炭素厂成型车间设计(design of forming shop for carbon plant)

将混捏后的炭糊，装入模具内，以不同的受力方式，压制成一定形状的生制品，为碳素制品提供生坯的炭素厂车间设计。设计主要内容为：成型方式、设备选择和车间配置。

成型方式   生坯的成型主要有模压、挤压和振动成型三种方式。

(1)模压是将温度为110℃左右的糊料装入模具加压成型。(2)挤压是将温度为110～125℃的糊料装入挤压机料缸内，通过压型嘴子挤压成型并切成规定的长度。挤压力为15～20MPa，生坯密度为1.70～1.75g/cm³。(3)振动成型是把温度为120～130℃的糊料装入模具内，在糊料上放置重锤，在频率为1000～1500Hz的一定振幅条件下振动，使糊料密实成型。生坯容积密度为1.58～1.75g/cm³。

模压成型由于装料不易均匀，难以保证生坯质量，除小型异型制品外，已不常采用。挤压成型可以连续压制，制品长度可根据需要灵活掌握，且压制质量比较均匀，特别适用于圆形电极的生产，被石墨电极厂广泛采用。振动成型生产效率比较高，适用于产品规格单一的炭素厂(车间)，如铝厂的预焙阳极的生产。

设备选择   主要设备为挤压成型机和振动成型机。

(1)挤压成型机。有水平固定式和旋转式两种基本型式。水平固定式挤压机的料缸是水平固定的，糊料加入料缸经预压后挤出。旋转式挤压机的料缸是可以转动的，当其处于垂直位置时加料、捣实、预压；转到水平位置时，糊料被加压挤出。水平固定式挤压机结构简单，投资费用低；旋转式挤压机加料均匀、成型质量好，大型挤压机多为这种型式，用以压制大直径的电极。挤压机的公称压力从数百吨至6000t，分为若干等级。

(2)振动成型。有滑台式和转台式两种。滑台式振动成型机有两个工作位置，即加料工位和振动、脱模出块工位。此种成型机适合于大型或异型制品的生产，单位时间的产能低。转台式振动式成型机有三个工作位置，第一个工位为称量加料，第二个工位为振动，第三个工位为脱模出块。转台式成型机效率较高，适用于单一规格制品的生产。在中国铝厂的预焙阳极车间设计中，多采用这种成型机。

混捏后的炭糊，成型前需要冷却，一般采用圆盘冷却机(设在挤压机顶部)或圆筒冷却机。成型后的生坯借助传动辊道浸在冷水槽内进行冷却。

车间配置   成型工艺设备的配置，通常将炭糊冷却、成型和生坯的冷却组成一条生产线，设在同一单层厂房内。挤压成型设备的配置有两种方式。

(1)挤压机沿厂房的横向配置，冷却辊道设在挤压机的头部，沿厂房的纵向配置(见图)；挤压机一般设在厂房的端部或与配料、混捏工序相邻近的部位。

(2)挤压机沿厂房的纵向配置，冷却辊道横向设置。

两种配置方式各有利弊，设计时根据具体条件而定。