專利名稱：一種生陽極骨料單系統制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及碳素制品和鋁電解槽陽極的生產方法，特別是生陽極骨料單系統制備的新工藝。
背景技術：
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焙陽極廠生陽極車間的糊料制備、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、篩分均采用兩個獨立平行的生產系統。生產流程復雜、設備多，設備的維護量大、PLC控制系統控制點多、生產成本也較高；相應地廠房面積也大，環保治理工程也較復雜，因而投資也大。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，尋求一種用于制備干骨料的能降低建設投資和生產成本的新工藝、新流程。
本發明提出了一種生陽極骨料單系統制備工藝，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一進行破碎、篩分和磨粉下游各工序。
本發明的石油焦和殘極混合時的配比按重量百分數計算為石油焦75-85；殘極為25-15。
本發明的石油焦和殘極混合配比，經過發明人長期試驗和探索后，所求得的最優方案按重量百分數計算為石油焦80-85；殘極為20-15。
目前，生產預焙陽極的主要原料為延遲石油焦，其形態呈峰窩狀，孔隙多，結構疏松，強度低且粉料多，但不含微裂縫和宏觀氣孔，僅含直徑小于2μm的微氣孔，抗壓強度(12-30MPa)比抗拉強度(4-10MPa)大。石油焦在1200℃煅燒后其強度降低，容易破碎，且破碎后大顆粒少，滿足不了預焙陽極生產配方的要求。
而由電解廠生產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％，抗壓強度為24-42MPa，平均達30MPa。
本發明根據原料的組織、結構、脆性、對粒度的要求、顆粒表面狀況等各方面的因素綜合分析來選擇最佳的工藝流程和破碎、篩分設備。在石油焦和殘極的混合破碎中，實驗證明石油焦易破碎、殘極難破碎，故殘極在本發明中即是作為預焙陽極的大顆粒骨料。
實施本發明的工藝的生產流程和設備配置方案包括皮帶電子秤稱量、破碎機粉碎、振動篩篩分，其特征在于(1)按配方要求設定石油焦和殘極的加入量，經過皮帶電子秤進行稱量后進入給料機；(2)由PLC組件控制，自動調整上述兩種原料的給料機流量，將原料送入反擊式破碎機；(3)調整破碎機的參數以控制原料的粒度分布，其中調整破碎機顎板角度可粗調粒度分布；采用變頻調速器可微調粒度分布；(4)混合后經破碎的原料由斗式提升機喂入三層振動篩篩分，篩下料分大顆粒、中顆粒和小顆料料分別進入各自的配料倉待用；(5)振動篩頂層的篩上料通過溜管返回破碎機進行破碎；(6)振動篩底層的篩下不平衡料通過溜管送入磨粉機磨粉。
在陽極結構中，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，只有恰當地調整好各種顆粒之間的配合，才能盡可能地減小陽極中的孔隙度，提高陽極強度和表面質量。
本發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數計算為粒度(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數計算為粒度(mm) 配份(wt％)8-4154-2252-120＜140本發明的生陽極骨料單系統制備工藝同現有技術相比較具有如下優點(1)計算簡化，配料精確。現有技術必須要計算石油焦和殘極的配比，同時又要計算破碎后兩者粒度分布的配比，顯然是要復雜得多，而本發明已將石油焦和殘極的配比精確計算好并且將它們混合后進行破碎，只要考慮其粒度分布，計算大為簡化，更易于保證產品質量。
(2)減少設備，節省投資。本發明將現有的兩套生產系統歸并為一套系統，設備臺數減少1/2，電和自動控制節點減少1/2-2/3，建設和結構投資也相應節省1/2。
(3)生產流程簡化后，相應地設備維護量減少1/2，操作人員可以減少，即節省了勞動定員。
(4)由于可精確控制石油焦、殘極配比和粒度分布，提高產品的質量和產品中的優質品率，使產品的體積密度達1.48-1.6kg/dm3。
(5)由于工藝流程的簡化，污染源也減少了1/2，有利環保和污染治理，可更好地改善勞動條件和環境質量。
綜合以上各項因素，采用和推廣本發明的制備工藝，不僅能節省投資、改善勞動條件和生產環境；而且還能降低生產成本和提高產品的質量，其社會效益和經濟效益將會是十分顯著的。
圖1為現有的生陽極骨料雙系統制備工藝的生產流程圖。
圖2為本發明的生陽極骨料單系統制備工藝的生產流程圖。
圖3為本發明工藝的生產設備配置示意圖。
在圖3中，各個標號所代表的生產設備的名稱如下1為皮帶電子秤，2為給料機，3為變頻調速反擊式破碎機，4為斗式提升機，5為三層振動篩，6為風掃式球磨機，7為除塵設備，8為控制系統，9為貯運設備。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明的內容作進一步的說明和補充。在敘述實施例的過程中，為了避免過多的繁瑣和重復，有些地方不得不稍加省略。
在具體實施本發明的生陽極單系統制造工藝之前，必須如圖3所示先將整條生產線安裝、調試好。此條生產線通常應包括兩臺皮帶電子秤、一臺帶PLC控制的給料機和一臺變頻調速式反擊破碎機、一臺斗式提升機、一臺三層振動篩、一套風掃式球磨機和一套除塵通氣系統、一套貯運設備即包括供貯存不同粒度物料的貯倉。還可以安裝遠程即集中式控制系統，便于提高生產的自動化程度和改善操作人員的工作條件。
在實施本發明的工藝時，先用兩臺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，再經均勻混合后送入一臺由PLC控制的變頻調速反擊式破碎機破碎。破碎后由一臺斗式提升機喂入一臺三層振動篩進行篩分，具體的實施方案如下實施例1將石油焦和殘極按重量百分數75∶25的配方以皮帶電子秤稱量好，輸入反擊式破碎機中，經破碎機破碎后，用斗式提升機喂入三層振動篩中進行篩分。篩分后分別進入粒度為4-8mm、2-4mm、2-1mm和＜1mm儲料倉中備用。
將頂層振動篩的篩上料重新送回破碎機破碎，而將底層振動篩篩下的不平衡料通過溜管送入磨粉機磨粉。
在進行下一步混捏工序時，按粒度(mm) 配比(wt％)
8-4 144-2 232-1 21＜1 42進行配料即可。
實施例2將石油焦和殘極按重量百分數85∶15的配方以皮帶電子秤稱量好，送入反擊式破碎機中，經破碎機破碎后，用斗式提升機喂入三層振動篩中進行篩分。篩分后分別進入粒度為8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm儲料倉中備用。
對于頂層振動篩的篩上料通過溜管返回破碎機進行破碎，而將底層振動篩篩下的不平衡料通過溜管送入磨粉機磨粉。
在進行下一步混捏工序時，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4164-2252-119＜132進行配料即可。
實施例3將石油焦和殘極按重量百分數80∶20的配方以皮帶電子秤稱量好，送入反擊式破碎機中，經破碎后用斗式提升機喂入三層振動篩中進行篩分，篩分后分別進入粒度為8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm儲料倉中備用。
與實施例1、2相同，對于頂層振動篩的篩上料通過溜管返回至破碎機進行破碎，而對振動篩底層的篩下的不平衡料通過溜管送入磨粉機磨粉。
在進行下一步混捏工序時，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4154-2252-120＜140進行配料即可。
權利要求
1.一種生陽極骨料單系統制備工藝，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進入破碎、篩分和磨粉下游各工序。
2.按權利要求1所述的生陽極骨料單系統制備工藝，其特征在于所說的石油焦和殘極配比以重量百分數計算為石油焦75-85，殘極15-25。
3.按權利要求1或2所述的生陽極骨料單系統制備工藝，其特征在于所說的石油焦和殘極的最佳配比以重量百分數計算為石油焦85-80，殘極15-20。
4.按權利要求1所述的生陽極骨料單系統制備工藝，其特征在于所說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.按權利要求1或4所述的生陽極骨料單系統制備工藝，其特征在于所說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
6.一種實施權利要求1所述的生陽極骨料單系統制備工藝的生產流程和設備配置方案，包括皮帶電子秤稱量、破碎機破碎、振動篩篩分，其特征在于(1)按配方要求設定石油焦和殘極的加入量將原料經過皮帶電子秤進行稱量后送入給料機；(2)由PLC組件自動調整上述兩種原料的給料機流量，將原料送入反擊式破碎機；(3)調整破碎機的參數以控制原料的粒度分布，以調整破碎機顎板角度進行粗調，而以變頻調速方式進行微調；(4)將破碎機破碎后的原料經斗式提升機喂入三層振動篩篩分，篩下料分大顆粒、中顆粒和小顆粒分別送入各自的配料倉中待用；(5)振動篩首層篩的篩上料通過溜管返回至破碎機再進行破碎；(6)振動篩底層篩篩下的不平衡料通過溜管送入磨粉機磨粉。
全文摘要
本發明提出了一種生陽極骨料單系統制備工藝，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進入破碎、篩分和磨粉下游各工序。石油焦和殘極的配比以重量百分數計算為75－85∶15－25；其最佳配比則為85－80∶15－20。本發明還提出了上述原料破碎后的粒度分布和最佳粒度分布。相應地，還提出了實施上述制備工藝的生產流程和設備配置方案。采用和推廣本發明的單系統制備工藝，不僅能節省投資、改善勞動條件和生產環境，還能降低生產成本和提高產品質量，其社會效益和經濟效益都將會十分顯著。
文檔編號C25C3/12GK101037776SQ200610046098
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月17日 優先權日2006年3月17日
發明者馬紹先 申請人:東北大學設計研究院(有限公司)