煅燒:什么是煅燒?什么原料需要煅燒?
在孤立空氣條件下高溫(1200≤1500°C)熱處理炭原料的過程稱為煅燒。煅燒是炭素生產(chǎn)中的道熱處理工藝。煅燒使各種含碳原料的結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)發(fā)生了一系列的變化。無煙煤和石油焦都含有一定量的揮發(fā)分,需要煅燒。瀝青質(zhì)焦炭和冶金焦炭的結(jié)焦溫度相對較高(1000℃以上),相當于碳化廠煅燒爐的溫度。它不能再煅燒,只需要干燥水分。但如果在煅燒前將瀝青焦和石油焦混合,則應與石油焦一起送至煅燒爐。天然石墨和炭黑不需要煅燒。
石墨電極是一種耐高溫的石墨導電材料,是指以石油焦、瀝青焦為骨料,煤瀝青為黏結(jié)劑,經(jīng)過原料煅燒、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、石墨化和機械加工而制成的一種耐高溫石墨質(zhì)導電材料,稱為人造石墨電極(簡稱石墨電極),以區(qū)別于采用天然石墨為原料制備的天然石墨電極。石墨電極可傳導電流及發(fā)電,從而熔化高爐中的廢鐵或其他原材料以生產(chǎn)鋼鐵及其他金屬產(chǎn)品,主要用于鋼鐵生產(chǎn)。石墨電極是一種電阻率低并耐受電弧爐內(nèi)熱梯度的材料。石墨電極生產(chǎn)的主要特點是生產(chǎn)周期較長(通常持續(xù)三至五個月)、電能消耗大及生產(chǎn)工藝流程復雜。
電極焙燒的溫度制度:
1.選擇測溫點是要素
選擇曲線運行控制測溫點應選火道煙氣溫度敏感的點,但對于敞開式環(huán)式焙燒爐來說就是熱煙氣在火道內(nèi)下去,再返上來的轉(zhuǎn)彎的位置。也有人將熱電偶插在緊靠火道個火孔外側(cè)的料室中。依據(jù)選擇的測溫點來確定升溫曲線。
2.制定曲線應注意幾點
(1)根據(jù)產(chǎn)品在焙燒過程不同溫度階段的物理化學反應制定曲線。
(2)根據(jù)毛坯的種類和規(guī)格、成型方式制定曲線。
毛坯的直徑愈大,其升溫速度要慢些;大規(guī)格的擠壓毛坯要比同規(guī)格振動毛坯要慢些;生坯體積密度高的要比體積密度低的慢一些;細顆粒結(jié)構(gòu)的要比粗顆粒結(jié)構(gòu)的慢一些;浸后產(chǎn)品升溫速度可以快些。
(3)根據(jù)爐子的結(jié)構(gòu)制定曲線。
每臺爐子溫度場分布的不同,爐室工作區(qū)的上下高度上、前后和左右都存在著溫度差。這溫差實際上在整個加熱過程都在持續(xù)著,僅在恒溫階段才能逐漸縮小。制定曲線考慮爐子本身結(jié)構(gòu)特點。
(4)根據(jù)填充料的種類和燃料種類特性制定曲線。
3.電極毛坯焙燒冷卻也是溫度制度中一個關(guān)鍵階段
國外的焙燒曲線降溫是曲線的一個組成部分,而我們國內(nèi)的曲線大多都沒有降溫,只是要求出爐溫度不能300℃。實際中往往做不到,毛坯出爐時溫度達到600℃以上,電極心部溫度還在700-800℃以上。因毛坯與外部介質(zhì)之間存在溫差,所以會同時出現(xiàn)不同值的體積變化和不同速度的收縮。這就會造成熱應力的產(chǎn)生,此應力值與溫差成正比。當產(chǎn)生的應力超過毛坯材料的斷裂強度時,便會發(fā)生結(jié)構(gòu)的局部破裂或整個毛坯斷裂。有的毛坯高溫出爐后檢查時雖沒有看到裂紋,但由于制品內(nèi)部已有裂紋,在石墨化工序就會表現(xiàn)出來。因此焙燒工序的冷卻重視。
煅燒:炭質(zhì)原料在高溫下進行熱處理,排出所含的水分和揮發(fā)份,并相應提高原料理化性能的生產(chǎn)工序稱為煅燒。一般炭質(zhì)原料采用燃氣及自身揮發(fā)份作為熱源進行煅燒,高溫度為1250-1350℃?! ?br />
煅燒使炭質(zhì)原料的組織結(jié)構(gòu)和物理化學性能發(fā)生深刻變化,主要體現(xiàn)在提高了焦炭的密度、機械強度和導電性,提高了焦炭的化學穩(wěn)定性和抗氧化性能,為后序工序奠定了基礎(chǔ)。
浸漬是將炭材料置于壓力容器中,在一定的溫度和壓力條件下將液態(tài)浸漬劑瀝青浸入滲透到制品電極孔隙中的工藝過程。目的是降低制品氣孔率,增加制品體積密度和機械強度,改善制品的導電和導熱性能。
石墨電極加工分為電極本體和接頭兩個立加工過程?! ?br />
本體加工包括鏜孔與粗平端面、車外圓與精平端面和銑螺紋3道工序,圓錐形接頭的加工可分為6道工序:切斷、平端面、車錐面、銑螺紋、鉆孔安栓和開槽?! ?br />
電極接頭連接方式:圓錐形接頭連接(一吋三扣和一吋四扣)、圓柱形接頭連接、凹凸連接(公母扣連接)
加工精度的控制:螺紋錐度偏差、螺紋螺距、接頭(孔)大徑偏差、接頭孔同軸度、接頭孔垂直度、電極端面平整度、接頭四點偏差等。用環(huán)規(guī)和板規(guī)等檢查?! ?br />
成品電極的檢查:精度、重量、長度、直徑、體積密度、電阻率、預裝配合精度等。