炭素厂配料、混捏车间设计(design of proportion and mixing shop for carbon plant)

将煅烧过的原料破碎、筛分分级，加粘结剂，按质量比配合，加热混捏成为均质炭糊的炭素厂车间设计。炭糊经铸造成型后即为糊类制品。炭糊也是压制生制品的原料。设计主要内容为：工艺流程与技术要求、设备选择和车间配置。

工艺过程与技术要求   配料工艺包括原料的破碎、分级和贮存，确定各种粒度的组分和粘结剂的含量。混捏过程的主要技术要求是控制温度和时间。

配料   通过破碎、筛分将原料分成大、中、小颗粒和磨粉料等3～5种粒级，分别贮存。将不同粒级的颗粒按一定的比例配合，使混合料颗粒间的空隙相互填充，达到均匀和致密。粘结剂要有良好的粘结性、浸润性和渗透性，而且焦化后的焦炭性质要与石油焦相近似，一般制品采用煤沥青作粘结剂。石墨电极采用中温沥青(软化点75℃左右)作粘结剂；铝用预焙阳极采用软化点为90℃以上的改质煤沥青。煤沥青的技术要求为：

软化点(环球法)                      65～90℃

固定炭                              50％～55％

灰分不大于                          0.3％

喹啉不溶物不大于                    10％

甲苯不溶物不小于                    25％

炭素制品的配方，因制品的性质和规格而异。石墨电极和预焙阳极炭块的配方(质量比)和颗粒组成如下。

(1)直径为300～500mm的石墨电极：

干料/％                           78士2

中温沥青/％                       22士2

干料粒度组成：

颗粒大小/mm      4～2   2～1   1～0.5   <0.15

                                         (其中<0.07)

质量/％          11±3  14士3   补充量   58士3(43士3)

(2)预焙阳极炭块(大型铝电解槽用)：

干料/％                        84士1

高温沥青/％                    17±1

干料粒度组成：

颗粒大小，/mm   15～5  5～0.8   粉料

质量/％          20+23  5士24    5士2

混捏  混捏方式有间断式和连续式两种。(1)间断混捏在专用的混捏锅内进行。先将配好的干料在110～200℃的温度下进行混捏，然后加入熔化沥青再混捏，总的混捏时间约1h。混捏锅一般采用蒸汽加热。当混捏温度要求高时，采用电或高温载热体加热。(2)连续混捏在带有搅拌和加热装置的连续混捏机内进行。混捏温度为200℃左右，混捏时间以出糊速度进行控制。

间断混捏适应性强，容易控制混捏温度和时间，有利于保证糊制品的质量，多用于石墨制品的生产。在大规模铝用阳极的生产中，多采用连续混捏。

设备选择  煅烧后料的破碎一般采用双辊破碎机进行中碎，也可用反击式破碎机；磨粉采用悬辊式磨粉机或球磨机；筛分多采用自定中心振动筛，也有的用惯性振动筛和平面旋转筛。

间断混捏的配料采用电动配料小车和电子漏斗称等。连续混捏的配料用胶带电子称。

间断混捏的混捏锅带有双层锅体和一对Z型搅刀，锅体容积要满足挤压成型和振动成型的需要，小的仅有500L，大的达5000L以上。连续混捏机带有叶片的搅拌轴可作圆周旋转，也能轴向往复运动，外壳和轴内均可通入高温载热体加热。按设备规格不同，有K-400KE/7D、K-500KE/7D、K-500KE/9.5D、K-550KE/7D、K-600KE/7D等几种系列。

车间配置  破碎、筛分和贮存设备以及配料装置，均设在同一多层建筑物内。底层设置中碎和磨粉设备，顶层和中间层设置筛分设备和料仓。顶层和底层之间设有提升装置。

混捏设备设在单层厂房内，连续混捏机设在地面；间断生产的混捏锅，一般设在操作平台上，以便炭糊出锅，也可设在地面上，采取地坑出糊。

配料设备和混捏设备，应尽量配置在一起。