电煅石墨化焦的工艺探讨

《电煅石墨化焦的工艺探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电煅石墨化焦的工艺探讨　　摘要：针对电煅烧炉生产电煅石墨化焦技术的实际应用，阐述了生产工艺的改进，同时为适应更高的工艺要求，对电煅烧炉炉体进行改造。　　关键词：电煅烧炉；电煅石墨化焦；石墨化阴极炭块　　引言　　2013年电解铝行业在总体产能过剩和市场需求下降的双重压力下，出现行业大面积亏损。为求生存，各电解铝厂家想尽各种办法通过降低生产成本，以期在激烈的市场竞争中占有一席之地。电力消耗约占铝锭成本的40%左右，为降低综合交流电耗，阴极炭素制品方面相关的科研院所和企业做了大量研究，主要持两种观点：一是继续使用传统的无烟煤为主要材料，生产大规格异型炭块；二是开始使用石墨化阴极炭块。　

2、　青鑫炭素有限公司为满足市场需求，于2007年新建石墨化阴极炭块生产线，其中包括一台高温电煅烧炉，主要用于煅烧电煅石墨化焦，作为石墨化阴极炭块的原料。　　1原理　　电煅烧炉的原理是立式电阻炉，利用炉内物料本身的电阻发热提升炉内温度，对物料进行煅烧。电煅烧炉的工作原理是焦耳恒次定律，即Q=0.24I2Rt，电煅烧炉是以被煅烧的物料作为导电介质，当电流通过被煅烧的物料自身的电阻消耗电能，把电能转换成热能，使煅烧炉膛内温度升高，对被煅烧物料进行加热煅烧，炉膛内的煅烧料在上、中、下的不同位置被煅烧程度不同。物料在整个煅烧过程中，必须经过预热带、煅烧带、冷却带三个阶段[1]。　　2电煅烧炉

3、改造　　青鑫炭素有限公司现有三台电煅烧炉，其中两台为普通直流电煅烧炉生产电煅煤，供给高石墨质炭素制品的原料需求；一台2008年投入使用的高温电煅烧炉生产电煅石墨化焦，供给石墨化炭素制品的原料需求。高温电煅烧炉在工艺要求上更高，设备本体也做了许多改进。　　2.1设计上的差异　　高温电煅烧炉在原有电煅烧炉的基础上进行改造，特别增大了电炉容量和额定电流值，以满足工艺要求。　　2.2电煅烧炉内衬　　煅烧电煅石墨化焦的温度要高于煅烧电煅煤的温度，至少要在2000℃以上，在这样的温度下电煅烧炉传统的高铝砖内衬就不再适用，需在如下方面进行改进。　　2.2.1炉内温度在2000℃以上，首先要求内

4、衬的耐高温性；同时为减少热量流失，降低电耗在内衬的外层增加保温层。　　2.2.2电煅石墨化焦是颗粒料下炉，排出时仍是颗粒料，因此内衬在高温状态下具有一定的耐磨性，以减少大修次数，连续生产，降低生产成本。　　2.2.3直流电煅烧炉主要是高电流、低电压的特点，为防止高电流情况下电流分散，增加电耗，内衬材料必须具有一定的绝缘性。　　2.3电煅烧炉上、下部电极　　石油焦的导电性能要优于精洗无烟煤，因此在电煅烧炉内要想获得更高的温度，根据工作原理必须增大电流。普通功率电极很难达到使用要求。　　2.3.1在使用过程中由于自身电阻率较高，在通过大电流时电极自身产生热量，与空气接触部分发生氧化导

5、致直径变细，最终发生断裂。　　2.3.2母线排与电极连接处，本身电阻较高，温度升高容易氧化，造成接触不良。严重时发生放电打火，形成危险源和隐患。　　因此，在煅烧电煅石墨化焦时必须选用高功率电极或超高功率电极。　　3煅烧工艺改进　　电煅烧炉的电参数主要有电流、电压、功率、日产量、炉芯尺寸五种。电流、电压、功率三个参数均是通过调节电压档位来进行操作控制的。电煅石墨化焦的工艺温度要求必须达到2000℃以上的高温，相比电煅煤的工艺温度1500～2000℃还要高，生产工艺必须进行改进。　　3.1电流　　电煅石墨化焦的导电性优于精洗无烟煤，根据工作原理推算要想获得更高的煅烧温度，必须增大生产

6、过程中的直流电流，以保证电煅石墨化焦的煅烧温度。如此，需满足以下条件：　　3.1.1实际生产中电流强度必须达到20～35KA，以保证炉内温度；　　3.1.2电煅烧炉内的物理化学变化复杂多变，电流强度会在一定范围内发生跳动，必须保证变压器不发生过载，以免引发各种连锁反应。　　3.1.3保持电流稳定，上部电极在高温下氧化和磨损，会导致与下部电极之间的距离变化，同时电流发生波动，要及时调整上下部电极间距，将电流波动控制在较小范围内。　　3.2炉阻与日产量　　电煅烧炉的缺点在于无法直观感受炉内温度变化，这时炉阻可以作为控制产品质量的一个参照值，间接反映电煅烧炉内的电煅石墨化焦的电阻率，并

7、且以其波动，控制产品的产量。　　3.2.1在无法直接检测电煅烧炉内部的情况下，可以通过炉阻直接反映出炉内煅烧带原料的电阻率指标。电阻R=ρL/s，L为材料的长度，S为炉芯面积，两个指标在电煅烧炉中一般情况为定值，因此炉阻可以直接反映出炉内电煅石墨化焦的电阻率情况。　　3.2.2在原料理化指标稳定的情况下，炉阻的变化与每天的电煅烧炉产量存在正比关系。如果正常生产过程中排料量增大，煅烧带电煅石墨化焦电阻率增大，炉阻随之增大。　　3.3排出硫分　　与精洗无烟煤不同，石油焦中含硫量较大，