铝电解炭阳极生产与应用PDF电子书下载

1　概论 1

1.1 铝电解槽炭阳极与阳极炭块 1

1.1.1 铝电解槽炭阳极 1

1.1.2 阳极炭块 1

1.1.3 阳极炭块组 2

1.1.4　预焙阳极操作 2

1.1.5 阳极电压降、阳极反应和阳极消耗 3

1.1.6 残极 4

1.1.7　连续预焙阳极 5

1.2　铝电解对预焙阳极的要求 5

1.2.1 预焙阳极的安装及其使用特性 5

1.2.2　物理性能要求 6

1.2.3 化学性能要求 7

1.2.4　机械性能要求 8

1.2.5 热物理性能要求 9

1.2.6　形状、尺寸和外形要求 10

1.2.7　贮存和运输 11

1.3　炭阳极质量对铝电解生产经济技术指标的影响 12

1.3.1 阳极故障 12

1.3.2 阳极故障对槽温和电流分布的影响 13

1.3.3 炭阳极氧化掉渣和裂纹掉块的危害 13

1.4　炭阳极生产工艺及设备流程 15

1.4.1 原料库 16

1.4.2 沥青库 16

1.4.3 煅烧 17

1.4.4　破碎磨粉工段 17

1.4.5 配料混捏 17

1.4.7 焙烧 18

1.4.8 主要设备 18

1.4.6 成型 18

1.5　预焙阳极炭块生产现状和市场 19

1.5.1 生产现状 19

1.5.2 铝用阳极炭块产品市场情况 20

2　铝电解炭阳极应用技术 21

2.1 阳极炭块组浇铸、组装 21

2.1.1 阳极炭块组装 21

2.1.2 阳极组装类型 22

2.1.3 阳极炭块组磷生铁浇铸技术要求 23

2.2　阳极组装车间工艺 25

2.2.1 阳极组装车间的主要任务 25

2.2.2 阳极组装车间工艺流程 26

2.2.3 阳极组装其他主要设备的特点与性能 28

2.3　铝电解槽阳极更换 29

3.1　延迟石油焦 33

3　预焙阳极生产原料——石油焦 33

3.2　阳极生产对石油焦的要求 34

3.3　影响石油焦质量的因素 38

3.4　石油焦质量对炭阳极质量的影响 39

3.5　延迟石油焦的生产分类和市场 40

3.6　阳极残极的特性及应用 41

3.6.1 残极量和种类对焙烧阳极密度的影响 42

3.6.2 残极量对阳极空气渗透率的影响 42

3.6.3 软残极和硬残极对阳极机械强度的影响 43

3.6.4 阳极残极的含钠量对阳极的羧基化反应的影响 43

3.6.5 残极燃点对阳极空气反应性的影响 43

4　预焙阳极生产原料——黏结剂煤沥青 44

4.1　煤沥青概论 44

4.2　煤沥青的质量 46

4.3　煤沥青的主要成分、性质和最新趋势 46

4.3.3 β树脂 47

4.3.1 甲苯不溶物（BI） 47

4.3.2　喹啉不溶物（QI） 47

4.3.4　γ组分 48

4.3.5 软化温度 48

4.4　煤沥青对阳极质量的影响 49

4.5　煤沥青的生产 50

4.5.1 中温煤沥青的生产 50

4.5.2 提高沥青中BI含量的方法及效果 51

4.5.3 改质沥青生产 51

4.6　预焙阳极生产前煤沥青的制备 52

5　阳极生产原料——石油焦的煅烧 54

5.1 焦炭烘干 54

5.2　焦炭煅烧 54

5.3.2　真密度的变化 57

5.3.1 挥发分的排出 57

5.3　石油焦在煅烧过程中的物理化学变化 57

5.3.3　体积收缩和质量损失 58

5.3.4 电阻率的变化 58

5.3.5 孔隙率与氧化质量损失的变化 58

5.3.6 石油焦煅烧后氢含量的变化 59

5.4　对煅烧焦质量的要求 59

5.5　煅烧工艺流程 60

5.6　煅烧设备与工艺操作 61

5.6.1 回转窑 61

5.6.2　罐式煅烧炉 67

5.7　罐式炉的辅助机械 73

5.7.1 加料系统设备 73

5.7.2 排料装置 74

6.1　炭素材料的破碎与筛分工艺流程 76

6　破碎、筛分与配料 76

6.2　破碎－磨粉设备与操作 77

6.3　物料粒度筛分 80

6.4　配方与配料 81

6.4.1 配料 81

6.4.2　配方的粒度组成 82

6.4.3 黏结剂的使用 82

6.4.4　理论配方和工作配方 83

6.4.5 配料工艺的几个名词术语 83

6.4.6 生产配方的编制 85

6.4.7 优质预焙阳极的配方范围 85

6.5 破碎、磨粉、筛分与配料主要设备 86

6.5.1　颚式破碎机 86

6.5.2　辊式破碎机 92

6.5.3 电机振动筛 94

6.5.4　球磨机 97

6.5.5 雷蒙磨 102

6.5.6 料仓 106

6.5.7 圆盘给料机 109

6.5.8 电磁振动给料机 110

6.5.9　螺旋给料机 113

7　混捏 116

7.1　混捏工艺 116

7.1.1 混合度 117

7.1.2 骨料和粉料的混合均匀度（以％表示） 118

7.1.3 黏结剂的分散度（以％表示） 118

7.1.4　加压混捏 118

7.1.5 骨料和粉料表面沥青吸附膜 119

7.1.6 比表面积 119

7.2.1 概述 120

7.2　混捏设备 120

7.2.2 卧式双轴混捏机 121

7.2.3　连续混捏机 124

7.2.4　逆流高速混捏机 129

8　成型 130

8.1　生制品成型过程 130

8.2　阳极成型工艺 131

8.3　成型设备 132

8.3.1 挤压成型 132

8.3.2　振动成型 133

8.4　成型品质量的几个问题 141

8.4.1 糊料预压 141

8.4.2 压缩比 141

8.4.3 生坯回胀 141

8.4.5 弯曲及变形 142

8.4.4 生坯缺陷 142

8.4.6　长度不符合标准 143

8.4.7　碰损 143

8.4.8 生坯体积密度不合格 143

8.4.9 压型工序生产效率的计算和成品率的影响因素 143

8.5　真空成型 143

9　炭阳极生坯焙烧 145

9.1　焙烧过程 145

9.2　煤沥青炭化曲线和焙烧升温曲线 147

9.3　焙烧工艺操作与设备 148

9.3.1 环式焙烧炉的工艺操作 148

9.3.2 工艺参数对焙烧制品质量的影响 149

9.3.3 环式焙烧炉结构 150

9.3.5 阳极焙烧炉用耐火材料 156

9.3.4 环式焙烧炉的启动 156

9.3.6 阳极焙烧炉新技术 157

9.3.7 倒焰窑的工艺操作 175

9.4　焙烧品的质量问题 176

9.4.1 垂直裂 176

9.4.2 水平裂 177

9.4.3 弯曲及变形 177

9.4.4　氧化与麻面 177

10　炭阳极厂三废污染及环保治理 179

10.1 沥青烟的产生与治理 179

10.1.1 沥青烟气的产生 179

10.1.2 沥青烟气的危害 179

10.1.3 沥青烟气的治理 182

10.2.1 粉尘 183

10.2　粉尘、废渣、废液的产生及治理 183

10.2.2 废渣、废液 184

10.2.3　废水的净化和处理 184

10.2.4 噪声 186

10.3　除尘净化主要设备 186

10.3.1　旋风除尘器 189

10.3.2　袋式除尘器 193

10.3.3 除尘器的卸尘装置 199

10.3.4　焙烧炉电捕焦油烟气净化装置简介 200

11　阳极质量及影响因素 203

11.1 铝电解槽应用优质阳极炭块的技术经济分析与评价 203

11.1.1 问题的提出 203

11.1.2 铝电解槽阳极消耗的计算 203

11.1.3 铝电解槽阳极节电计算 206

11.1.4 阳极热冲击电解槽故障减少的效益分析 206

11.1.6　优质阳极的检验与判别 207

11.1.5 强化电流的技术－经济潜力 207

11.1.7　结论 208

11.2　提高预焙阳极炭块质量的途径 209

11.3 阳极炭块裂纹的产生和防止 213

11.3.1 阳极裂纹的形态外貌分析 213

11.3.2 引起阳极裂纹的应力原因归类 221

11.3.3 阳极生产和电解工艺十几种因素对裂纹的影响及防治 223

11.3.4　焙烧过程与裂纹形成试验 230

11.3.5 结论 232

11.3.6 短时间停炉裂纹的形成 233

11.3.7　炭碗裂纹的形成 233

11.3.8 由阳极组装引起的阳极裂纹时TSR［％］掉块问题 233

11.3.9 电解槽工艺条件的影响 234

11.4　沥青QI，中间相小球体与阳极质量 235

11.3.10 热冲击对阳极裂纹的影响 235

12　炭阳极测试技术 239

12.1　煤沥青测试技术 239

12.1.1 煤沥青水分的测定 239

12.1.2　煤沥青软化温度的测定（GB2294—1980） 239

12.1.3 煤沥青灰分的测定（GB2295—1980） 240

12.1.4　煤沥青结焦值的测定（GB1827—1988） 241

12.1.5 煤沥青挥发分的测定 242

12.1.6 煤沥青甲苯不溶物的测不定期（GB2292—1980） 242

12.1.7 煤沥青喹啉不溶物的测定（GB2293—1980） 243

12.1.8 煤沥青密度的测定（ISO6993—1983） 244

12.1.9　煤沥青动力黏度的测定（ISO8003—1985） 246

12.1.10 沥青对骨料焦浸润性测定 247

12.2　石油焦测试技术 250

12.2.1 石油焦水分的测定 250

12.2.3 石油焦挥发分的测定 251

12.2.2 石油焦灰分的测定 251

12.2.4　煅后焦水分的测定（GB2001—1980） 252

12.2.5 煅后焦灰分的测定 253

12.2.6　煅后焦挥发分的测定（GB2003—1980） 254

12.2.7 煅后焦氧化率的测定 254

12.2.8 煅后焦比电阻的测定 255

12.2.9 煅后焦总孔隙体积和孔隙分布的测定 256

12.2.10　煅后焦氢含量的测定（DIN51912—1985） 257

12.3　炭阳极测试技术 258

12.3.1 铝用炭阳极质量的常规分析 258

12.3.2 铝用炭素材料质量一些新指标的分析与研究 260

12.3.3 阳极糊延伸率和流动性测定 267

12.3.4 阳极炭块抗折强度的测定 270

12.3.5 阳极炭块抗拉强度的测定（DIN51914—1985） 271

12.3.6 阳极和阴极炭块杨氏弹性模量的测定 272

12.4.1 ISODI10142煅后焦——使用振动磨碎机测定颗粒稳定性 274

12.4　国外和国际标准测试方法简介 274

12.4.2 国际标准ISO12984煅后焦－颗粒大小分布的测定 275

12.4.3 电极用沥青－喹啉不溶物材料含量的测定 277

12.4.4　空气渗透性的测定 279

12.4.5 煅后焦的空气反应性测定 280

12.4.6 铝用预焙阳极炭块空气反应性的测定 282

12.5　铝用炭素材料检测取样方法 284

12.5.1 煅后焦的取样方法 284

12.5.2　炭素材料取样方法选择（GB1427—1988） 284

12.5.3 铝电解用炭素制品取样方法选择（YS/T62—1993） 287

附录 291

一、《中国冶金百科全书炭素材料》卷部分条目摘要 291

二、济宁炭素总公司发展企业若干条理念（选摘） 308

参考文献 317