电极焙烧工艺初探(2)

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1、电极焙烧工艺初探杨洪林州市电力炭素有限公司，456550摘要t文章阐述了敞开式环式焙烧炉具备的优势，并分析了影响电极焙烧质量的因素，探讨了敞开式环式焙烧炉制定温度制度时不可忽视的几个要素。关键词t敞开式环式焙烧炉；焙烧质量；温度制度I．前言焙烧是电极生产过程中，最重要的一个工艺过程，也是最复杂的一个过程，这个过中即有物理变化，同时又化学变化。最终石墨电极的机械强度、内在结构和性能都取决于焙烧时黏结剂转变成结焦炭的数量，而且机械性能与焦化值有直接关系。所以每个生产石墨电极的国内大厂对焙烧都很重视，但近几年新上的

2、一些炭素厂家对焙烧这环节重视不够，很多厂家为此也负出很大代价。现就林州市电力炭素有限公司(以后简称林电炭)从2005年开始在倒焰窑、地坑窑、敞开式环式焙烧炉等炉型焙烧电极过程中经验和教训进行总结，林电炭最初由于对焙烧工序认识不够，将挤压成型的电极生坯放在倒焰窑和地坑窑中焙烧，加之林州地区是以振动成型为主，所以出了大量废品，我们甚至怀疑3500吨挤压生坯质量。经过两年探索，终于在敞开式环式焙烧炉上取得了电极焙烧的成功，现在也拥有了自己的32室敞开式环式焙烧炉，运行一年来产质量均比较稳定。特别是林电炭的电极以体密

3、大，强度高等特点受客户好评。由于带盖环式焙烧炉造价高，产量低不被新上炭素厂家选用，倒焰窑和地坑窑属于高耗能炉型，逐渐淡出炭素行业，以下重点探讨敞开式环式焙烧炉工艺制度。2．敞开式环式焙烧炉影响电极质量的因素2．1炉体结构对电极质量的影响目前国内敞开式环式焙烧炉很多，但能将挤压成型的石墨电极生坯焙烧好的不多，主要的一个原因是炉子本身结构造成的。因为敞开式环式焙炉当初是铝用炭素行业焙烧预焙阳极，预焙阳极是振动成型产品，由于它的沥青含量低，焙烧难度相对小，对温度场要求就低。另外敞开式环式焙烧炉本身也存在对挤压成型产

4、生不利的因素，低温时特别是制品在250。C以前，电极焙烧时黏结剂软化，黏结剂发生迁移，这个温度段希望升温速度快点，但是敞开式环式焙烧炉做不到。115由于敞开式环式焙烧炉与带盖炉相比，火道墙要厚很多，敞开式炉砖墙厚为l13mm，而带盖炉的格子砖墙厚度仅为30ram，开始升温时敞开式炉耐火砖需要蓄热量大，温升慢；另外带盖炉的热烟气都是通过火井从炉底往上走，而敞开式炉有一半是从上向下。总之敞开式炉不利于阻止电极焙烧时黏结剂的迁移，易造成焙烧出来电极结构不均匀。敞开式环式焙烧炉火道设计的差异也会给焙烧品质量带来很大影

5、响。例如有一个敞开式环式焙烧炉炉室的火道长4500ram，采用每个炉室内两下两上的烟气传输方式，每个烟气间隔的长度是984mm，热烟气在流动时会走近路，在火道墙面就会出现温度不均，实际测温时发现最低点与最高温度相差158。C，曲线越快差异越大，500℃左右时温差最大。所以这种炉子结构给炉子升温带来难度，曲线必须选用长曲线，同时升温曲线控制上要求很严格，温度波动大时就会使制品产生废品，即使制品在焙烧后没有检查出来缺陷，石墨化后也会出现大量的马蹄型裂纹，更谈不上电极内部结构均匀。所以每个火道烟气间隔的长度最好不要

6、超过600ram，这样有利于间隔内烟气温度的均匀。敞开式环式焙烧炉电极料箱底下设计热烟气通道，有利于减小料箱上下温差，有利于改善焙烧电极的均匀性，大大降低焙烧废品率；还有利于炉室降温，因为在炉室降温时，冷空气能进入料箱底部。2．2炉箱尺寸对电极质量的影响料箱尺寸宽度，目前见到是从696mm到1624mm，当然电极料箱的宽度是根据所装产品的尺寸定的，但是由于我们炭素行业的特点，规格比较多，所以在定炉子宽度时没有更多去考虑产品的质量，而是更多考虑产量。从焙烧炉的机理上有人做过研究，在实验室中，直径为lOOmm的试

7、样，表面温度为400℃、升温速度为3℃／min时，中心点在一个方向加热时的温度为160。C，在两个方向加热时为272℃，在四周加热时为325。C。而且把一个方向加热与其它方式加热进行比较时，随着试样尺寸和加热速度的增加，产品周边和中心的温度差也增加，产品两侧温差过大时，就会产生裂纹废品。单侧加热减少裂纹废品的唯一途径就降低升温速度，延长升温曲线。还存在另一个问题，大规格产品延长曲线又会带来空头、端部分层等问题。我们曾在812mm宽的炉箱中装由500电极曲线用360小时即可，在1300mm宽的炉箱中装两排由50

8、0曲线就需480小时，在1500mm宽的炉箱中梅花装由500电极，曲线用到了688小时，出炉后产品合格率仅为90％，而且产品的结构不理想。116所以，敞开式环式焙烧炉电极箱尺寸可能考虑装单排电极，对挤压成型的电极最好炉箱宽度不要超过1300mm。长度方向结合火道烟气间隔宽度问题，最好不要超过4500mm，当然长度方向短了更好。炉箱长了以后虽装炉量大了，但是炉室在升温时尾部温度不易达到，升温曲线就要拖