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20世纪90年代铝电解工业的高速发展带动了铝用炭素材料生产的发展。大型铝电解槽的推广和应用,对阴极炭块的质量要求越来越高。阴极炭块的质量直接影响铝电解槽的正常生产,对电解槽的生产指标和槽寿命影响很大。阴极炭块的焙烧是生产过程中的核心工序之一,焙烧的好坏直接影响产品的质量和产品实收率;同时焙烧炉也是阴极炭块生产中最重要的主体设备。
我厂的阴极焙烧炉是环式带盖焙烧炉,焙烧炉是直接砌筑在混凝土基础上的,炉底和大墙中设有保温层,由32个炉室组成,每个炉室有8个料箱和4个火井。
目前我厂的阴极炭块焙烧炉存在产品质量不稳定、加工废品率高、焙烧周期长、产能低及重油消耗大等缺点。我厂阴极炭块理化指标一级品率为40%左右;加工块合格率为70%,加工废品中裂纹废品占90%以上。焙烧周期长直接导致焙烧炉产能低,产品的重油消耗达到140kg/t。
针对焙烧炉存在的缺点,本文提出进行焙烧炉工艺改进研究,稳定产品质量,减少加工废品率,降低重油消耗,同时改善焙烧炉的运行状况。在研究工作中,进行了焙烧炉温度场的检测,掌握了焙烧炉及炉内制品的温度分布状况,发现了现有焙烧曲线的不足之处;通过焙烧炉试验验证了改进焙烧曲线的科学性,为进一步优化提高生产工艺水平提供了科学依据。本文通过焙烧炉试验证明了在带盖环式焙烧炉低温预热炉室中燃烧利用焙烧挥发分具有可行性。
由于碳块的质量不稳定,电阻率大、强度低,加工块裂纹废品率高,根据焙烧对产品质量的影响因素,对原有焙烧曲线的低温预热阶段和焦油挥发期阶段的升温速度进行调整,分别进行提高低温预热阶段升温速度和降低焦油挥发期阶段升温速度的试验,试验过程中生产的碳块的强度提高,电阻率降低,裂纹废品率降低。
试验证明,我厂阴极焙烧曲线低温预热阶段升温速度慢和焦油挥发期阶段升温速度快是目前焙烧影响产品不稳定,废品率高的主要原因。