專利名稱：一種生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳素制品和鋁電解槽陽(yáng)極的生產(chǎn)方法，特別是生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備的新工藝。
背景技術(shù)：
石油焦、殘極的破碎、篩分等干骨料制備工藝是為鋁電解槽用預(yù)焙陽(yáng)極廠生陽(yáng)極車間的糊料制備、成型工序提供干骨料的一道工序。
目前，在生陽(yáng)極車間干料制備工序中，石油焦、殘極的破碎、篩分均采用兩個(gè)獨(dú)立平行的生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)流程復(fù)雜、設(shè)備多，設(shè)備的維護(hù)量大、PLC控制系統(tǒng)控制點(diǎn)多、生產(chǎn)成本也較高；相應(yīng)地廠房面積也大，環(huán)保治理工程也較復(fù)雜，因而投資也大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，尋求一種用于制備干骨料的能降低建設(shè)投資和生產(chǎn)成本的新工藝、新流程。
本發(fā)明提出了一種生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，它包括煅后焦和殘極破碎、篩分、配料和混捏各工序，其特征在于將石油焦與殘極按配比稱重后混合統(tǒng)一進(jìn)行破碎、篩分和磨粉下游各工序。
本發(fā)明的石油焦和殘極混合時(shí)的配比按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為石油焦75-85；殘極為25-15。
本發(fā)明的石油焦和殘極混合配比，經(jīng)過(guò)發(fā)明人長(zhǎng)期試驗(yàn)和探索后，所求得的最優(yōu)方案按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為石油焦80-85；殘極為20-15。
目前，生產(chǎn)預(yù)焙陽(yáng)極的主要原料為延遲石油焦，其形態(tài)呈峰窩狀，孔隙多，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度低且粉料多，但不含微裂縫和宏觀氣孔，僅含直徑小于2μm的微氣孔，抗壓強(qiáng)度(12-30MPa)比抗拉強(qiáng)度(4-10MPa)大。石油焦在1200℃煅燒后其強(qiáng)度降低，容易破碎，且破碎后大顆粒少，滿足不了預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)配方的要求。
而由電解廠生產(chǎn)線返回的殘極可分為兩種即“硬殘極”和“軟殘極”。通常用于干料制備的為“硬殘極”，其氣孔率為26-32％，平均約為29％，抗壓強(qiáng)度為24-42MPa，平均達(dá)30MPa。
本發(fā)明根據(jù)原料的組織、結(jié)構(gòu)、脆性、對(duì)粒度的要求、顆粒表面狀況等各方面的因素綜合分析來(lái)選擇最佳的工藝流程和破碎、篩分設(shè)備。在石油焦和殘極的混合破碎中，實(shí)驗(yàn)證明石油焦易破碎、殘極難破碎，故殘極在本發(fā)明中即是作為預(yù)焙陽(yáng)極的大顆粒骨料。
實(shí)施本發(fā)明的工藝的生產(chǎn)流程和設(shè)備配置方案包括皮帶電子秤稱量、破碎機(jī)粉碎、振動(dòng)篩篩分，其特征在于(1)按配方要求設(shè)定石油焦和殘極的加入量，經(jīng)過(guò)皮帶電子秤進(jìn)行稱量后進(jìn)入給料機(jī)；(2)由PLC組件控制，自動(dòng)調(diào)整上述兩種原料的給料機(jī)流量，將原料送入反擊式破碎機(jī)；(3)調(diào)整破碎機(jī)的參數(shù)以控制原料的粒度分布，其中調(diào)整破碎機(jī)顎板角度可粗調(diào)粒度分布；采用變頻調(diào)速器可微調(diào)粒度分布；(4)混合后經(jīng)破碎的原料由斗式提升機(jī)喂入三層振動(dòng)篩篩分，篩下料分大顆粒、中顆粒和小顆料料分別進(jìn)入各自的配料倉(cāng)待用；(5)振動(dòng)篩頂層的篩上料通過(guò)溜管返回破碎機(jī)進(jìn)行破碎；(6)振動(dòng)篩底層的篩下不平衡料通過(guò)溜管送入磨粉機(jī)磨粉。
在陽(yáng)極結(jié)構(gòu)中，大顆粒起骨架作用，中小顆粒填充在大顆粒之間，粉料則填充在所有的大中小顆粒之間，只有恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整好各種顆粒之間的配合，才能盡可能地減小陽(yáng)極中的孔隙度，提高陽(yáng)極強(qiáng)度和表面質(zhì)量。
本發(fā)明的制備工藝中石油焦和殘極混合物配方的粒度分布按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為粒度(mm) 份額(wt％)4-814-162-423-252-119-21＜132-42粒度＞8mm的篩上物需重新破碎。
本發(fā)明的制備工藝中石油焦和殘極混合物配方的粒度的最佳分布按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為粒度(mm) 配份(wt％)8-4154-2252-120＜140本發(fā)明的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝同現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)計(jì)算簡(jiǎn)化，配料精確?，F(xiàn)有技術(shù)必須要計(jì)算石油焦和殘極的配比，同時(shí)又要計(jì)算破碎后兩者粒度分布的配比，顯然是要復(fù)雜得多，而本發(fā)明已將石油焦和殘極的配比精確計(jì)算好并且將它們混合后進(jìn)行破碎，只要考慮其粒度分布，計(jì)算大為簡(jiǎn)化，更易于保證產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)減少設(shè)備，節(jié)省投資。本發(fā)明將現(xiàn)有的兩套生產(chǎn)系統(tǒng)歸并為一套系統(tǒng)，設(shè)備臺(tái)數(shù)減少1/2，電和自動(dòng)控制節(jié)點(diǎn)減少1/2-2/3，建設(shè)和結(jié)構(gòu)投資也相應(yīng)節(jié)省1/2。
(3)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化后，相應(yīng)地設(shè)備維護(hù)量減少1/2，操作人員可以減少，即節(jié)省了勞動(dòng)定員。
(4)由于可精確控制石油焦、殘極配比和粒度分布，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品中的優(yōu)質(zhì)品率，使產(chǎn)品的體積密度達(dá)1.48-1.6kg/dm3。
(5)由于工藝流程的簡(jiǎn)化，污染源也減少了1/2，有利環(huán)保和污染治理，可更好地改善勞動(dòng)條件和環(huán)境質(zhì)量。
綜合以上各項(xiàng)因素，采用和推廣本發(fā)明的制備工藝，不僅能節(jié)省投資、改善勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境；而且還能降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)是十分顯著的。


圖1為現(xiàn)有的生陽(yáng)極骨料雙系統(tǒng)制備工藝的生產(chǎn)流程圖。
圖2為本發(fā)明的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝的生產(chǎn)流程圖。
圖3為本發(fā)明工藝的生產(chǎn)設(shè)備配置示意圖。
在圖3中，各個(gè)標(biāo)號(hào)所代表的生產(chǎn)設(shè)備的名稱如下1為皮帶電子秤，2為給料機(jī)，3為變頻調(diào)速反擊式破碎機(jī)，4為斗式提升機(jī)，5為三層振動(dòng)篩，6為風(fēng)掃式球磨機(jī)，7為除塵設(shè)備，8為控制系統(tǒng)，9為貯運(yùn)設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明和補(bǔ)充。在敘述實(shí)施例的過(guò)程中，為了避免過(guò)多的繁瑣和重復(fù)，有些地方不得不稍加省略。
在具體實(shí)施本發(fā)明的生陽(yáng)極單系統(tǒng)制造工藝之前，必須如圖3所示先將整條生產(chǎn)線安裝、調(diào)試好。此條生產(chǎn)線通常應(yīng)包括兩臺(tái)皮帶電子秤、一臺(tái)帶PLC控制的給料機(jī)和一臺(tái)變頻調(diào)速式反擊破碎機(jī)、一臺(tái)斗式提升機(jī)、一臺(tái)三層振動(dòng)篩、一套風(fēng)掃式球磨機(jī)和一套除塵通氣系統(tǒng)、一套貯運(yùn)設(shè)備即包括供貯存不同粒度物料的貯倉(cāng)。還可以安裝遠(yuǎn)程即集中式控制系統(tǒng)，便于提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和改善操作人員的工作條件。
在實(shí)施本發(fā)明的工藝時(shí)，先用兩臺(tái)皮帶電子秤分別將石油焦和殘極按配方稱量好，送入帶PLC控制的給料機(jī)，再經(jīng)均勻混合后送入一臺(tái)由PLC控制的變頻調(diào)速反擊式破碎機(jī)破碎。破碎后由一臺(tái)斗式提升機(jī)喂入一臺(tái)三層振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，具體的實(shí)施方案如下實(shí)施例1將石油焦和殘極按重量百分?jǐn)?shù)75∶25的配方以皮帶電子秤稱量好，輸入反擊式破碎機(jī)中，經(jīng)破碎機(jī)破碎后，用斗式提升機(jī)喂入三層振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分。篩分后分別進(jìn)入粒度為4-8mm、2-4mm、2-1mm和＜1mm儲(chǔ)料倉(cāng)中備用。
將頂層振動(dòng)篩的篩上料重新送回破碎機(jī)破碎，而將底層振動(dòng)篩篩下的不平衡料通過(guò)溜管送入磨粉機(jī)磨粉。
在進(jìn)行下一步混捏工序時(shí)，按粒度(mm) 配比(wt％)
8-4 144-2 232-1 21＜1 42進(jìn)行配料即可。
實(shí)施例2將石油焦和殘極按重量百分?jǐn)?shù)85∶15的配方以皮帶電子秤稱量好，送入反擊式破碎機(jī)中，經(jīng)破碎機(jī)破碎后，用斗式提升機(jī)喂入三層振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分。篩分后分別進(jìn)入粒度為8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm儲(chǔ)料倉(cāng)中備用。
對(duì)于頂層振動(dòng)篩的篩上料通過(guò)溜管返回破碎機(jī)進(jìn)行破碎，而將底層振動(dòng)篩篩下的不平衡料通過(guò)溜管送入磨粉機(jī)磨粉。
在進(jìn)行下一步混捏工序時(shí)，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4164-2252-119＜132進(jìn)行配料即可。
實(shí)施例3將石油焦和殘極按重量百分?jǐn)?shù)80∶20的配方以皮帶電子秤稱量好，送入反擊式破碎機(jī)中，經(jīng)破碎后用斗式提升機(jī)喂入三層振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分，篩分后分別進(jìn)入粒度為8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm儲(chǔ)料倉(cāng)中備用。
與實(shí)施例1、2相同，對(duì)于頂層振動(dòng)篩的篩上料通過(guò)溜管返回至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，而對(duì)振動(dòng)篩底層的篩下的不平衡料通過(guò)溜管送入磨粉機(jī)磨粉。
在進(jìn)行下一步混捏工序時(shí)，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4154-2252-120＜140進(jìn)行配料即可。
權(quán)利要求
1.一種生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，包括殘極初碎、殘極和石油焦篩分、配料和混合各工序，其特征在于將石油焦和初碎殘極按配比稱重混合后單系統(tǒng)進(jìn)入破碎、篩分和磨粉下游各工序。
2.按權(quán)利要求1所述的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，其特征在于所說(shuō)的石油焦和殘極配比以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為石油焦75-85，殘極15-25。
3.按權(quán)利要求1或2所述的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，其特征在于所說(shuō)的石油焦和殘極的最佳配比以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為石油焦85-80，殘極15-20。
4.按權(quán)利要求1所述的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，其特征在于所說(shuō)的石油焦和殘極混合物破碎后，其粒度配比符合下述要求粒度(mm) 配比(wt％)4-814-162-423-252-119-21＜132-42
5.按權(quán)利要求1或4所述的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，其特征在于所說(shuō)的石油焦和殘極混合物破碎后，其粒度配比的最佳值為粒度(mm) 配比(wt％)8-4154-2252-120＜140
6.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述的生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝的生產(chǎn)流程和設(shè)備配置方案，包括皮帶電子秤稱量、破碎機(jī)破碎、振動(dòng)篩篩分，其特征在于(1)按配方要求設(shè)定石油焦和殘極的加入量將原料經(jīng)過(guò)皮帶電子秤進(jìn)行稱量后送入給料機(jī)；(2)由PLC組件自動(dòng)調(diào)整上述兩種原料的給料機(jī)流量，將原料送入反擊式破碎機(jī)；(3)調(diào)整破碎機(jī)的參數(shù)以控制原料的粒度分布，以調(diào)整破碎機(jī)顎板角度進(jìn)行粗調(diào)，而以變頻調(diào)速方式進(jìn)行微調(diào)；(4)將破碎機(jī)破碎后的原料經(jīng)斗式提升機(jī)喂入三層振動(dòng)篩篩分，篩下料分大顆粒、中顆粒和小顆粒分別送入各自的配料倉(cāng)中待用；(5)振動(dòng)篩首層篩的篩上料通過(guò)溜管返回至破碎機(jī)再進(jìn)行破碎；(6)振動(dòng)篩底層篩篩下的不平衡料通過(guò)溜管送入磨粉機(jī)磨粉。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種生陽(yáng)極骨料單系統(tǒng)制備工藝，包括煅后焦、殘極破碎、篩分、配料和混合各工序，其特征在于將石油焦和殘極按配比稱重混合后單系統(tǒng)進(jìn)入破碎、篩分和磨粉下游各工序。石油焦和殘極的配比以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算為75－85∶15－25；其最佳配比則為85－80∶15－20。本發(fā)明還提出了上述原料破碎后的粒度分布和最佳粒度分布。相應(yīng)地，還提出了實(shí)施上述制備工藝的生產(chǎn)流程和設(shè)備配置方案。采用和推廣本發(fā)明的單系統(tǒng)制備工藝，不僅能節(jié)省投資、改善勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境，還能降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量，其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都將會(huì)十分顯著。
文檔編號(hào)C25C3/12GK101037776SQ200610046098
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者馬紹先 申請(qǐng)人:東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院(有限公司)