预焙阳极生产—优化配方、提高产量

2022-09-11

在公司开展“节能减排, 降耗增效”的活动中, 为发挥设备最大效能, 降低生产成本, 使企业效益最大化, 车间通过对生产工艺及设备的分析, 提出优化配方, 提高生产产能的意见及过程, 并把实际操作中存在的问题及注意事项提出了自己的建议。

1. 生产现状

某公司炭素生产系统, 设计能力为5万吨/年。主要设备:振动筛 (型号:3GPSF1236生产能力:40t/h) 2台, 自动配料系统一套, 间歇式混捏锅 (型号:NH4000, 最大容量:5800L额定容量:4000L) 4台 (用三备一) , 成型机 (平行轴式振动成型机, 激振力:15-60吨, 重锺重量13吨, 频率:1680次/分) ;生产配方:生产配方采用中颗粒配方, 粒级为四级;混捏工艺指标:混捏时间70min、单锅下料重量4900Kg, 混捏温度170±5℃。

2. 配方优化

2.1 现状分析

在现有设备不变的情况下, 对影响产能的因素进行分析, 主要有以下四种: (1) 原料的供应; (2) 配下料的速度与时间; (3) 混捏锅的产能; (4) 振动成型机的产能。对上述四种主要因素进行分析, 原料的供应能满足配料需求, 不需优化;配下料时间受绞道的转速、下料口大小、混捏锅是否空闲决定, 绞道的转速受设备性能决定, 提高转速度, 对设备运行安全造成影响, 不考虑调整, 下料口能满足下料速度需求, 而混捏锅是否空闲决定配下料的速度与时间;成型机对产能的影响因素有, 振动成型机的产能受运行时间 (不包括振动时间) 、激振力、振动时间等影响, 成型机的设备运行时间受设备的性能影响, 虽可以调整缩短运行时间, 但容易造成设备操作的不安全及生块质量问题, 激振力调大可以缩短振动时间, 但也容易造成设备损耗严重、生块质量不稳定, 振动时间调整缩短, 可以提高设备产能, 但受糊料质量影响, 同时也容易造成生块强度、体积密度的不稳定, 因此成型机不作为此次调整产能的因素考虑;混捏在整个生产工序中起着承上启下的作用, 即决定着配下料的速度, 也决定着成型机的供料情况。对上述影响产能的主要因素时行综合分析, 最终决定把提高混捏锅的产能作为提高生产总产能的最主要的途径。

2.2 方案选择

影响混捏锅产能的因素分析:混捏锅的产能受设备容量、混捏温度、混捏时间的影响, 其中设备容量是固定的, 目前按容量85%进行投料使用;混捏温度:提高混捏温度在一定程度上可以缩短混捏时间, 提高产能, 但混捏温度受环境温度、沥青特性及软化温度的限制, 温度过高, 容易造成沥青的氧化分解, 容易造成生块出现外观和内在质量, 同时也会增加热能成本, 因此采用提高混捏温度来提高产能要考虑综合成本;混捏时间直接影响着混捏锅的产能, 它受配方原料比例、温度等因素的影响;

综上分析, 混捏时间是影响混捏产能的关键, 保持温度不变, 通过调整配方来达到降低混捏时间, 显得简单易行, 如何通过调整配方来减少混捏时间?首先要了解一下混捏的作用: (1) 、提高原料温度, 蒸发水分; (2) 、使各颗粒料之间混合均匀; (3) 、加入沥青后沥青对混合料的浸润, 混合均匀。如果混合料中骨料粒径变大, 则透气性高, 热空气流动性越好, 促进热量的传导, 使颗粒料的温度提升速度加快, 物料干混时间将会缩短, 由于混合料中粗颗粒料增多, 也越容易混合均匀, 这将会缩短混合料掺混均匀的时间, 同时, 骨料粗, 更容易沥青浸润, 缩短沥青浸润时间, 最终达到降低混捏时间, 提高单锅生产能力的目的。根据这个思路, 对目前使用的配方进行分析、优化。

2.3 配方优化

目前公司采用的是中颗粒配方, 粒级为四级, 分别为6-3mm、3-1mm、1-0mm、粉料 (包括收尘) , 配方比例:6-3:26%、3-1:16%、1-0:18%、粉料40% (其中收尘7%) , 对配方进行分析, 配方中粉料量偏大, 粗骨料量偏多, 为保证混合料的堆积密度, 通过对原料的粒度、纯度分析结果, 并通过计算, 配方优化如下:6-3:21%、3-1:18%、1-0:25%、粉料36% (其中收尘7%) 。

3. 配方实施

3.1 实施

对优化后的配方试配3锅, 混捏控制指标调整如下:混捏温度:170±5℃, 混捏时间60min, 其它指标不变。

3.2 实施结果:

3.2.1 质量:

⑴对上述配方生产中试生产三锅, 质检中心取样分析, 结果如表所示。根据分析结果, 优化配方后生块内在质量指标:强度:≥40MPa, 体积密度:1.65g/cm3左右, 挥发份6-7%, 外观光洁, 生块质量完全符合要求。对新配方试生产, 进行焙烧测试;⑵优化后的配方生产的生块, 在焙烧过程中, 焙烧曲线缩短, 天燃气消耗降低, 产量提高, 焙烧后的产品质量, 都在国家标准Ⅰ、Ⅱ级之内, 没有等外品。

3.2.2 产量:

批量生产后, 产量每班提高2锅 (约9800Kg) , 每天 (三班) 增产30吨左右。后经多次配方优化, 对温度、时间进行调整, 年生产能力达到8万吨/年左右。

4. 结语

通过对生产配方优化, 在产品质量保证的情况下, 增产效果明显, 生产过程中, 对配方的优化一直在进行, 在优化配方的同时还要考虑与生产中的各个工艺指标进行配合调整, 特别是混捏温度、混捏时间、沥青的加入量等配合, 糊料的质量变化, 直接影响振动时间的调整, 这对成型产量的提高起到关键作用。本文只是抛砖引玉, 目的只是提供一种思路, 本配方只是一种参考, 配方中原料比例受原料种类、粒度、纯度的不同而不同, 这点应根据具体情况具体分析。

摘要：生产配方决定着预料阳极生块的质量, 但通过配方的优化, 不但可以改善产品质量, 同时对产量的提高也会起到很大作用, 本文根据生产实际操作情况, 结合理论分析介绍优化过程, 旨在抛砖引玉, 共同探讨。

关键词：配方,产量,混捏