生阳极的强度、导电性等一系列理化性能满足不了铝电解生产的要求,因此必须将生阳极按一定的工艺条件进行焙烧,在这个工序中,制定焙烧升温曲线是最为关键的技术,它直接关系到阳极焙烧的质量与产量。焙烧升温曲线包括焙烧过程持续的时间、温度上升速度、温度的最高值及在最高温度下的保温时间,制定合理的焙烧曲线需要考虑以下因素:
01根据沥青在加热过程中不同温度阶段的物理化学变化制定曲线
在低温预热阶段,阳极炭块只有物理变化,没有明显的化学变化,故升温速度可以稍快一些;
在变化剧烈的中温阶段,温度的上升速度必须严加控制,缓慢升温,此阶段温度上升梯度对产品质量影响重大;
在高温焙烧阶段,由于变化不太剧烈,沥青焦进一步紧密化,排出剩余的少量挥发分,温度的上升速度可适当提高,但也应严格控制;
冷却阶段温度也要控制,如果降温速度过快,阳极炭块内部和外部的温差加大,将导致阳极裂纹甚至废品,实践证明,在其他条件不变的情况下,缓速降温下的阳极废品率低于直接终止火源的阳极废品率。
02根据生阳极的性能和规格制定曲线
对于不同质量要求的阳极,如出口炭阳极和国内用阳极,其焙烧温度略有差异,岀口炭阳极焙烧温度稍高一些,国内的焙烧温度稍低一些;
大规格的阳极截面积大,内外温差大,为了防止裂纹废品的产生,曲线则要求长一些,升温速度要慢一些,高温下保温时间要长一些,而小规格的阳极可适当调整;
同规格的产品,表观密度大的阳极升温速度要慢一些;
对沥青用量不同的阳极,升温速度也不同,沥青用量大的阳极,升温速度可适当慢一些。
03根据焙烧炉型结构制定曲线
不同的炉型和结构有不同的热效率,其焙烧过程中的热平衡制度不同,这就要求焙烧过程中要充分考虑焙烧炉的类型与结构;
焙烧温度曲线最高温度的制定与焙烧炉的结构、砌筑炉体的耐火材料质量有关,为了提高耐火材料的寿命,焙烧炉的工作空间温度通常不超过1350℃。
04根据燃料种类和填充料种类制定曲线
填充料的种类不同,制定的曲线也不同。不同的填充料导热性能、比热等就不同,实际生产过程中要根据填充料的性质制定更合理的焙烧曲线;
不同的燃料要选用不同的曲线,这要视燃料的种类、性质、热值、压力而定。
05根据环式焙烧炉运转炉室的数量多少制定不同的曲线
环式焙烧炉运转炉室的数量多少直接关系到焙烧周期的长短和焙烧产量的安排,34室和54室焙烧炉,其运转炉室的数量不同,要根据运转数量合理安排升温制度和冷却制度。
06根据阳极产量而制定曲线
生产上要求增加产量时,可适当改变焙烧温度曲线,在保证质量的前提下适当缩短焙烧时间。
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总结上述内容,要制定出合理的焙烧曲线,既要考虑是否符合炭阳极在焙烧过程中各种理化反应的客观规律,又要考虑焙烧设备结构、填充料种类与性质、焙烧阳极的规格、生阳极块中挥发分含量及所用燃料种类与性质等因素。在实际生产中,阳极企业还应根据炉况变化及时优化焙烧曲线,以提高质量降低能耗。