关于混捏质量技术问题的探讨

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1、关于混捏质量技术问题的探讨山东南山铝业股份有限公司毛继华摘要：混捏质量的好坏是影响预焙阳极质量的因素之一，混捏温度.混捏时间以及沥青温度及混捏力矩、功率又是决定混捏质量高低的关键因素关键词：预焙阳极；颗粒；润湿；温度；混捏质量；煤沥青；混捏工艺。近年來，电解铝生产行业竞争口趋激烈，提高电解槽系列屯流，强化其屯流强度使电解铝厂提高产能，提高电效的途径，这就要求我们耍提高预焙阳极的质量，使其质量均-•化，优质、低耗的炭阳极成为首选产品，炭阳极使用周期和残极率成为考核阳极质量的重要指标，而混捏质量、沥青用量是制约预焙阳极质量的重要因素之一。对碳阳极生块质量的影响在炭素材料

2、的生产过程中，为了使成品结构具有良好的均匀性，一般要求将配好的各种物料放在一定的设备屮进行搅拌，使之达到均匀性。这种使骨料各种组分、各种粒度及粘结剂达到均匀混合，并得到可数性糊料的工艺过程称为混捏。它对碳阳极生块的质量有很大彩响。混捏系统对碳阳极生块的影响：一般的碳阳极混担过程包括：骨料预热、糊料混担、糊料冷却等儿个阶段。混捏系统对碳阳极生块质量的影响最为显著。骨料预热：骨料在完成配料后需输送到加热设备中进行•预热，以保证骨料在和粘结剂混捏时有一定温度，便于沥青能很好渗透到骨料的气孔中去。加热方式分为电加热和介质加热，所用介质人多为导热油。人型碳阳极金业通常采用四轴

3、式预热螺旋来进行加热，其为一个封闭的腔体，两侧及底部通有导热油，骨料在通有导热油的转动轴上上下翻动，通过热交换，骨料能均匀地达到一定温度。对于使用混捏锅的厂家来说，则通过骨料在混捏锅内的干混来使其温度升高。预热温度对碳阳极生块质量的影响：在预焙阳极的生产屮，把骨料预热到一定温度有利于沥青对骨料颗粒的渗透，当温度高于沥青软化点70°C时，其湿润角最小；另一方面,通过预热可排除骨料中的水份。由于沥青属亲油憎水物质，水份薄膜会显著降低沥青对骨料颗粒的润湿作用，从而降低牛块的体积密度。因此，为确保沥青能很好浸润到骨料中去，要求沥青有很好的流动和浸润性，而沥青的流动和浸润性随

4、温度升高而增强。但是，温度过高却容易使沥青中的低谓分挥发，使沥青老化，造成熨性降低。R&D资料表明，当混捏温度高于沥青软化点60〜70°C时，沥青混捏浸润行为最好，骨料预热温度略高丁•液体沥青配料温度，更有利丁•沥青对骨料颗粒孔隙的填充和表［ft覆盖。影响预热温度的MM：骨料预热温度可通过调高导热油温度、增人热媒流量及降低设备转数延长预热时间来控制，也可通过降低下料量，强化保温效果等方式来进行。将骨料淹埋•住螺旋的3/4以上，其填充率和热媒利用率最理想。骨料预热温度应维持在195°C〜210°C之间，这样骨料的毛细管张开，沥青的润湿角变小，沥青就能够更好地渗透到骨料

5、孔隙中去。糊料混捏：混捏是一个复杂的物理化学过程，其混捏质量的好坏决定生块的质量，干料的温度、颗粒的开口孔隙、沥青的温度及浸润性对预焙阳极的质量起着重要的作用。混捏的质量好，骨料相互填充充分，粘结剂对骨料颗粒的缝隙也填充得较好。在碳索糊料的混捏屮，一定要把握好沥青粘结剂与沥青焦以及锻后焦、煤生成焦炭的吸附关系；提高沥青对固体碳素颗粒的润湿作用；并进一步解决好沥青向固体碳素颗粒的表面渗透问题；有利于提高糊料的混捏质量。提高沥青煤沥青是预焙阳极制品生产的一种重要粘结剂，它的质量好坏直接影响制品的耐压强度、体积密度、导热导电等指标。预焙阳极混捏过程，要求煤沥青浸润性良好，

6、并有较强的粘结能力，保证糊料具有良好的可塑性，在高于软化温度阶段，煤沥青的浸润性和流动性是最重要的，很大程度上决眾了糊料所含煤沥青的含量。炭索颗粒与沥青接触，由于固液间分子引力使液相的沥青分子吸附在固体表面，在炭索颗粒表面形成“弹性层”，而门•当温度足够高时，沥青会从颗粒表面迁移至微孔屮去，从而把固体颗粒润湿，糊料的混捏质量在很大程度上受到沥青与炭素颗粒润湿效果的影响。润湿作用的强弱由固体与液体接触面上的张力来决定。提高沥青温度会减小其张力，使润湿接触角减小。对于软化点为73°C的沥青，加热温度从82°C捉高到133°C,润湿接触角从120°C降至20°C,对于软化

7、点为102°C的沥青，加热通常认为润滑接触幷小于90°C时润湿作用较好，沥青对颗粒的附着力愈人。沥青接触固体颗粒不仅有表面吸附和润湿，与沥青的黏度、表面张力和混捏时间温度有关，还与液体沥青毛细管渗透现象有关，一旦沥青润湿颗粒表面后，沥青中的轻质组分就开始渗透到颗粒的孔隙屮去，温度愈高，沥青的粘度愈低，容易渗透，软化点105°C的沥青，当沥青加热温度低TM8°C时，毛细管压力为负值，只有提高到148°C以上时，毛细管压力为正值，并随温度上升而增大，当到170°C时，润湿接触角开始明显减小，温度继续升高180〜190°C,毛细管压力增加，沥青对炭素颗粒的渗透加剧。国