預(yù)焙陽極生產(chǎn)—優(yōu)化配方、提高產(chǎn)量

徐光瑞 李蕊蘭(青海西部碳素有限責(zé)任公司，青海 西寧 811600)

在公司開展“節(jié)能減排，降耗增效”的活動(dòng)中，為發(fā)揮設(shè)備最大效能，降低生產(chǎn)成本，使企業(yè)效益最大化，車間通過對(duì)生產(chǎn)工藝及設(shè)備的分析，提出優(yōu)化配方，提高生產(chǎn)產(chǎn)能的意見及過程，并把實(shí)際操作中存在的問題及注意事項(xiàng)提出了自己的建議。

1.生產(chǎn)現(xiàn)狀

某公司炭素生產(chǎn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)能力為5萬噸/年。主要設(shè)備:振動(dòng)篩（型號(hào):3GPSF1236生產(chǎn)能力:40t/h）2臺(tái)，自動(dòng)配料系統(tǒng)一套，間歇式混捏鍋（型號(hào):NH4000，最大容量:5800L額定容量:4000L）4臺(tái)（用三備一），成型機(jī)（平行軸式振動(dòng)成型機(jī)，激振力:15－60噸，重鍾重量13噸，頻率:1680次/分）；生產(chǎn)配方:生產(chǎn)配方采用中顆粒配方，粒級(jí)為四級(jí)；混捏工藝指標(biāo):混捏時(shí)間70min、單鍋下料重量4900Kg，混捏溫度170±5℃。

2.配方優(yōu)化

2.1 現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)有設(shè)備不變的情況下，對(duì)影響產(chǎn)能的因素進(jìn)行分析，主要有以下四種:（1）原料的供應(yīng)；（2）配下料的速度與時(shí)間；（3）混捏鍋的產(chǎn)能；（4）振動(dòng)成型機(jī)的產(chǎn)能。對(duì)上述四種主要因素進(jìn)行分析，原料的供應(yīng)能滿足配料需求，不需優(yōu)化；配下料時(shí)間受絞道的轉(zhuǎn)速、下料口大小、混捏鍋是否空閑決定，絞道的轉(zhuǎn)速受設(shè)備性能決定，提高轉(zhuǎn)速度，對(duì)設(shè)備運(yùn)行安全造成影響，不考慮調(diào)整，下料口能滿足下料速度需求，而混捏鍋是否空閑決定配下料的速度與時(shí)間；成型機(jī)對(duì)產(chǎn)能的影響因素有，振動(dòng)成型機(jī)的產(chǎn)能受運(yùn)行時(shí)間（不包括振動(dòng)時(shí)間）、激振力、振動(dòng)時(shí)間等影響，成型機(jī)的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間受設(shè)備的性能影響，雖可以調(diào)整縮短運(yùn)行時(shí)間，但容易造成設(shè)備操作的不安全及生塊質(zhì)量問題，激振力調(diào)大可以縮短振動(dòng)時(shí)間，但也容易造成設(shè)備損耗嚴(yán)重、生塊質(zhì)量不穩(wěn)定，振動(dòng)時(shí)間調(diào)整縮短，可以提高設(shè)備產(chǎn)能，但受糊料質(zhì)量影響，同時(shí)也容易造成生塊強(qiáng)度、體積密度的不穩(wěn)定，因此成型機(jī)不作為此次調(diào)整產(chǎn)能的因素考慮；混捏在整個(gè)生產(chǎn)工序中起著承上啟下的作用，即決定著配下料的速度，也決定著成型機(jī)的供料情況。對(duì)上述影響產(chǎn)能的主要因素時(shí)行綜合分析，最終決定把提高混捏鍋的產(chǎn)能作為提高生產(chǎn)總產(chǎn)能的最主要的途徑。

2.2 方案選擇

影響混捏鍋產(chǎn)能的因素分析:混捏鍋的產(chǎn)能受設(shè)備容量、混捏溫度、混捏時(shí)間的影響，其中設(shè)備容量是固定的，目前按容量85%進(jìn)行投料使用；混捏溫度:提高混捏溫度在一定程度上可以縮短混捏時(shí)間，提高產(chǎn)能，但混捏溫度受環(huán)境溫度、瀝青特性及軟化溫度的限制，溫度過高，容易造成瀝青的氧化分解，容易造成生塊出現(xiàn)外觀和內(nèi)在質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)增加熱能成本，因此采用提高混捏溫度來提高產(chǎn)能要考慮綜合成本；混捏時(shí)間直接影響著混捏鍋的產(chǎn)能，它受配方原料比例、溫度等因素的影響；

綜上分析，混捏時(shí)間是影響混捏產(chǎn)能的關(guān)鍵，保持溫度不變，通過調(diào)整配方來達(dá)到降低混捏時(shí)間，顯得簡單易行，如何通過調(diào)整配方來減少混捏時(shí)間？首先要了解一下混捏的作用:（1）、提高原料溫度，蒸發(fā)水分；（2）、使各顆粒料之間混合均勻；（3）、加入瀝青后瀝青對(duì)混合料的浸潤，混合均勻。如果混合料中骨料粒徑變大，則透氣性高，熱空氣流動(dòng)性越好，促進(jìn)熱量的傳導(dǎo)，使顆粒料的溫度提升速度加快，物料干混時(shí)間將會(huì)縮短，由于混合料中粗顆粒料增多，也越容易混合均勻，這將會(huì)縮短混合料摻混均勻的時(shí)間，同時(shí)，骨料粗，更容易瀝青浸潤，縮短瀝青浸潤時(shí)間，最終達(dá)到降低混捏時(shí)間，提高單鍋生產(chǎn)能力的目的。根據(jù)這個(gè)思路，對(duì)目前使用的配方進(jìn)行分析、優(yōu)化。

2.3 配方優(yōu)化

目前公司采用的是中顆粒配方，粒級(jí)為四級(jí)，分別為6-3mm、3-1mm、1-0mm、粉料（包括收塵），配方比例:6-3:26%、3-1:16%、1-0:18%、粉料40%（其中收塵7%），對(duì)配方進(jìn)行分析，配方中粉料量偏大，粗骨料量偏多，為保證混合料的堆積密度，通過對(duì)原料的粒度、純度分析結(jié)果，并通過計(jì)算，配方優(yōu)化如下:6-3:21%、3-1:18%、1-0:25%、粉料36%（其中收塵7%）。

3.配方實(shí)施

3.1 實(shí)施

對(duì)優(yōu)化后的配方試配3鍋，混捏控制指標(biāo)調(diào)整如下:混捏溫度:170±5℃，混捏時(shí)間60min，其它指標(biāo)不變。

3.2 實(shí)施結(jié)果:

3.2.1 質(zhì)量:⑴對(duì)上述配方生產(chǎn)中試生產(chǎn)三鍋，質(zhì)檢中心取樣分析，結(jié)果如表所示。

根據(jù)分析結(jié)果，優(yōu)化配方后生塊內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo):強(qiáng)度:≥40MPa，體積密度:1.65g/cm3左右，揮發(fā)份6－7%，外觀光潔，生塊質(zhì)量完全符合要求。對(duì)新配方試生產(chǎn),進(jìn)行焙燒測試；⑵優(yōu)化后的配方生產(chǎn)的生塊，在焙燒過程中，焙燒曲線縮短，天燃?xì)庀慕档?，產(chǎn)量提高，焙燒后的產(chǎn)品質(zhì)量，都在國家標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ、Ⅱ級(jí)之內(nèi)，沒有等外品。

鍋 號(hào)試 塊強(qiáng) 度（M P a）體積密度（g/cm3）揮發(fā)份（%）1#1#40 1.62 6.5 2#39 1.63 6.5 2#1#42 1.66 6.7 2#41 1.67 6.5 3#1#41 1.64 6.4 2#43 1.66 6.5

3.2.2 產(chǎn)量:批量生產(chǎn)后，產(chǎn)量每班提高2鍋（約9800Kg），每天（三班）增產(chǎn)30噸左右。后經(jīng)多次配方優(yōu)化，對(duì)溫度、時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，年生產(chǎn)能力達(dá)到8萬噸/年左右。

4.結(jié)語

通過對(duì)生產(chǎn)配方優(yōu)化，在產(chǎn)品質(zhì)量保證的情況下，增產(chǎn)效果明顯，生產(chǎn)過程中，對(duì)配方的優(yōu)化一直在進(jìn)行，在優(yōu)化配方的同時(shí)還要考慮與生產(chǎn)中的各個(gè)工藝指標(biāo)進(jìn)行配合調(diào)整，特別是混捏溫度、混捏時(shí)間、瀝青的加入量等配合，糊料的質(zhì)量變化，直接影響振動(dòng)時(shí)間的調(diào)整，這對(duì)成型產(chǎn)量的提高起到關(guān)鍵作用。本文只是拋磚引玉，目的只是提供一種思路，本配方只是一種參考，配方中原料比例受原料種類、粒度、純度的不同而不同，這點(diǎn)應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析。

[1]《鋁用炭陽極生產(chǎn)》河南省有色金屬行業(yè)職業(yè)技能鑒定站出版.

[2]《鋁電解炭陽極生產(chǎn)與應(yīng)用》王平甫 宮振等編著 冶金工業(yè)出版社.