技术|炭阴极焙烧过程分析与升温曲线的制定
炭阴极在经过混捏、成型工艺后，接下来就是焙烧工序，其中阴极焙烧的目的、工艺与设备和炭阳极基本相同，本文主要叙述焙烧的过程与升温曲线的制定。
阴极炭块焙烧过程主要是粘结沥青的热解焦化，并与骨料无烟煤颗粒烧结过程。
因为煅后无烟煤是经过1700℃以上高温煅烧过的，在1280℃的焙烧温度下，煅后无烟煤基本不会发生变化，焙烧过程大致可分为四个。
一、低温预热阶段
低温预热阶段，生阴极炭块从室温逐渐被加热到200℃。生阴极炭块内部粘结沥青逐渐软化，但还没有发生显著的物理化学变化，挥发分排出量不大。
当温度继续升高，粘结剂的热塑性逐渐变化，使得炭块沿直径方向膨胀和沿长度方向下沉不断加剧。
沥青软化后在自身重力的作用下，向制品下部迁移，此阶段内升温所用的时间越长，迁移越严重，炭块将发生弯曲变形，严重影响炭块烧结的质量。
另一方面使部分粘结剂排除到生胚表面，增加了填充料在炭块表面的结焦程度。
因此，在350℃之前适当加快生坯升温速度，可使其膨胀降低，变形和填充料结焦程度也相应降低。
二、粘结剂焦化阶段
炭块加热到350~850℃，挥发分大量排出，同时粘结剂沥青逐渐焦化，这一阶段是焙烧的关键阶段，升温速度的快慢将直接影响到炭块的各种理化性能和产品的内部结构。
所以，该阶段必须选择制定出适合产品的升温速度，并严格按照规定的升温曲线进行升温，尤其在250~650℃之间，升温速率应均匀缓慢地进行，否则升温太快，易造成制品内外较大的温度梯度，将产生裂纹等废品。
三、高温烧结阶段
粘结剂在850℃以后已基本全部焦化了，但为了进一步提高理化指标，焙烧温度还将升到1200~1300℃，特别是对那些没石墨化的产品尤为重要，此阶段升温速度要快些。
四、冷却阶段
焙烧炭块冷却的初期，内部温度仍然继续升高，同时焙烧炭块继续收缩。
继续冷却，由于焙烧炭块热导率的限制，其内部降温速度小于表面降温速度。
从而从焙烧炭块中心到表面形成较大的温度梯度和热应力梯度，若热应力过大，就会引起内外收缩的不均匀而导致裂纹的产生。
因此，在从最高温度冷却到800℃时，要适当控制冷却的速度，从800℃冷却到200℃可以快速强制冷却。
焙烧升温曲线的制定
在焙烧过程中，各温度阶段的温度控为重要，生坯加热的温度制度被编成曲线称为升温曲线，升温曲线反映了开始加热到最终结束各个温度阶段所给定的升温速度。
焙烧升温曲线是焙烧的关键，制定合理的升温曲线，是焙烧炉正常运行和产品质量的保证。
因此必须根据生坯在焙烧过程中各物理化学反应的规律，来确定各温度阶段升温速度的快慢。
另外，必须考虑焙烧炉的结构、填充料的种类、焙烧的品种和规格、生坯中的挥发分含量等因素。
敞开环式焙烧炉具有火道垂直、水平温差小、产量大、能耗低、污染小的特点，目前国内多用于预焙阳极的焙烧；而铝用阴极炭块的焙烧国内大多采用带盖环式焙烧炉焙烧。
为选择确定适合于焙烧高质量铝用阴极炭块焙烧升温曲线的需要。
必须首先清楚生制品在焙烧各温度阶段的各种物理化学变化，必须根据理论分析和焙烧炉的具体情况，通过试验来制定焙烧升温曲线，根据阴极炭块焙烧过程分析，60h火焰移动周期的焙烧升温曲线如下表：
焙烧是炭阴极生产的核心工序之一，焙烧质量的好坏直接影响产品质量，优质的阴极炭块对电解铝生产和各项技术经济指标起着非常重要的作用，所以企业应重视焙烧工序的每一个环节，尤其是对于各个阶段的温度控制。关于焙烧工艺的优化以及后续工艺，将会在连载文章中继续论述，欢迎关注。
