淺談生陽極內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響因素

朱玉德

（嘉峪關(guān)索通預(yù)焙陽極有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 預(yù)焙陽極生坯規(guī)格

我公司主要生產(chǎn)的預(yù)焙陽極生坯的規(guī)格是：長1770mm×寬740mm×高620mm，四個(gè)炭碗。預(yù)焙陽極生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面主要是沿長度方向，以四個(gè)炭碗中心為分界線將生坯劈開，來觀察斷面有無裂紋。最常見的裂紋就出現(xiàn)在炭碗底部150mm以下大約200mm的區(qū)域內(nèi)。這種裂紋也是沿著生坯長度方向的，有長有短，長的可達(dá)200mm以上，短的也有30mm～50mm不等。

2 生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋對(duì)預(yù)焙陽極質(zhì)量的影響

生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋對(duì)預(yù)焙陽極的耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、電阻率、空氣滲透率等有很大的影響，具體為：導(dǎo)致預(yù)焙陽極耐壓強(qiáng)度降低；導(dǎo)致預(yù)焙陽極抗折強(qiáng)度降低；導(dǎo)致預(yù)焙陽極電阻率升高；導(dǎo)致預(yù)焙陽極空氣滲透率升高。

3 預(yù)焙陽極生坯產(chǎn)生裂紋的原因及采取措施

（1）各粒級(jí)物料純度低且不穩(wěn)定、波動(dòng)性大導(dǎo)致生坯產(chǎn)生的裂紋。預(yù)焙陽極生坯是將各粒級(jí)物料按照一定的比例混合在一起，加熱到100℃～110℃后再經(jīng)振動(dòng)成型壓制而成的。各粒級(jí)物料的純度低、不穩(wěn)定且波動(dòng)性大，在振動(dòng)成型過程中大顆粒骨料分布不均勻，細(xì)顆粒料無法完全填充到骨料間的縫隙中去，導(dǎo)致生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度不夠，產(chǎn)生裂紋。

（2）振動(dòng)成型過程中糊料中大量瀝青煙氣沒有溢出導(dǎo)致生坯產(chǎn)生裂紋。由于預(yù)焙陽極生坯在振動(dòng)成型過程中糊料中的大量煙氣沒有完全溢出，導(dǎo)致一部分煙氣留存在生坯內(nèi)部，糊料中骨料與細(xì)料之間在外力作用下無法完全得到填充，生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋。

預(yù)焙陽極生坯要求高溫糊料低溫成型，糊料溫度一般在156℃～162℃，但成型入模一般控制在140℃～150℃，在此過程中糊料不但要降溫，而且要將大量的瀝青煙氣溢出，以便于振動(dòng)成型后生產(chǎn)出內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好的生坯。2017年底我公司在原有煙氣凈化設(shè)備的基礎(chǔ)上又增設(shè)一臺(tái)煙氣凈化設(shè)備。生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到了很大的改善。

（3）混捏溫度對(duì)生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。①干混溫度低，導(dǎo)致粘接劑（煤瀝青）只附著在顆粒料的表面，無法浸潤到顆粒料內(nèi)部，導(dǎo)致糊料塑性差，直觀上瀝青用量偏大，經(jīng)振動(dòng)成型后生坯內(nèi)部各粒級(jí)物料分布不均勻，產(chǎn)生裂紋。②糊料溫度低，導(dǎo)致糊料發(fā)硬、塑性差，振動(dòng)成型后生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度不夠，極易產(chǎn)生裂紋。③糊料溫度高，導(dǎo)致成型入模溫度偏高，在振動(dòng)成型過程中一部熱量無法快速溢出，殘留生坯內(nèi)部，當(dāng)生坯脫模后這一部分熱量隨時(shí)間的推移要散發(fā)出來，致使生坯內(nèi)部出現(xiàn)裂紋。

改善措施：①干混溫度控制在100℃～110℃，前提是要接近瀝青的軟化點(diǎn)。②糊料出鍋溫度控制在156℃～165℃，最終成型入模溫度控制在140℃～150℃。根據(jù)糊料從混捏鍋到均溫鍋溫度損失的程度不同，可以適當(dāng)調(diào)整糊料出鍋溫度。

（4）瀝青用量對(duì)生坯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。瀝青用量小，糊料發(fā)干，干料顆粒表面不能形成均勻涂布的瀝青薄膜，糊料可塑性變差，導(dǎo)致振動(dòng)成型過程中骨料與填充料無法充分結(jié)合，密實(shí)度不夠，生塊內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。

瀝青用量大，糊料塑性是好，但在振動(dòng)成型過程中糊料流動(dòng)性差，顆粒料與填充料分布不均勻，導(dǎo)致生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋。

改善措施：合理控制瀝青用量，既要糊料塑性好，也好流動(dòng)性好，瀝青用量一般控制在14.6%～15.2%。

（5）成型涼料溫度控制對(duì)生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。振動(dòng)成型時(shí)除了糊料中各種粒子應(yīng)均勻分布外，還需要糊料的溫度相對(duì)較低，由于加熱介質(zhì)熱煤油代替電加熱和蒸汽加熱，一般溫度在156℃～165℃左右，如果直接用于生產(chǎn)生塊，生塊中夾人的煙氣易使生塊內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。涼料的目的就是使糊料冷卻，充分排糊料中的煙氣，涼料也使糊料粒度分布均勻，有利于成型。

（6）振動(dòng)成型機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。振動(dòng)成型的原理是：振臺(tái)啟動(dòng)后，由于臺(tái)面強(qiáng)烈振動(dòng)，使模具及模具內(nèi)的糊料都處于強(qiáng)烈的振動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，在強(qiáng)烈振動(dòng)下由于糊料內(nèi)部空隙不斷減少，并在重錘的壓力作用下，密度提高，形成外表規(guī)整，具有一定密度的生坯制品。

振動(dòng)成型機(jī)主要影響生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋的原因有：①過振。如果振動(dòng)時(shí)間過長或振幅太大，糊料內(nèi)聚力急劇減小，脫模后彈性后效增大。改善措施。②振幅太小。成型機(jī)振幅小，激振力不夠，這種應(yīng)力低于糊料的內(nèi)聚力時(shí)，糊料顆粒發(fā)生相對(duì)位移小，不能夠充分填充模具的每一個(gè)角落。改善措施。

4 下面是關(guān)于我廠生陽極內(nèi)部結(jié)構(gòu)改善措施及效果

表1 物料配比

粗料純度：≥87%，中焦純度：≥85%，粉料純度：60%-70%，瀝青用量：14.5%-15.2%。

（1）工藝控制。粗料純度：≥87%，中焦純度：≥85%，粉料純度：60%～70%，瀝青用量：14.6%～15.2%。干混溫度：100℃～110℃，濕混溫度：156℃～165℃，成型糊料溫度：140℃～150℃，振動(dòng)成型機(jī)運(yùn)行參數(shù)：振幅：2.6mm～3.2mm，振動(dòng)時(shí) 間：80s～100s，頻率：40HZ～45HZ。

（2）瀝青煙氣除塵設(shè)備。配備了3臺(tái)瀝青煙氣除塵設(shè)備，風(fēng)量分別是：80000立方米/小時(shí)1臺(tái)，60000立方米/小時(shí)2臺(tái)。

（3）生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況。在以上物料配比和工藝控制下，生塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有裂紋，并且斷面很平整，也很穩(wěn)定。

5 結(jié)論

（1）穩(wěn)定各粒級(jí)物料純度，減小物料配比發(fā)生變化。

（2）不斷優(yōu)化工藝參數(shù)，針對(duì)物料及外界條件發(fā)生的變化及時(shí)調(diào)整。

（3）定期對(duì)瀝青煙氣管道清理，保證煙氣除塵效率。