在预焙阳极生产工艺中,混捏就是把储存在各配料仓中的煅后石油焦粒料、粉料、残极粒料,按配方要求的比例定量后,与适量的液体沥青在一定温度下用专用的设备进行混合,使其达到均匀、密实且具有可塑性糊料的工艺过程。为了使各种不同粒级的骨料均匀地混合,使熔化的沥青浸润并分布在炭颗粒表面,并渗入焦炭孔隙内部,形成具有塑性、利于成型的糊料,在混捏工艺操作必须要注意控制糊料的温度和混捏时间。
连续混捏机是阳极生产最关键的大型设备之一
混捏温度的控制
混捏有两种情况:一种是先将固体炭素原料颗料加热到100℃以上,然后再加入液体沥青;另一种是将固体沥青破碎成粒状与固体炭素原料颗粒同时加入。采用第一种形式较为普遍,即先向混捏机加固体炭素原料颗粒,一边搅拌,一边加热,使各种骨料颗粒的温度能很快提高到与加入的液体沥青的温度相接近,然后加入液体沥青,使沥青较快地润湿炭素原料颗粒。
温度对混捏质量影响很大,因为煤沥青的黏度随温度上升而下降。在混捏过程中,煤沥青的黏度降低到一定程度时才能很好地润湿炭素原料颗粒表面,并不断地渗透到颗粒的孔隙中去。因此,混捏温度应该比沥青的软化点高出60-80℃为宜,如采用软化点为95-105℃的沥青,混捏温度控制在(175±5)℃。
混捏温度达不到规定要求时,沥青黏度较大。此时的沥青流动性较差,且对炭素原料颗粒的润湿性也差,搅拌时阻力大。在比较低的温度下,混捏出来的糊料密实度较低,塑性较差;用此糊料生产出的生阳极,其表观密度比较低,焙烧后孔隙度较高,内部结构不均匀,机械性能差。混捏温度也不能过高,因为随着温度的升高,沥青成分开始发生裂解变化,部分轻质组分被逐渐分解和挥发,还有部分组分在空气中氧的作用下发生缩聚反应,导致糊料的塑性变坏,进入成型时,其成品率较低。
混捏时间的控制
混捏时间的长短,对混捏质量也有明显的影响。间断作业的混捏锅在加入炭素原料颗粒后应先搅拌10-15min,之后再加入液体沥青,继续搅拌30-45min,使沥青与石油焦颗粒、残极碎或生碎颗粒均匀混合,形成良好的可塑性糊料。对于连续混捏,通过控制主轴的转速、搅刀的数量和排布方式控制混捏时间。
连续式混捏机搅刀
在生产实践中,控制搅拌时间的长短应考虑如下因素:
加热温度高时,搅拌时间可适当缩短;加热温度低时,搅拌时间要适当延长。
使用了较低软化点的黏结剂时(如加入部分蒽油或煤焦油),在同样加热的温度下比使用较高软化点的黏结剂搅拌时间可短一点。
配料时采用的粉料越多,搅拌时间应适当延长,因为粉状小颗粒比表面大、颗粒数多的被沥青浸润并和其他颗粒混合均匀需要的时间要长些。
加入生碎或残极碎时应比不加生碎或残极碎时的混捏时间稍长一些。
综上所述,混捏质量的好坏对生阳极块乃至成品块的质量都会有很大的影响,不同的骨料、不同软化点的沥青、不同的混捏设备,其生产生阳极的混捏工艺操作就有所差异,但总的目的都是一样的,企业在进行混捏作业时务必应遵守操作规程,提升混捏质量。