炭素生产过程中,成型工艺参数的控制对生阳极炭块的质量至关重要。本文针对混合料预热温度、混捏温度、糊料冷却温度以及工艺设备性能等成型工艺参数进行分析,并对生阳极炭块质量缺陷提出几点解决方法,供企业参考借鉴。
一、混合料预热温度
一般混合料中不包括生碎料,混合料预热温度应高于粘结剂软化点70-80℃,最好控制在180-190℃,混合料和生碎料混合后温会有所下降,下降幅度主要取决于生碎料的配比。当生碎料配比量较大时,应适当提高混合料的预热温度,但不宜大幅度提高。
如若,混合料温度过低,预热程度不够,骨料张口率小,在混捏过程中,粉焦和沥青不能够充分地对骨料进行填充和渗透,造成糊料体积密度不够、塑性和强度变低,易产生理化指标不合格和外观缺陷的生阳极。
若混合料温度过高,则糊料温度相应较高,不仅会增大沥青的使用量,糊料塑性也会变差,而且加速了沥青的氧化和轻馏分挥发的速度,造成糊料的粘结性变弱。同时,也增大了糊料冷却的强度,在成型时生阳极易产生裂纹等外观缺陷。
二、混捏温度
通常情况下,混捏温度要比粘结剂的软化临界温度值还要高出60-70℃,最好控制在175-185℃之间。这是因为适宜的混捏温度才能确保糊料的体积、密度以及塑性能够达到一个最佳的状态,进而使得骨料充分地被沥青及粉焦所渗入及填满,以此来保证糊料的塑性。
三、糊料冷却温度
糊料冷却温度取决于下游设备的保温和成型机性能的要求。如果糊料在向成型机输送过程中散热量很小,可以将冷却温度调整到接近成型要求的温度,否则应相应提高。成型机性能的不同对糊料温度要求也有所不同,带有真空罩的成型机可以适当提高糊料温度,有利于提高成型效率和产品质量。
糊料过度冷却会造成糊料的塑性和流动性变差,震动成型时易造成生阳极体密、强度降低和生阳极麻面、粗糙等缺陷。糊料冷却效果不好,则造成糊料温度不均衡,生阳极易产生裂纹等缺陷。震动成型时糊料温度应高于粘结剂软化点30-50℃,现阶段,糊料的冷却温度一般都设在150-160℃之间,到成型机时,糊料的温度会在148-150℃之间。
四、工艺设备性能
(一)振动时间
重锤下降至糊料的表面到振动完的这一段时间就是振动时间。炭块密度的疏密程度就取决于振动时间的长短,时间越长,密度越大,反之,密度则越小。但要注意的是,振动的时间不可太长,过长的振动时间会导致生阳极炭块出现裂纹等外形上的不足,同时还会影响最终成型的生阳极炭块的质量。通常情况下,糊料的状态、炭块的大小、重锤的重量、振动的幅度以及成型机是否配有真空罩都影响着振动的最适时间。
(二)振幅
振幅频率保持不变时,被振对象的惯性力会根据振幅的大小而改变,所以,振幅大小的确定至关重要。通常情况下,炭素以及石墨制品的振幅都在1mm上下,相对较大的可以相应调至5mm上下。
(三)成型压力
通常情况下,重锤的比压决定成型的压力,由于炭素糊料的运输能力在压力方面比较弱,因此短、粗的产品所用的重锤比压相对于细、长的产品来说,要相应的大一点,所以,不同产品的成型压力也相应不同。
五、生阳极炭块质量问题的解决方法
(一)裂纹
首先,要关注以及检验原料是否变质以确保原料的质量;其次是要把控好混捏的质量;再者,将糊料的温度降到最适宜的温度范围内;最后,要严格检查或者更换生阳极炭块的成型模头。
(二)粗糙
首先,在生产之前要对模具的实际温度进行适当的提高;其次,在生产的过程中要掌握好糊料的温度,同时还要增加适量的粉料及沥青的使用量。
(三)变形
首先,适当减少粘结剂的使用量以及降低糊料的温度;其次,增加适量的混捏时间以使混捏更加均匀;再者,要在生坯脱模之后进行实时的冷却工作;最后,要保证生坯放置现场的干净平整。
(四)缺棱掉角
首先,保证重锤表面的干净光滑以及防粘油液的喷涂到位;其次,适当减少糊料粘结剂的使用量;再者,增加适量的混捏时间以使混捏更加均匀;最后,对承载台以及振动台的水平度进行适当的变动以确保其处于水平状态。
综上所述,成型工艺参数对生阳极炭块的质量有着至关重要的影响,因此,在成型生产前,要依照相关标准来制定出适当的生产配方,并在生产的过程中,针对一系列的成型工艺进行严格把控,以保证生产出优质的生阳极炭块。