专利名称：一种生阳极骨料单系统制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及碳素制品和铝电解槽阳极的生产方法，特别是生阳极骨料单系统制备的新工艺。
背景技术：
石油焦、残极的破碎、筛分等干骨料制备工艺是为铝电解槽用预焙阳极厂生阳极车间的糊料制备、成型工序提供干骨料的一道工序。
目前，在生阳极车间干料制备工序中，石油焦、残极的破碎、筛分均采用两个独立平行的生产系统。生产流程复杂、设备多，设备的维护量大、PLC控制系统控制点多、生产成本也较高；相应地厂房面积也大，环保治理工程也较复杂，因而投资也大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，寻求一种用于制备干骨料的能降低建设投资和生产成本的新工艺、新流程。
本发明提出了一种生阳极骨料单系统制备工艺，它包括煅后焦和残极破碎、筛分、配料和混捏各工序，其特征在于将石油焦与残极按配比称重后混合统一进行破碎、筛分和磨粉下游各工序。
本发明的石油焦和残极混合时的配比按重量百分数计算为石油焦75-85；残极为25-15。
本发明的石油焦和残极混合配比，经过发明人长期试验和探索后，所求得的最优方案按重量百分数计算为石油焦80-85；残极为20-15。
目前，生产预焙阳极的主要原料为延迟石油焦，其形态呈峰窝状，孔隙多，结构疏松，强度低且粉料多，但不含微裂缝和宏观气孔，仅含直径小于2μm的微气孔，抗压强度(12-30MPa)比抗拉强度(4-10MPa)大。石油焦在1200℃煅烧后其强度降低，容易破碎，且破碎后大颗粒少，满足不了预焙阳极生产配方的要求。
而由电解厂生产线返回的残极可分为两种即“硬残极”和“软残极”。通常用于干料制备的为“硬残极”，其气孔率为26-32％，平均约为29％，抗压强度为24-42MPa，平均达30MPa。
本发明根据原料的组织、结构、脆性、对粒度的要求、颗粒表面状况等各方面的因素综合分析来选择最佳的工艺流程和破碎、筛分设备。在石油焦和残极的混合破碎中，实验证明石油焦易破碎、残极难破碎，故残极在本发明中即是作为预焙阳极的大颗粒骨料。
实施本发明的工艺的生产流程和设备配置方案包括皮带电子秤称量、破碎机粉碎、振动筛筛分，其特征在于(1)按配方要求设定石油焦和残极的加入量，经过皮带电子秤进行称量后进入给料机；(2)由PLC组件控制，自动调整上述两种原料的给料机流量，将原料送入反击式破碎机；(3)调整破碎机的参数以控制原料的粒度分布，其中调整破碎机颚板角度可粗调粒度分布；采用变频调速器可微调粒度分布；(4)混合后经破碎的原料由斗式提升机喂入三层振动筛筛分，筛下料分大颗粒、中颗粒和小颗料料分别进入各自的配料仓待用；(5)振动筛顶层的筛上料通过溜管返回破碎机进行破碎；(6)振动筛底层的筛下不平衡料通过溜管送入磨粉机磨粉。
在阳极结构中，大颗粒起骨架作用，中小颗粒填充在大颗粒之间，粉料则填充在所有的大中小颗粒之间，只有恰当地调整好各种颗粒之间的配合，才能尽可能地减小阳极中的孔隙度，提高阳极强度和表面质量。
本发明的制备工艺中石油焦和残极混合物配方的粒度分布按重量百分数计算为粒度(mm) 份额(wt％)4-814-162-423-252-119-21＜132-42粒度＞8mm的筛上物需重新破碎。
本发明的制备工艺中石油焦和残极混合物配方的粒度的最佳分布按重量百分数计算为粒度(mm) 配份(wt％)8-4154-2252-120＜140本发明的生阳极骨料单系统制备工艺同现有技术相比较具有如下优点(1)计算简化，配料精确。现有技术必须要计算石油焦和残极的配比，同时又要计算破碎后两者粒度分布的配比，显然是要复杂得多，而本发明已将石油焦和残极的配比精确计算好并且将它们混合后进行破碎，只要考虑其粒度分布，计算大为简化，更易于保证产品质量。
(2)减少设备，节省投资。本发明将现有的两套生产系统归并为一套系统，设备台数减少1/2，电和自动控制节点减少1/2-2/3，建设和结构投资也相应节省1/2。
(3)生产流程简化后，相应地设备维护量减少1/2，操作人员可以减少，即节省了劳动定员。
(4)由于可精确控制石油焦、残极配比和粒度分布，提高产品的质量和产品中的优质品率，使产品的体积密度达1.48-1.6kg/dm3。
(5)由于工艺流程的简化，污染源也减少了1/2，有利环保和污染治理，可更好地改善劳动条件和环境质量。
综合以上各项因素，采用和推广本发明的制备工艺，不仅能节省投资、改善劳动条件和生产环境；而且还能降低生产成本和提高产品的质量，其社会效益和经济效益将会是十分显著的。
图1为现有的生阳极骨料双系统制备工艺的生产流程图。
图2为本发明的生阳极骨料单系统制备工艺的生产流程图。
图3为本发明工艺的生产设备配置示意图。
在图3中，各个标号所代表的生产设备的名称如下1为皮带电子秤，2为给料机，3为变频调速反击式破碎机，4为斗式提升机，5为三层振动筛，6为风扫式球磨机，7为除尘设备，8为控制系统，9为贮运设备。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明的内容作进一步的说明和补充。在叙述实施例的过程中，为了避免过多的繁琐和重复，有些地方不得不稍加省略。
在具体实施本发明的生阳极单系统制造工艺之前，必须如图3所示先将整条生产线安装、调试好。此条生产线通常应包括两台皮带电子秤、一台带PLC控制的给料机和一台变频调速式反击破碎机、一台斗式提升机、一台三层振动筛、一套风扫式球磨机和一套除尘通气系统、一套贮运设备即包括供贮存不同粒度物料的贮仓。还可以安装远程即集中式控制系统，便于提高生产的自动化程度和改善操作人员的工作条件。
在实施本发明的工艺时，先用两台皮带电子秤分别将石油焦和残极按配方称量好，送入带PLC控制的给料机，再经均匀混合后送入一台由PLC控制的变频调速反击式破碎机破碎。破碎后由一台斗式提升机喂入一台三层振动筛进行筛分，具体的实施方案如下实施例1将石油焦和残极按重量百分数75∶25的配方以皮带电子秤称量好，输入反击式破碎机中，经破碎机破碎后，用斗式提升机喂入三层振动筛中进行筛分。筛分后分别进入粒度为4-8mm、2-4mm、2-1mm和＜1mm储料仓中备用。
将顶层振动筛的筛上料重新送回破碎机破碎，而将底层振动筛筛下的不平衡料通过溜管送入磨粉机磨粉。
在进行下一步混捏工序时，按粒度(mm) 配比(wt％)
8-4 144-2 232-1 21＜1 42进行配料即可。
实施例2将石油焦和残极按重量百分数85∶15的配方以皮带电子秤称量好，送入反击式破碎机中，经破碎机破碎后，用斗式提升机喂入三层振动筛中进行筛分。筛分后分别进入粒度为8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm储料仓中备用。
对于顶层振动筛的筛上料通过溜管返回破碎机进行破碎，而将底层振动筛筛下的不平衡料通过溜管送入磨粉机磨粉。
在进行下一步混捏工序时，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4164-2252-119＜132进行配料即可。
实施例3将石油焦和残极按重量百分数80∶20的配方以皮带电子秤称量好，送入反击式破碎机中，经破碎后用斗式提升机喂入三层振动筛中进行筛分，筛分后分别进入粒度为8-4mm、4-2mm、2-1mm和＜1mm储料仓中备用。
与实施例1、2相同，对于顶层振动筛的筛上料通过溜管返回至破碎机进行破碎，而对振动筛底层的筛下的不平衡料通过溜管送入磨粉机磨粉。
在进行下一步混捏工序时，按下述配比粒度(mm) 配比(wt％)8-4154-2252-120＜140进行配料即可。
权利要求
1.一种生阳极骨料单系统制备工艺，包括残极初碎、残极和石油焦筛分、配料和混合各工序，其特征在于将石油焦和初碎残极按配比称重混合后单系统进入破碎、筛分和磨粉下游各工序。
2.按权利要求1所述的生阳极骨料单系统制备工艺，其特征在于所说的石油焦和残极配比以重量百分数计算为石油焦75-85，残极15-25。
3.按权利要求1或2所述的生阳极骨料单系统制备工艺，其特征在于所说的石油焦和残极的最佳配比以重量百分数计算为石油焦85-80，残极15-20。
4.按权利要求1所述的生阳极骨料单系统制备工艺，其特征在于所说的石油焦和残极混合物破碎后，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.按权利要求1或4所述的生阳极骨料单系统制备工艺，其特征在于所说的石油焦和残极混合物破碎后，其粒度配比的最佳值为粒度(mm) 配比(wt％)8-4154-2252-120＜140
6.一种实施权利要求1所述的生阳极骨料单系统制备工艺的生产流程和设备配置方案，包括皮带电子秤称量、破碎机破碎、振动筛筛分，其特征在于(1)按配方要求设定石油焦和残极的加入量将原料经过皮带电子秤进行称量后送入给料机；(2)由PLC组件自动调整上述两种原料的给料机流量，将原料送入反击式破碎机；(3)调整破碎机的参数以控制原料的粒度分布，以调整破碎机颚板角度进行粗调，而以变频调速方式进行微调；(4)将破碎机破碎后的原料经斗式提升机喂入三层振动筛筛分，筛下料分大颗粒、中颗粒和小颗粒分别送入各自的配料仓中待用；(5)振动筛首层筛的筛上料通过溜管返回至破碎机再进行破碎；(6)振动筛底层筛筛下的不平衡料通过溜管送入磨粉机磨粉。
全文摘要
本发明提出了一种生阳极骨料单系统制备工艺，包括煅后焦、残极破碎、筛分、配料和混合各工序，其特征在于将石油焦和残极按配比称重混合后单系统进入破碎、筛分和磨粉下游各工序。石油焦和残极的配比以重量百分数计算为75－85∶15－25；其最佳配比则为85－80∶15－20。本发明还提出了上述原料破碎后的粒度分布和最佳粒度分布。相应地，还提出了实施上述制备工艺的生产流程和设备配置方案。采用和推广本发明的单系统制备工艺，不仅能节省投资、改善劳动条件和生产环境，还能降低生产成本和提高产品质量，其社会效益和经济效益都将会十分显著。
文档编号C25C3/12GK101037776SQ200610046098
公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者马绍先 申请人:东北大学设计研究院(有限公司)