阳极炭块水平裂纹的处理对策实践(连载1)

发布时间: 2020-05-08 02:48:36 作者:中商碳素

在之前的“阳极废品产生的原因及危害”系列文章中,曾探讨到原料质量、焙烧温度、生块配方等都可能是阳极产生裂纹的因素,尤其是外观有水平裂纹的炭块,极易在电解生产过程中出现阳极断层现象,严重影响电解生产的安全和稳定,因此本文将针对水平裂纹现象进行分析,提供合理的处理对策。


一、适当降低煤沥青的使用比例

设想

如果降低煤沥青的使用比例,将糊料挥发分绝对值总量控制在理想范围内,炭块在升温过程中挥发分集中外排的总量会减少,有利于降低炭块内部应力,从而避免出现裂纹现象。

实践

结合对成品质量指标的需求,在试验时要保证生块的体积密度大于1.64g/cm³。经过对粉料加入比例和煤沥青加入比例的多次调整,油比只能降低到15.0%左右,继续降低油比,生块质量将无法保证,会影响到成品的质量。


 3个月的试验后,从焙烧出炉结果看炭块侧面依然存在裂纹,只是程度有所缓解,没有从根本上解决问题,水平裂纹出现比例依然在50%以上。

二、调整焙烧升温曲线

设想

考虑到炭块挥发分在焙烧升温过程中集中挥发时,造成炭块内应力集中释放,对炭块形成热冲击。如果控制好升温曲线,降低升温速度,使炭块在挥发分溢出时缓慢升温,降低挥发分的集中挥发程度,尽量减小内应力,应该能够避免炭块裂纹的产生。


实践

在焙烧过程中,制品的收缩取决于600℃以下的加热速度,在这个区间中,20-250℃加热速度越快,收缩就越小;在250-600℃随着加热速度的增大,收缩也增大。实践中,分别进行180曲线、192曲线、216曲线240曲线的试验,重点控制2-3p的火道温度,以降低制品在250-600℃之间的升温速度,观察水平裂纹是否能够消失,在对每个曲线进行了2个月的试验后,发现出炉炭块的水平裂纹依旧没有明显改观。

三、调整生块编组方式,增加炭块间距

设想

考虑到挥发分集中排放时,如果排放不顺畅,挥发分就会在炭块表面附近集聚,造成内应力增大,从而形成裂纹。鉴于在编组时炭块之间隔离材料是lmm厚的黄麻纸,炭块之间几乎没有太多空隙,为了能够让挥发分顺畅排出,采取加大炭块之间间距的方式,保证炭块之间间距在10-20mm。

实践

在炭块编组时,将炭块之间的麻纸改为10-20mm厚的木板或废皮带。编组后的炭块使用多功能机组装入料箱,随后将木板或皮带抽出。在焙烧升温过程中,因为炭块表面与填充料充分接触,挥发分从炭块表面溢出后能够很顺畅的被填充料导出,不会在炭块内部接近表面的位置集聚,避免了较大内应力的形成。经过一段时间的焙烧生产验证,水平裂纹几乎完全消失,焙烧外观合格率显著提高,取得了比较满意的效果。


炭块在焙烧工序出现裂纹的影响因素有很多,但具体到某一条生产线的实际条件,涉及到原料采购环境、工艺设备的配置、操作人员的习惯等,就需要按照现场实际条件进行可行办法的选择,据实践统计,若解决好炭块水平裂纹问题,炭块的焙烧外观产品合格率将提高5-10个百分点,采用增加炭块之间间距的方式可较好地解决侧面水平裂纹的产生,但企业也需考虑此法带来的额外工作量。更多类型的阳极炭块废品处理对策,将在后续连载文章中进行介绍,欢迎关注!

本文实验数据:《轻金属》

内蒙古霍煤通顺碳素有限公司  张吉、王力