提高炭阳极质量的实践

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1、提高炭阳极质量的实践吴智明摘要　以煅后焦粉末电阻率小于650μΩ·m和真密度202～205g／cm3限制煅烧；控制并掌握各粒级骨料的纯度和粒度分布，配料中提高执行优选配方的准确性；合理回收和使用残极生碎；焙烧350～650℃阶段升温速率不超过10℃／h，1200℃左右烧结不少于40h，则炭阳极质量能达到国标要求。关键　词炭阳极质量实践PRACTICEOFIMPROVINGQUALITYOFPRE－BAKEDCARBONANODEWuZhiming(QinghaiAluminiumCoLtd,QinghaiDatong810108）AbstractInorderthatcarbonanod

2、equalitywillmeetthedemandforNationalStandards,calcinationiscontrolledaccordingtothecalcinedcokepowder′sspecificresistancelessthan650μΩ·manditsrealdensityinrange2.02～205g／cm3；thepurityandgraindistributionoffilleriscontrolledforimprovingaccuracyofoperatingoptimumformulation,reasonablyrecyclingandusi

3、ngbrokenanodebutt;theheatingrateduringtheperiodofbakingprocessat350～650℃islessthan10℃／h，andthesinteringdurationat1200℃islongerthan40h。KeywordsCarbonanode,quality,practice1　前言　　在铝电解槽中电解质含碳渣004％，其导电率下降1％；若含碳渣10％，则使导电率下降11％〔1〕。阳极上的电能消耗约占铝电解电能消耗的10％～15％〔2〕。阳极散热占铝电解槽热损失的50％以上。阳极质量变化，可使其电阻率波动20％～30％，并会

4、引起电解过程中阳极本身消耗变化10％左右。而且上槽阳极的工作质量决定着电解槽的工作状况，这不仅明显影响电解的电流效率，同时影响电解所需其他原材料的消耗。由此可见，提高并稳定阳极质量极为重要。　　铝用炭阳极生产的技术进步始于80年代，其代表技术，在工艺方面主要表现为大颗粒配方和高温沥青配料，即3粒级和低油比生产；在设备方面主要表现为采用45m两段二次风炭素煅烧回转窑、高温沥青快速熔化装置、配料皮带电子称、四轴预热螺旋、沥青配料泵、单轴连续混捏机、三工位振动成型机、炭块堆垛天车、焙烧多功能机组、用发生炉冷煤气作焙烧燃料的大容量敞式轮窑和烟气干法净化技术及装备。目前炭阳极生产的机械化和自动化基本实

5、现，程控技术已在生阳极生产的烟气净化系统推广应用。同时，煅烧和焙烧调温系统正在开发和试验程控技术。　　青海铝业有限责任公司(简称青铝)的炭阳极能基本稳定实现国标要求(见表1)〔3〕。这是因为青铝阳极生产系统除具备以上技术优势外，在主要工艺参数选择和质量控制上尚有一些特色，试作总结分析。　　表1　青铝1997年炭阳极理化性能与国标的对比理化性能GB8742—88青铝炭阳极TY－1TY－2真密度/(g·cm－3）≥2.0≥202.03体积密度/(g·cm－3)≥1.5≥1.51.52气孔率/％　　25.02电阻率/(μΩ·m)≤55≤6054.51抗压强度/MPa≥29≥2940.03灰分/％

6、≤0.5≤1.00.882　实践与分析2.1　原料的选择　　选择优质石油焦作原料，是生产优质炭阳极的前提条件。青铝常用延迟石油焦质量要求见表2。　　但是，从生产效率出发，70年代以来，我国块大、挥发分低的釜式焦产量明显减少，小于25mm碎料占40％以上、挥发分波动范围10％～18％的延迟焦产量迅速增加。所以，国内石油焦表2　青铝延迟石油焦进料标准〔4〕％项目硫分挥发分灰分水分1号B08120532号A1012053　　注：水分指标不作拒收的条件，只供计算验收数量的数据，超过规定水分时，即在总焦量中扣除多余部分的水；试验方法按SY2871进行。图1　热裂石油焦性质的变化与煅烧温度的关系

7、〔5〕(a)—煅烧温度与挥发分、电阻率的关系；(b)—煅烧温度与相对收缩率、真密度的关系　　1—挥发分排出量；2—电阻率；3—相对收缩率；4—真密度供应的保障度低，质量波动大。2.2　煅烧条件的控制　　炭阳极生产的特点之一是流程长、原料油焦要经过多次物理和化学变化过程。其中，煅烧是阳极生产的第一道工序，煅烧过程中，石油焦挥发分、电阻率、真密度和颗粒收缩程度随煅烧温度变化而变化。但是，不同石油焦或同批样石油焦，