浸漬:為什么要對炭素制品進(jìn)行浸漬?經(jīng)壓成型后的生制品孔度很低。但是生制品在焙燒后,由于煤瀝青在焙燒過程中一部分分解成氣體逸出,另一部分焦化為瀝青焦。生成瀝青焦的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于煤瀝青原來占有的體積,雖然在焙燒過程中稍有收縮,但仍在產(chǎn)品內(nèi)部形成許多不規(guī)則的并且孔徑大小不等的微小氣孔。由于大量氣孔的存在必然會對產(chǎn)品的理化性能產(chǎn)生一定的影響。在一定的溫度下的氧化速度加快,耐腐蝕也變壞,氣體和液體更容易滲透。
浸漬是一種減少產(chǎn)品孔度,提高密度,增加抗壓強(qiáng)度,降低成品電阻率,改變產(chǎn)品的理化性能的工藝過程。
電極生坯焙燒(baking of green carbon body)是指生坯在填充料保護(hù)下(防止氧化及變形)、進(jìn)行高溫?zé)崽幚硎姑簽r青炭化的工藝過程。焙燒是電極生產(chǎn)過程中,重要的一個(gè)工藝過程,也是復(fù)雜的一個(gè)過程,這個(gè)過中即有物理變化,同時(shí)又化學(xué)變化。終石墨電極的機(jī)械強(qiáng)度、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和性能都取決于焙燒時(shí)黏結(jié)劑轉(zhuǎn)變成結(jié)焦炭的數(shù)量,而且機(jī)械性能與焦化值有直接關(guān)系。
敞開式環(huán)式焙燒爐影響電極質(zhì)量的因素:
1.爐體結(jié)構(gòu)對電極質(zhì)量的影響
由于敞開式環(huán)式焙燒爐與帶蓋爐相比,火道墻要厚很多,敞開式爐磚墻厚為113mm,而帶蓋爐的格子磚墻厚度僅為30mm,開始升溫時(shí)敞開式爐耐火磚需要蓄熱量大,溫升慢;另外帶蓋爐的熱煙氣都是通過火井從爐底往上走,而敞開式爐有一半是從上向下??傊ㄩ_式爐不利于阻止電極焙燒時(shí)黏結(jié)劑的遷移,易造成焙燒出來電極結(jié)構(gòu)不均勻。
2.爐箱尺寸對電極質(zhì)量的影響
3.火道磚的磚型對電極質(zhì)量的影響
電極焙燒的溫度制度:
1.選擇測溫點(diǎn)是要素
選擇曲線運(yùn)行控制測溫點(diǎn)應(yīng)選火道煙氣溫度敏感的點(diǎn),但對于敞開式環(huán)式焙燒爐來說就是熱煙氣在火道內(nèi)下去,再返上來的轉(zhuǎn)彎的位置。也有人將熱電偶插在緊靠火道個(gè)火孔外側(cè)的料室中。依據(jù)選擇的測溫點(diǎn)來確定升溫曲線。
2.制定曲線應(yīng)注意幾點(diǎn)
(1)根據(jù)產(chǎn)品在焙燒過程不同溫度階段的物理化學(xué)反應(yīng)制定曲線。
(2)根據(jù)毛坯的種類和規(guī)格、成型方式制定曲線。
毛坯的直徑愈大,其升溫速度要慢些;大規(guī)格的擠壓毛坯要比同規(guī)格振動毛坯要慢些;生坯體積密度高的要比體積密度低的慢一些;細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)的要比粗顆粒結(jié)構(gòu)的慢一些;浸后產(chǎn)品升溫速度可以快些。
(3)根據(jù)爐子的結(jié)構(gòu)制定曲線。
每臺爐子溫度場分布的不同,爐室工作區(qū)的上下高度上、前后和左右都存在著溫度差。這溫差實(shí)際上在整個(gè)加熱過程都在持續(xù)著,僅在恒溫階段才能逐漸縮小。制定曲線考慮爐子本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
(4)根據(jù)填充料的種類和燃料種類特性制定曲線。
3.電極毛坯焙燒冷卻也是溫度制度中一個(gè)關(guān)鍵階段
國外的焙燒曲線降溫是曲線的一個(gè)組成部分,而我們國內(nèi)的曲線大多都沒有降溫,只是要求出爐溫度不能300℃。實(shí)際中往往做不到,毛坯出爐時(shí)溫度達(dá)到600℃以上,電極心部溫度還在700-800℃以上。因毛坯與外部介質(zhì)之間存在溫差,所以會同時(shí)出現(xiàn)不同值的體積變化和不同速度的收縮。這就會造成熱應(yīng)力的產(chǎn)生,此應(yīng)力值與溫差成正比。當(dāng)產(chǎn)生的應(yīng)力超過毛坯材料的斷裂強(qiáng)度時(shí),便會發(fā)生結(jié)構(gòu)的局部破裂或整個(gè)毛坯斷裂。有的毛坯高溫出爐后檢查時(shí)雖沒有看到裂紋,但由于制品內(nèi)部已有裂紋,在石墨化工序就會表現(xiàn)出來。因此焙燒工序的冷卻重視。
二次焙燒是焙燒品浸漬后進(jìn)行再次焙燒,使浸入焙燒品孔隙中的瀝青炭化的工藝過程。生產(chǎn)體積密度要求較高的電極(除RP以外的所有品種)和接頭坯料需進(jìn)行二焙,接頭坯料還需進(jìn)行三浸四焙或二浸三焙。
焙燒爐主要爐型:連續(xù)作業(yè)----環(huán)式爐(帶蓋、不帶蓋)、隧道窯間歇作業(yè)----倒焰窯、車底式焙燒爐、箱式焙燒爐?! ?br />
焙燒曲線及高溫度:一次焙燒----320、360、422、480小時(shí),1250℃二次焙燒----125、240、280小時(shí),700-800℃。
焙燒品的檢查:外觀敲擊、電阻率、體積密度、抗壓強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖析。
浸漬的工藝流程及相關(guān)技術(shù)參數(shù)是:焙燒坯——表面清理——預(yù)熱(260-380℃,6-10小時(shí))——裝入浸漬罐——抽真空(8-9KPa,40-50min)——注瀝青(180-200℃)——加壓(1.2-1.5MPa,3-4小時(shí))——返瀝青——冷卻(罐內(nèi)或罐外)