300kA预焙阳极电解槽槽寿命及其影响因素片

余开华++孙文杰++赵于昌++茶进忠++任飞雄

[摘 要]电解铝成本中，预焙阳极约占15%，因此，预焙阳极质量的好坏不仅影响吨铝炭秏，而且，对电流效率、能耗、原铝质量、环境污染、电解操作以及电解槽维护等均有影响。而预焙阳极质量的好坏在很大程度上取决于生阳极的质量。

[关键词]阳极生坯 影响因素 控制

中图分类号：TM213 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0131-01

如果铝电解槽长期使用质量低劣的阳极，将导致铝电解槽发生病变，继而引发病槽，缩短电解槽寿命。本文主要针对预焙阳极生坯生产过程中质量的影响因素及控制措施加以分析，以提高预焙阳极生坯的质量，满足铝电解生产的需要。

1.预焙阳极生坯质量的影响因素及控制

1.1 球磨粉对预焙阳极生坯质量的影响及控制

球磨粉纯度在生阳极配方中起着很重要的作用，尤其-0.0 7 5 球磨粉中的含量， 对炭块的体积密度及外观质量起到很关键 的作用。粘结剂煤沥青的用量由骨料的总比比表面积决定，而粉料的比表面积占骨料总比表面积的90%以上，因此，在一定程度上可以说，沥青的用量取决于粉料的比表面积。同样一个配方，当粉料较细时，其比表面积较大，所用的沥青就多，当粉料较粗时，所用的沥青就少，所有粉料纯度的控制及配入量对提高混捏质量及生坯质量非常重要。

1.2 生产配方对预焙阳极生坯质量的影响及控制

配方是炭阳极生产的工艺核心。生产配方决定炭质科学、和理的原料配入比例，同时确定了合理的物料粒度分布。其目的是使骨料获得较佳的松装密度，使之平获得较小的气孔率和电阻率，同时满足备料系统的料位平衡。其大颗粒料起骨架作用，小颗粒则填充大颗粒间的空隙，粉料则与沥青生成胶料填充各个缝隙，对于混捏来说粉料与沥青的关系最为重要，直接影响着混捏质量以及制品的使用性能。阳极配方对阳极的质量和成型、焙烧等工序的成品率都有相当大的影响，尤其对生阳极的假比重。因此研究科学合理的配方对炭阳极生产有着重要的现实意义。

结合生阳极制造生产线装备技术特点，研究生产三种规格阳极采用不同残极、生碎配比，兼顾系统料位平衡。以提高阳极理化指标为核心，考虑两个焙烧系列工艺配置不同的特点，以提高阳极抗氧化性具体目标，针对性的研究不同粒度分布生产配方，实现配方的合理控制。

1.3 混捏温度对预焙阳极生坯质量的影响及控制

混捏温度对混捏质量有很大的影响，因为沥青 粘度随温度升高而急剧降低。混捏过程中沥青必须能 像水一样流动，才能很好润湿碳素表面，并渗入到颗 粒的孔隙中去。混捏温度过高或过低都会使糊料质量 降低。如果温度过低，沥青粘度大，糊料在混捏机内 搅拌费力、混合不均匀，沥青渗透效果不好，混捏出 来的糊料就会塑性差，成型时碳块体积密度低，表面 粗糙。如果温度过高，沥青分解、挥发及氧化损失量 大，会使糊料出现“老化”现象，降低糊料的塑性。这 两种状况都会使碳阳极体积密度减小、孔隙度增大、 机械强度降低，最终导致其在电解槽中的抗氧化、抗 热震性能减弱。根据实践经验，我们一般将混捏温度 控制在高于沥青软化点50℃～80℃的水平上。

1.4 糊料的混捏质量预焙阳极生坯质量的影响及控制

混捏对生阳极生产有着重要的影响，糊料混捏质量一方面决定了生阳极的体积密度，另一方面对焙烧工艺设置、阳极焙烧成品率和阳极理化指标有着非常重要的影响。在配方稳定的条件下提高糊料混捏质量从两个方面入手，一是提高干料温度，二是提高混捏强度。

工艺温度是生阳极制造过程中的重要影响因素，工艺温度的确定主要取决于所采用的沥青软化点，一般要求干料预热温度大于沥青软化点60～80℃，混捏温度大于沥青软化点70～90℃，同时要求沥青配料温度尽量接近混捏温度或略高于混捏温度。若工艺温度过低，沥青粘度就会增大，流动性变差，沥青对干料的润湿性不好，造成混捏不均，糊料塑性变差，不利于成型，隨着温度升高，沥青润湿性糊料塑性逐渐变好。本技术利用物料热交换原理，从源头上提高物料进入预热系统的促使温度，在流程中增加料仓预热功能。采用蒸汽作为热源，在料仓中增加预热装置，将物料温度提高15～20℃，从而将干料预热温度提高，以改善沥青对骨料的润湿能力，让沥青更深的渗入到骨料颗粒的孔隙中从而提高糊料混捏效果。同时在混捏机动搅刀装配策略上，混捏机扭矩控制程序进行改进，有效提高单位糊料混捏功，进一步提高糊料可塑性便于阳极成型获得更高的生阳极体积密度。

1.5 生产管理对生坯质量的影响及控制

生阳极质量波动是造成产品质量波动的主要因素，减少过程工艺条件波动才能确保生阳极质量的稳定。（1）原料供应质量必须稳定，对石油焦的粒度要求纳入验收规定，若料太粉则会，①影响煅烧工艺控制和煅烧质量，②影响成型配料。缺少大颗粒骨料，无法按正常配方进行配比，生块产品容易变形，焙烧品裂纹增多.对生碎、煅后焦贮存、破碎、运输过程进行控制，杜绝污染。（2）保证设备的稳定运行，避免因沥青秤不准造成同等配方下出现碳块变形（沥青多而变形时，增加细料混合沥青；沥青少而变形时增加粗料也提高密度）；加大对提斗或皮带的维护；调整好沥青秤和其他配料秤，确保准确下料。（3）定期对所需物料进行取样分析，根据分析结果确定原料配比。其中残极和生碎比例可根据实际取样分析结果进行调整，以保证焙烧块灰分不超标。定期（每天）做筛分试验，检查配料纯度是否波动，粒度组成是否符合技术要求，若出现大幅波动，则应立即停止配料，重新调整配比。在配方更改试生产时，应注意观察生块的质量，若存在普遍的质量问题，则应查找生产系统是否存在设备故障等问题，并根据实际情况进行抢修设备或在保障连续生产的情况下临时采取微调配方的方式弥补缺陷。（4）稳定生产过程中的工艺参数。生阳极的配料精度、沥青配料温度、干料预热温度、糊料混涅温度、混捏功率、成型温度等在生产中摸索出来的工艺技术参数，建议要保证相对的稳定性。频繁的调整工艺参数只能使生阳极质量越来越差。

2.结束语

2.1 球磨粉作为预焙阳极生产过程中的一种原料，其质量直接影响到最终阳极的质量。

2.2 生产配方选择在电解铝用预焙阳极的生产过程中是一个非常重要的环节，由于各厂家原料来源、设备选择、工艺条件的不同，无法互相直接借鉴。

2.3 混捏温度对混捏质量有很大的影响，我们一般将混捏温度控制在高于沥青软化点50℃～80℃的水平上。

2.4 生阳极质量波动是造成产品质量波动的主要因素，减少过程工艺条件波动才能确保生阳极质量的稳定。

2.5 煤沥青不仅是阳极材料的重要组成部分，而且沥青的浸润性、流动性、可塑性、渗透性、结焦性（焦化率、焦结构、焦化曲线）、稳定性和元素化学组成，适宜的使用条件对炭阳极质量影响很大。

参考文献

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