炭素材料焙燒用填料的製作方法
2023-10-09 06:32:44 1
專利名稱：炭素材料焙燒用填料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種炭素材料在焙燒過程中使用的填充材料。 技術背景焙燒是生產炭素材料過程中必需的工藝過程。炭素材料的焙燒是指在 特定的環境中對炭素生製品進行間接加熱處理，使生製品中的粘結劑分解、揮發分排除、逐步實現焦化，形成c-c網絡結構，從而提高製品的理化性能。炭素陰極和陽極是電解鋁生產的主要原材料，炭素陰極和陽極需要經 過焙燒才能滿足電解鋁工藝的要求。為防止在高溫條件下炭素生製品的主 要成分發生氧化，焙燒時生製品是在填充材料的包圍下即在隔絕空氣的條 件下間接加熱的。焙燒過程中填充材料還可起到支撐、固定生製品的作用， 防止由於溫度升高、粘結劑瀝青軟化導致的生製品變形、掉角、掉塊等缺 陷。由於炭素焙燒的特殊性，要求所用填充材料應有一定的強度、良好的 透氣性和傳熱性能。目前炭素焙燒最常用的填充材料是鍛後石油焦。由於炭素焙燒是在高溫下進行的，最高溫度120(TC左右，因此不可避免造成填充焦的氧化損失， 陽極焙燒用填充焦的氧化損失通常為10-20kg/fC，陰極焙燒過程中填充焦 的氧化損失更為嚴重。填充焦的氧化損失， 一方面增加了陰、陽極生產成 本，浪費了優質石油焦資源。隨著石油焦供應的緊張和價格的上漲，該問 題尤為突出。另一方面填充焦的氧化所生成的C02、 CO等有害氣體，對環境 造成嚴重影響。 技術方案為解決上述現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種在 焙燒過程中氧化損失率低、強度高、傳熱性能好的炭素材料焙燒用填料。 本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種炭素材料焙燒用填料，其特徵在於該焙燒用填料由重量百分比為50—95%的粒度為0.5—12 mm的碳化矽、重量百分比為5-50%的粒度為0.5—8M1的輔料混合而成。上述碳化矽中含SiC 70—98.5%。上述碳化矽中，粒度0. 5—8 mm佔10—60%，粒度8—12 mi佔40—90%。 上述輔料為陽極焙燒碎顆粒或粉煤灰顆粒或緞後焦中的一種或 多種按任意比例混合而成。 上述粉煤灰顆粒為爐渣。上述緞後焦為煅後石油焦、煅後冶金焦或兩種的混合。 由於碳化矽的硬度很大，具有優良的導熱性能和高溫時抗氧化性能， 且化學性能穩定、導熱係數高、熱膨脹係數小、耐磨性能好等特點，非常 適合作為炭素生製品焙燒過程中的填充材料使用。通過大量的試驗檢測數據表明，採用本發明技術方案與現有技術 進行炭素生製品焙燒相比，可縮短焙燒時間24—72小時，填充料的氧化損 失可降低到3-10kg/t-C，炭素製品生產的噸綜合成本可降低100元左右， 按年生產20萬噸陽極碳塊的企業計算，年節約生產費用2000萬元。該技術方案即可有效降低生產過程中的能耗，又可減少有害氣體的排放。
具體實施方式
實施例1:將含SiC 70%的碳化矽粉碎、篩分後，按粒度0.5—8 mm佔重量百分比 20%左右，粒度8—12mm佔重量百分比8(m左右的進行混合，然後將粒度為 2—8咖的陽極焙燒碎顆粒和粒度為l一6mm的粉煤灰顆粒按重量i: i混合後，再與上述碳化矽顆粒按重量l: l迸行混合，得陽極焙燒爐用 填充料。通過6個焙燒周期陽極焙燒實驗測定，該陽極焙燒爐用填 充料噸製品氧化消耗為2. 6kg/t，C，噸燃料消耗可減少8%左右。 實施例2將含SiC 70%的碳化矽粉碎、篩分後，按粒度0.5—8 ram佔重量百分比 50%左右，粒度8—12咖佔重量百分比50%左右的進行混合，然後將粒度為 2—8 mm的陽極焙燒碎顆粒和粒度為1_6 mm的煅後石油焦顆粒按重量 1: l混合後，再與上述碳化矽顆粒按重量9: l進行混合，得陽極焙燒 爐用填充料。通過6個焙燒周期陽極焙燒實驗測定，該陽極焙燒爐 用填充料噸製品氧化消耗為0.6kg/t*C，噸燃料消耗可減少14%左右。 實施例3將含SiC 80%的碳化矽粉碎、篩分後，按粒度0.5—8 mm佔重量百分比 30%左右，粒度8—12nini佔重量百分比709左右的進行混合，然後將粒度為 2—8 imn的陽極焙燒碎顆粒和粒度為1_6 mm的煅後石油焦顆粒按重量 2: l混合後，再與上述碳化矽顆粒按重量5: l進行混合，得陽極焙燒 爐用填充料。通過6個焙燒周期陽極焙燒實驗測定，該陽極焙燒爐 用填充料噸製品氧化消耗為0.9kg/fC，噸燃料消耗可減少12%左右。實施例4將含SiC 90%的碳化矽粉碎、篩分後，按粒度0.5—8 mm佔重量百分比 40%左右，粒度8—12咖佔重量百分比60%左右的進行混合，然後將粒度為 2—8 mm的陽極焙燒碎顆粒和粒度為l一6 mm的煅後石油焦顆粒按重量 5: l混合後，再與上述碳化矽顆粒按重量19: l進行混合，得陽極焙 燒爐用填充料。通過6個焙燒周期陽極焙燒實驗測定，該陽極焙燒 爐用填充料噸製品氧化消耗為0. 45kg/t，C，噸燃料消耗可減少16%左右。實施例5將含SiC 90%的碳化矽粉碎、篩分後，按粒度0.5—8咖佔重量百分比 40%左右，粒度8—12mni佔重量百分比60Q/。左右的進行混合，然後將粒度為 2—8 mi的陽極焙燒碎顆粒再與上述碳化矽顆粒按重量16:1進行混合， 得陽極焙燒爐用填充料。通過6個焙燒周期陽極焙燒實驗測定，該 陽極焙燒爐用填充料噸製品氧化消耗為0. lkg/fC,噸燃料消耗可減少 16%以上。
權利要求
1、一種炭素材料焙燒用填料，其特徵在於該焙燒用填料由重量百分比為50-95％的粒度為0.5-12mm的碳化矽、重量百分比為5-50％的粒度為0.5-8mm的輔料混合而成。
2、 根據權利要求1所述的炭素材料焙燒用填料，其特徵在於上述碳 化矽中含SiC 70—98. 5%。
3、 根據權利要求1或2所述的炭素材料焙燒用填料，其特徵在於上 述碳化矽中，粒度O. 5—8mm佔10—60%，粒度8—12腿佔40—90%。
4、 根據權利要求3所述的炭素材料焙燒用填料，其特徵在於上述輔 料為陽極焙燒碎顆粒或粉煤灰顆粒或緞後焦中的一種或多種按任意 比例混合而成。
5、 製備權利要求4所述的炭素材料焙燒用填料，其特徵在於上述粉煤灰顆粒為爐渣。
6、 根據權利要求4所述的炭素材料焙燒用填料，其特徵在於上述緞後焦為煅後石油焦、煅後冶金焦或兩種的混合。
全文摘要
本發明涉及一種炭素材料在焙燒過程中使用的填充材料，該焙燒用填料由重量百分比為50-95％的粒度為0.5-12的碳化矽、重量百分比為5-50％的粒度為0.5-8的輔料混合而成。採用本發明技術方案與現有採用鍛後石油焦進行炭素生製品焙燒相比，可縮短焙燒時間24-72小時，填充料的氧化損失可降低到3-10kg/t-C，炭素製品生產的噸綜合成本可降低100元左右，且可減少有害氣體排放，節能降耗。
文檔編號C04B35/52GK101157552SQ200710149920
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月22日 優先權日2007年9月22日
發明者劉萬毅, 敏 張, 胡奇林, 健 辛 申請人:劉萬毅;胡奇林;張 敏