhì)量的骨料與粉料在瀝青量不變的情況下，粉料吸附的瀝青量遠遠大于骨料吸附的瀝青量，粉料波動范圍大，常引起混捏后的整個糊料中的瀝青忽大忽小，以致于成型后的陽極碳塊發(fā)白（瀝青不足）或發(fā)黑（瀝青過量），這兩種情況都會導(dǎo)致碳陽極塊出現(xiàn)裂紋，前者因為瀝青與內(nèi)部骨料粘結(jié)作用力較弱而產(chǎn)生裂紋，后者在碳陽極塊

11、經(jīng)過急冷水冷卻后顯現(xiàn)出來。所以要嚴格控制粉料的加入量。" x, e, - z" q! v2.2生產(chǎn)不穩(wěn)定原應(yīng)分析0 S( q' c1 J7 n* d   t# x生產(chǎn)過程中，炭素顆粒從儲存料斗內(nèi)，根據(jù)程序由電子秤上氣動閥自動控制調(diào)節(jié)料量，粉料較其它骨料有較好的流動性，較容易涌入電子秤，另外，顆粒越細，其比重越大，測得該車間骨料比重0.7620.861g.m3 ，粉料比重大于1.245g.m3 ，在氣動閥調(diào)整過程中，粉料波動過大，如果粉料過細時，進入電子秤上的粉料實際重量瞬間遠超過電子秤上的設(shè)定值，使秤架受力失去平衡，傳感器受到秤體的壓力，最終輸出

12、報警信號，引起整個配料系統(tǒng)停車，使生產(chǎn)中斷。9 * U0 D   r) B+ R0 K0 X+ W2.3造成粉料純度波動及加入量不合理的原因( V) H6 C4 O6 n1 N6 l$ n" _/ b通過以上分析可知，導(dǎo)致制品裂紋率高、配料生產(chǎn)不穩(wěn)定的原應(yīng)都是由于粉料波動過大和粉料加入量不當引起的。主要有以下幾方面的原因：/ ' v, _8 H; K4 v2 r6 Y( w（1）進廠原料石油焦粉焦量本身波動大，對于各類粉碎設(shè)備，尤其是連續(xù)生產(chǎn)過程中，各設(shè)備的技術(shù)參數(shù)一般不隨意的去調(diào)整。產(chǎn)品粒度隨進入進料口的原料的粒度變化而波動，對于磨粉用的球磨機，雖然可以

13、根據(jù)篩分結(jié)果通過調(diào)整風(fēng)壓的方式來調(diào)整球磨粉純度，但是對整個生產(chǎn)來說很有限。$ k* f2 _3 F; Y: j( t7 Z- |! |   F: F（2）設(shè)計初，該車間收塵系統(tǒng)中設(shè)有反吹風(fēng)裝置，通過自動控制實現(xiàn)連續(xù)排料，收塵粉與球磨粉同時進入粉料倉，粉料較均勻，但生產(chǎn)中，由于技術(shù)條件跟不上，反吹風(fēng)裝置已不能正常運行，所以各除塵器靠人工隔一段時間排一次料，收塵粉排放集中、量大，一班（8小時）為12次。對收塵粉純度進行測定的結(jié)果為90以上，與球磨粉純度48相差過大，收塵粉集中排放引起粉料波動及為嚴重。+ o   U7 h) m$ 1 t3 N+ j（3）配料

14、過程中對粉料控制不得當，焦粒中碎過程中將粗粒、中粒分級后的細焦全部用來磨粉，并對粗、中料和粉料都有明確的純度要求，然而在實際的配料過程中，中粒料純度時常達不到要求，粉料頻繁波動，常表現(xiàn)為偏細，工作人員還勉強按照按照工作配方來配料，粉料42±3。/ D$ x, F5 ' v3解決方案( s( f6 9 n; G: A/ 3.1首先要保證粉料純度穩(wěn)定。8 y. 9 |1 J& G   W$ 一方面對于原料粒度波動引起的粉料波動狀況，只能是在生產(chǎn)中，要求球磨工勤檢查（篩分析），勤調(diào)整（風(fēng)壓），使球磨粉純度在較小范圍內(nèi)波動。另一方面，對于收塵粉排放過于集中

15、，可以增加收塵粉的排放次數(shù)，在保證生產(chǎn)能夠持續(xù)情況下（因為排排放塵粉時，中碎系統(tǒng)要停料）可適當增加排料次數(shù)，每班3次或4次，使每次排放的收塵粉量相對較少，對整個粉料的影響不會太大。% b6 m+ / " g5 K3.2合理控制粉料的加入量1 s1 7 8 Q3 u. p$ * d- D( z粉料對碳陽極和陽極糊料的影響遠大于其它骨料。大多數(shù)陽極生產(chǎn)廠家都特別關(guān)注粉料的細度及粒度分布情況，在實際生產(chǎn)當中，各廠家廣泛是用篩分法來分析粉料純度（200目篩下料所占質(zhì)量比），所以在配料時，應(yīng)對配方中74m以下粉料量要加以關(guān)注。下表中最大值為25%，最小值為13%。通過實踐，該車間74m以下粉料

16、的配入量在20%以內(nèi)比較適合生產(chǎn)，粗粒和中粒量可根據(jù)其粗細程度靈活調(diào)整。. j( i. n* C+ c6 P表2.碳陽極中74m以下粉料量: z4 r) W: A; p6 i- F2 v) HTab2.The content of below 74m fine in carbon anode 0 H' _" K+ q* o; ' O廠   家 橋鋁 云鋁 貴鋁 廣西鋁 ALCASA ALBA ALVAN 平均, S# i/ Q9 U8 P200目以下 22.5 19 18 25.5 21 13 25 20.66 W) k+ _4 N+ j8 E- M配料時操作過程如下：若粉料純度為56；粉料加入量應(yīng)為：20÷56×10036；假如粗粒為20；則中粒料為：1203644所以輸入端的干料配方為：20：44.5：35.5。# i8 I, t6 E" Y3 4 y/ f! b 通過控制粉料純度和加入量，該車間生產(chǎn)平穩(wěn)，粉料電子秤報警次數(shù)大幅度下降，每班最多1次，糊料混涅均勻，色澤鮮亮，呈散粒狀進入陽極成型工序。該車間碳陽極塊焙燒合格率有了明顯的提高，達到96以上。" B! 5 $ H2 X; T% h4.結(jié)語: f- Z! Y8 a4    A5 ' C