技术|铝用阴极炭块焙烧废品种类及原因浅析
焙烧是铝用阴极炭块生产过程中的主要烧成工序,在焙烧工序中,若操作不当会导致废品的产生。
随着铝用高石墨质阴极的广泛应用,行业开始重视对焙烧过程的研究。
本系列将根据多年的焙烧生产经验,对阴极在焙烧过程中产生废品的类型和原因进行总结分析,分为上中下三节连载,供企业参考!
一、纵裂
焙烧升温曲线制定不合理或操作不当,在中温阶段(350~700℃)升温速度太快,表皮已烧硬化内部尚未烧好,挥发分难以排出,产生的膨胀压力大于表层的强度极限;
产品装炉时距炉墙太近,产品靠炉墙一侧局部升温太快,造成过早烧结,使整个制品收缩或膨胀不均匀;
炉墙局部漏料,制品受热过快;
上、下层制品搭配不合理,如上层装大规格制品等;
成型工序制品粉子含量多,黏结剂用量少,制品受热挥发分排出时,抗膨胀能力差。
二、横裂
主要是受生坯质量影响和焙烧炉竖直方向温度差的影响。
成型时生坯内部结构有缺陷,或生坯表面有横纹,焙烧时毛坯在250~450℃已经软化,机械强度最小,如果产品上下温差较大,由于膨胀不同则易使产品横裂纹扩大,产生横裂废品;如果这时炉室温差较小,横纹基本保持原状。所以产品焙烧产生较大横纹的废品内部结构一定有缺陷;
产品上层保温料太薄,升温时先期受热,冷却期降温速度过快(800℃以上),产品表层与内部收缩不一致产生上层横裂和裂纹;
小规格产品出炉时,产品本身温度太高(400℃以上),在清理场地产品表层与内部收缩不一致也会产生横裂纹;
大规格产品出炉时,产品本身温度太高(400℃以上),先抽出产品上表层的填充料降温,上下内外收缩不一致产生裂纹;
原料煅烧程度不够,或配料时混入生料块,焙烧时产生二次收缩。一般是从一点向几个方向扩展的裂纹,并切在同一根产品上,裂纹也比较多;
焙烧过程在中温区段温度升温过快,导致焙烧坯上下温差过大引起横裂;
装炉时,制品一端靠近炉墙,由于温差过大,产生横裂,横裂位置一般在靠近炉墙处;
填充料颗粒过大时,在制品与大颗粒填充料接触点周围产生收缩性裂纹;
与成型有关的问题:
(1)成型机上涂油过多,出现油自上而下进入料中,焙烧后易产生横裂;
(2)成型时过震,从而导致生坯内应力过大,焙烧过程中内应力释放过快,成型品体积密度过高,造成焙烧品中部横裂纹;
(3)成型时糊料中黏结剂用量太多,焙烧时由于挥发物的压力产生裂纹。
三、变形
成型品没经过充分冷却即装炉或装炉时炉温太高;装炉时间长,没有及时下填充料;
填充料水分太大,超出规定要求,在升温过程中,水分被烘干,产生空隙致使制品变形,一般是均匀变粗或局部均匀突出;
填充料温度过高,尤其是下返还料,将刚出炉的料直接下料,使制品沥青软化产品变形;
填充料粒度不合格,有大颗粒及杂质,下料过程中制品与制品间产生膨料,填充不实造成变形;
炉室破损导致漏料,铝用阴极局部出现凸起现象;
新填充料用量过多,填充不实,引起小规格产品变形;
成型品黏结剂用量过大,当温度升高时,挥发分大量排出,使制品产生凹陷或平面变形;
制品在炉内分布不均,当软化膨胀时,周围受阻不一,造成扁平变形;
炉底局部过热使制品过早软化造成下层产品下端大头变形;
两根铝用阴极相邻部分由于距离靠近,此处填充料不实,当制品受热沥青软化时,生产一凸一凹变形;
铺炉底用的填充料水分太大或纸板较厚及重叠时,当温度升高后填充料水分蒸发及纸板炭化,产生空隙,使制品下端产生大头变形;
装炉时阴极表面距离炉墙太近,当炉温升高时,产生平面变形。
四、弯曲
产品装炉时不垂直;
下料不均,一次下料过多,小规格没有二次下料,将制品冲歪;
装炉时上层装小产品,下层大规格产品长短不齐,中层料过薄,顶弯产品;
成型品弯曲,工序漏检。
总结:除以上类型外,铝用阴极制品还可能出现氧化、黏结、碰损、电阻率不合格、空头、内部分层、麻裂纹等现象,要预防阴极制品焙烧过程中产生废品,就要采取各种工艺技术进行改进,具体将在后续探讨,若您有不同的见解,欢迎留言或私信指导!