浅谈生阳极内部结构的影响因素

朱玉德

（嘉峪关索通预焙阳极有限公司，甘肃 嘉峪关 735100）

1 预焙阳极生坯规格

我公司主要生产的预焙阳极生坯的规格是：长1770mm×宽740mm×高620mm，四个炭碗。预焙阳极生坯内部结构断面主要是沿长度方向，以四个炭碗中心为分界线将生坯劈开，来观察断面有无裂纹。最常见的裂纹就出现在炭碗底部150mm以下大约200mm的区域内。这种裂纹也是沿着生坯长度方向的，有长有短，长的可达200mm以上，短的也有30mm～50mm不等。

2 生坯内部结构产生裂纹对预焙阳极质量的影响

生坯内部结构产生裂纹对预焙阳极的耐压强度、抗折强度、电阻率、空气渗透率等有很大的影响，具体为：导致预焙阳极耐压强度降低；导致预焙阳极抗折强度降低；导致预焙阳极电阻率升高；导致预焙阳极空气渗透率升高。

3 预焙阳极生坯产生裂纹的原因及采取措施

（1）各粒级物料纯度低且不稳定、波动性大导致生坯产生的裂纹。预焙阳极生坯是将各粒级物料按照一定的比例混合在一起，加热到100℃～110℃后再经振动成型压制而成的。各粒级物料的纯度低、不稳定且波动性大，在振动成型过程中大颗粒骨料分布不均匀，细颗粒料无法完全填充到骨料间的缝隙中去，导致生坯内部结构密实度不够，产生裂纹。

（2）振动成型过程中糊料中大量沥青烟气没有溢出导致生坯产生裂纹。由于预焙阳极生坯在振动成型过程中糊料中的大量烟气没有完全溢出，导致一部分烟气留存在生坯内部，糊料中骨料与细料之间在外力作用下无法完全得到填充，生坯内部结构产生裂纹。

预焙阳极生坯要求高温糊料低温成型，糊料温度一般在156℃～162℃，但成型入模一般控制在140℃～150℃，在此过程中糊料不但要降温，而且要将大量的沥青烟气溢出，以便于振动成型后生产出内部结构完好的生坯。2017年底我公司在原有烟气净化设备的基础上又增设一台烟气净化设备。生坯内部结构得到了很大的改善。

（3）混捏温度对生坯内部结构的影响。①干混温度低，导致粘接剂（煤沥青）只附着在颗粒料的表面，无法浸润到颗粒料内部，导致糊料塑性差，直观上沥青用量偏大，经振动成型后生坯内部各粒级物料分布不均匀，产生裂纹。②糊料温度低，导致糊料发硬、塑性差，振动成型后生坯内部结构密实度不够，极易产生裂纹。③糊料温度高，导致成型入模温度偏高，在振动成型过程中一部热量无法快速溢出，残留生坯内部，当生坯脱模后这一部分热量随时间的推移要散发出来，致使生坯内部出现裂纹。

改善措施：①干混温度控制在100℃～110℃，前提是要接近沥青的软化点。②糊料出锅温度控制在156℃～165℃，最终成型入模温度控制在140℃～150℃。根据糊料从混捏锅到均温锅温度损失的程度不同，可以适当调整糊料出锅温度。

（4）沥青用量对生坯内部结构的影响。沥青用量小，糊料发干，干料颗粒表面不能形成均匀涂布的沥青薄膜，糊料可塑性变差，导致振动成型过程中骨料与填充料无法充分结合，密实度不够，生块内部产生裂纹。

沥青用量大，糊料塑性是好，但在振动成型过程中糊料流动性差，颗粒料与填充料分布不均匀，导致生块内部结构产生裂纹。

改善措施：合理控制沥青用量，既要糊料塑性好，也好流动性好，沥青用量一般控制在14.6%～15.2%。

（5）成型凉料温度控制对生块内部结构的影响。振动成型时除了糊料中各种粒子应均匀分布外，还需要糊料的温度相对较低，由于加热介质热煤油代替电加热和蒸汽加热，一般温度在156℃～165℃左右，如果直接用于生产生块，生块中夹人的烟气易使生块内部产生裂纹。凉料的目的就是使糊料冷却，充分排糊料中的烟气，凉料也使糊料粒度分布均匀，有利于成型。

（6）振动成型机运行参数对生块内部结构的影响。振动成型的原理是：振台启动后，由于台面强烈振动，使模具及模具内的糊料都处于强烈的振动状态。同时，在强烈振动下由于糊料内部空隙不断减少，并在重锤的压力作用下，密度提高，形成外表规整，具有一定密度的生坯制品。

振动成型机主要影响生块内部结构产生裂纹的原因有：①过振。如果振动时间过长或振幅太大，糊料内聚力急剧减小，脱模后弹性后效增大。改善措施。②振幅太小。成型机振幅小，激振力不够，这种应力低于糊料的内聚力时，糊料颗粒发生相对位移小，不能够充分填充模具的每一个角落。改善措施。

4 下面是关于我厂生阳极内部结构改善措施及效果

表1 物料配比

粗料纯度：≥87%，中焦纯度：≥85%，粉料纯度：60%-70%，沥青用量：14.5%-15.2%。

（1）工艺控制。粗料纯度：≥87%，中焦纯度：≥85%，粉料纯度：60%～70%，沥青用量：14.6%～15.2%。干混温度：100℃～110℃，湿混温度：156℃～165℃，成型糊料温度：140℃～150℃，振动成型机运行参数：振幅：2.6mm～3.2mm，振动时 间：80s～100s，频率：40HZ～45HZ。

（2）沥青烟气除尘设备。配备了3台沥青烟气除尘设备，风量分别是：80000立方米/小时1台，60000立方米/小时2台。

（3）生块内部结构情况。在以上物料配比和工艺控制下，生块内部结构没有裂纹，并且断面很平整，也很稳定。

5 结论

（1）稳定各粒级物料纯度，减小物料配比发生变化。

（2）不断优化工艺参数，针对物料及外界条件发生的变化及时调整。

（3）定期对沥青烟气管道清理，保证烟气除尘效率。