炭素廠配料、混捏車間設(shè)計(jì)(design of proportion and mixing shop for carbon plant)

將煅燒過的原料破碎、篩分分級(jí)，加粘結(jié)劑，按質(zhì)量比配合，加熱混捏成為均質(zhì)炭糊的炭素廠車間設(shè)計(jì)。炭糊經(jīng)鑄造成型后即為糊類制品。炭糊也是壓制生制品的原料。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：工藝流程與技術(shù)要求、設(shè)備選擇和車間配置。

工藝過程與技術(shù)要求配料工藝包括原料的破碎、分級(jí)和貯存，確定各種粒度的組分和粘結(jié)劑的含量。混捏過程的主要技術(shù)要求是控制溫度和時(shí)間。

配料通過破碎、篩分將原料分成大、中、小顆粒和磨粉料等3～5種粒級(jí)，分別貯存。將不同粒級(jí)的顆粒按一定的比例配合，使混合料顆粒間的空隙相互填充，達(dá)到均勻和致密。粘結(jié)劑要有良好的粘結(jié)性、浸潤(rùn)性和滲透性，而且焦化后的焦炭性質(zhì)要與石油焦相近似，一般制品采用煤瀝青作粘結(jié)劑。石墨電極采用中溫瀝青(軟化點(diǎn)75℃左右)作粘結(jié)劑；鋁用預(yù)焙陽極采用軟化點(diǎn)為90℃以上的改質(zhì)煤瀝青。煤瀝青的技術(shù)要求為：

軟化點(diǎn)(環(huán)球法)65～90℃

固定炭50％～55％

灰分不大于0.3％

喹啉不溶物不大于10％

甲苯不溶物不小于25％

炭素制品的配方，因制品的性質(zhì)和規(guī)格而異。石墨電極和預(yù)焙陽極炭塊的配方(質(zhì)量比)和顆粒組成如下。

(1)直徑為300～500mm的石墨電極：

干料/％78士2

中溫瀝青/％22士2

干料粒度組成：

顆粒大小/mm4～22～11～0.5<0.15

(其中<0.07)

質(zhì)量/％11±314士3補(bǔ)充量58士3(43士3)

(2)預(yù)焙陽極炭塊(大型鋁電解槽用)：

干料/％84士1

高溫瀝青/％17±1

干料粒度組成：

顆粒大小，/mm15～55～0.8粉料

質(zhì)量/％20+235士245士2

混捏混捏方式有間斷式和連續(xù)式兩種。(1)間斷混捏在專用的混捏鍋內(nèi)進(jìn)行。先將配好的干料在110～200℃的溫度下進(jìn)行混捏，然后加入熔化瀝青再混捏，總的混捏時(shí)間約1h。混捏鍋一般采用蒸汽加熱。當(dāng)混捏溫度要求高時(shí)，采用電或高溫載熱體加熱。(2)連續(xù)混捏在帶有攪拌和加熱裝置的連續(xù)混捏機(jī)內(nèi)進(jìn)行。混捏溫度為200℃左右，混捏時(shí)間以出糊速度進(jìn)行控制。

間斷混捏適應(yīng)性強(qiáng)，容易控制混捏溫度和時(shí)間，有利于保證糊制品的質(zhì)量，多用于石墨制品的生產(chǎn)。在大規(guī)模鋁用陽極的生產(chǎn)中，多采用連續(xù)混捏。

設(shè)備選擇煅燒后料的破碎一般采用雙輥破碎機(jī)進(jìn)行中碎，也可用反擊式破碎機(jī)；磨粉采用懸輥式磨粉機(jī)或球磨機(jī)；篩分多采用自定中心振動(dòng)篩，也有的用慣性振動(dòng)篩和平面旋轉(zhuǎn)篩。

間斷混捏的配料采用電動(dòng)配料小車和電子漏斗稱等。連續(xù)混捏的配料用膠帶電子稱。

間斷混捏的混捏鍋帶有雙層鍋體和一對(duì)Z型攪刀，鍋體容積要滿足擠壓成型和振動(dòng)成型的需要，小的僅有500L，大的達(dá)5000L以上。連續(xù)混捏機(jī)帶有葉片的攪拌軸可作圓周旋轉(zhuǎn)，也能軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，外殼和軸內(nèi)均可通入高溫載熱體加熱。按設(shè)備規(guī)格不同，有K-400KE/7D、K-500KE/7D、K-500KE/9.5D、K-550KE/7D、K-600KE/7D等幾種系列。

車間配置破碎、篩分和貯存設(shè)備以及配料裝置，均設(shè)在同一多層建筑物內(nèi)。底層設(shè)置中碎和磨粉設(shè)備，頂層和中間層設(shè)置篩分設(shè)備和料倉(cāng)。頂層和底層之間設(shè)有提升裝置。

混捏設(shè)備設(shè)在單層廠房?jī)?nèi)，連續(xù)混捏機(jī)設(shè)在地面；間斷生產(chǎn)的混捏鍋，一般設(shè)在操作平臺(tái)上，以便炭糊出鍋，也可設(shè)在地面上，采取地坑出糊。

配料設(shè)備和混捏設(shè)備，應(yīng)盡量配置在一起。