一种预焙阳极炭块生产中石油焦入炉配比的确定方法

摘要

本发明涉及一种预焙阳极炭块生产中石油焦入炉配比的确定方法，先分别进行各产地石油焦单烧容重变化的测定，容重测定取样为粒径2.5～6mm的石油焦颗粒料；再根据式1确定配入的各产地石油焦的份数同时应满足条件a、b、c、d，其中，A1、B1、C1…分别为各产地石油焦单烧后的容重；A、B、C…为A1、B1、C1对应的各产地石油焦的配比份数；a.配比后原料灰分不大于0.5％；b.挥发份含量为9～12％；c.配比后煅烧时不会造成棚料；d.配比后的原料含水量不会造成炉温波动。本发明在配比时将煅烧前后石油焦的容重变化考虑进来，大大提高了配料成型质量，稳定并提高了生坯炭块的合格率和产品质量。

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种预焙阳极炭块生产中石油焦入炉配比的确定方法。

(二)背景技术

电解铝用预焙阳极的生产是以石油焦为原料，以煤沥青为粘结剂，经过石油焦煅烧、中碎、筛分、细碎、沥青的熔化、配料成型、焙烧等工序加工制作而成。其中原料是基础，煅烧是前提，配料成型是关键，焙烧是保证。目前行业内石油焦入炉煅烧的配比主要遵循以下几个原则：1.进入煅烧炉的原料灰分不大于0.5％；2.挥发份含量控制在9～12％；3.易造成棚料的焦种和不易造成棚料的焦种比例恰当；4.含水量不同的焦种混合使用后不会影响炉温。煅后一般要对石油焦的真比重和粉末比电阻进行检测，但是即使满足了以上条件仍然会出现煅后焦料经中碎分级、配料混捏成型时，在规定的下料量下，一定的压力下，难以成型出限定高度和体密的合格生坯炭块，产品合格率极不稳定。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种预焙阳极炭块生产中石油焦入炉配比的确定方法，提高配料成型质量，提高生坯炭块的合格率。

本发明采用的技术方案如下：

一种预焙阳极炭块生产中石油焦入炉配比的确定方法，步骤为：

1)分别进行各产地石油焦单烧容重变化的测定，容重测定取样为粒径2.5～6mm的石油焦颗粒料；

2)根据式1确定配入的各产地石油焦的配比份数：

$0.73\le \frac{\mathrm{AA}1+\mathrm{BB}1+\mathrm{CC}1+......}{A+B+C}\le 0.86$............式1

其中，A1、B1、C1......分别为步骤1)中各产地石油焦单烧后的容重；

A、B、C......为A1、B1、C1对应的各产地石油焦的配比份数；

3)将满足步骤2)的各产地石油焦的配比份数进行如下检验，同时满足条件a、b、c、d的即为确定的石油焦入炉配比：

a、配比后原料灰分不大于0.5％；

b、挥发份含量为9～12％；

c、配比后煅烧时不会造成棚料；

d、配比后的原料的含水量不会造成炉温波动。

本发明在配比时充分考虑了石油焦的容重指标，特别是煅后石油焦的容重。因为容重的大小与配料成型有直接关系，而成型质量又与预焙阳极炭块质量有直接关系。煅烧前后石油焦自身容重会发生变化，如果只考察煅后焦的真比重和粉末比电阻，则只能考察到石油焦在高温下的热处理状况，并不能保证煅后焦的容重与工业生产测定的容重一致，因此应同时考察煅后焦的容重。由于容重是与原料本身有关的，产地不同、焦种不同，容重变化不同，本发明采取对各产地石油焦单烧的方法来测定各产地石油焦煅烧前后的容重变化。

较为具体的，所述的石油焦单烧容重变化的测定方法可如下进行：

取入炉石油焦破碎至6mm以下，除去其中的铁，在100～110℃烘0.5～1.5h后冷却至室温，优选105℃烘1h，取2.5～6mm样测定其煅前容重；将入炉石油焦破碎至70mm以下于1250～1300℃煅烧至少40小时，排料冷却后破碎至粒径不大于6mm，取2.5～6mm样测定其煅后容重。

具体在根据公式进行配比时，可将容重变化率大的取的份数多些，变化率小的少取一些。

根据煅后容重确定的各产地的石油焦的份数还需要同时满足步骤3)中的条件，这些判断方法不再赘述。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本发明在配比时将煅烧前后石油焦的容重变化考虑进来，抓住了影响配料成型的关键因素，因此大大提高了配料成型质量，稳定并提高了生坯炭块的合格率和产品质量。

(四)具体实施方式：

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

确定预焙阳极炭块生产中石油焦入炉的配比，按照如下步骤进行：

1)将新疆、金陵(新疆和金陵分别为石油焦产地)石油焦破碎至6mm以下，电磁除铁，105℃烘1h，冷却至室温，取其中2.5～6mm的料，测定其煅前容重，分别为0.66g/ml、0.65g/ml；将新疆、金陵石油焦破碎至70mm以下于1275℃煅烧40小时，排料冷却后破碎至6mm以下，取2.5～6mm样测定其煅后容重，分别为0.76g/ml、0.65g/ml。

2)根据式1确定配入的各产地石油焦的配比份数，并进行满足条件a、b、c、d的检验：

$0.73\le \frac{\mathrm{AA}1+\mathrm{BB}1+\mathrm{CC}1+......}{A+B+C}\le 0.86$............式1

a、配比后原料灰分不大于0.5％；

b、挥发份含量为9～12％；

c、配比后煅烧时不会造成棚料；

d、配比后的原料不会造成炉温波动。

最后确定新疆焦的配入份数为4，金陵焦的配入份数为1：配比并不唯一，只要满足以上条件即可。

效果例1：

2007年使用本发明的配比方法后与2006年未使用本发明的配比方法时分别制备成型的生坯炭块体密度比较见表1：

体积密度200620077～12月份1～6月份1.63g/cm³14％01.64g/cm³25％6.8％1.65g/cm³以上61％93.2％

可见制备成型的生坯炭块的体密度大部分都在1.65g/cm³以上，远优于使用新方法之前的生坯炭块的体密度。

效果例2：

使用本发明配比确定方法后焙烧出的预焙阳极炭块某次取样测定的各项指标与2006年未使用本方法时某次取样测定的指标对比如下：

项目    单位  2006年指标  2007年指标体积密度    Kg/cm³  1.52  1.57电阻率    μΩm  56  52抗折强度    MPa  10  12.03抗压强度    Mpa  31  41导热率    w/mk  4.08  4.28真密度    Kg/dm³  2.03  2.094空气渗透率    nPm  3.5  2.65CO2反应性    剩余    ％  78.4  89    灰分    ％  5.2  3.9    损失    ％  16.4  7.1灰分    ％  0.42  0.37

效果例3：

某电解铝厂使用本发明方法确定的石油焦入炉配比所制备的终产品预备阳极后(2007年1～6月份)的情况：

  2005年  2006年  2007年1～6月份  直流电耗  (KWh/)  14678  14602  13568  阳极毛耗  (kg/T.A1)  594.08  545  514  换极周期  (天)  28  29  31

可见，使用新的配比确定方法后，直流电耗和阳极毛耗大幅减少，换极周期延长。