【導(dǎo)讀】能源品種，耗能部位及主要原材料、燃料消耗指標。

　　

【正文】 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 27 原材料質(zhì)量標準 無煙煤質(zhì)量標準 指標名稱 單 位 指 標 水 分 % ≤ 5 灰 份 % ≤ 8 揮發(fā)份 % ≤ 10 固定炭 % ≥ 80 煅后無煙煤質(zhì)量標準 指標名稱 單 位 指 標 灰 份 % ≤ 5 水 份 % ≤ 真 密 度 g/cm3 ≥ 電 阻 率 Ω .mm2/m ≤ 600 延遲石油焦標準 (SH052792) 指標名稱 單 位 指 標 硫 含 量 % ≤ 揮 發(fā) 份 % ≤ 12 灰 份 % ≤ 水 份 % ≤ 5 硅 含 量 % ≤ 釩 含 量 % ≤ 鐵 含 量 % ≤ 注：水份不作為考核依據(jù)。 改質(zhì)瀝青質(zhì)量標準 (YB/T519493) 指 標名稱 單 位 指 標 軟化點 (環(huán)球法 ) ℃ 100～ 115 甲苯不溶物 % 28～ 34 喹啉不溶物 % 8～ 14 β樹脂 % ≥ 18 結(jié)焦值 % ≥ 54 灰 份 % ≤ 水 份 % ≤ 5 注：水份不作為考核依據(jù)。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 28 煤焦油質(zhì)量標準 (GB/T370183) 指標名稱 單位 指 標 一號 二號 密度 g/ml ～ ～ 甲苯不溶物 % ～ ≤ 10 灰份 % 水份 % 粘度 E80 萘含量 (無水基 ) % 冶金焦質(zhì)量標準 指標名稱 單 位 指 標 灰 份 % ≤ 15 固 定 炭 % ≥ 83 粒 度 mm ≥ 3 浸漬瀝青質(zhì)量標準 指 標 名 稱 單 位 指 標 軟化點 (環(huán)球法 ) ℃ 80～ 85 甲苯不溶物 % 12～ 14 喹啉不溶物 % ≤ 5 固定炭 % ≥ 50 灰 份 % ≤ 密 度 g/cm3 陰極 生產(chǎn)工序 半石墨質(zhì)陰極生產(chǎn)工序有：原料倉庫、瀝青熔化、無煙煤煅燒、生陰極制造、焙燒、機加及成品庫、化驗室等 石墨化陰極生產(chǎn)工序有：原料倉庫、瀝青熔化、石油焦煅燒、生陰極制造、焙燒、高壓浸漬、二次焙燒、石墨化、機加及成品庫、化驗室等。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 29 工藝方案及工藝過程 原料倉庫 本工程設(shè)計建設(shè)一 108179。 30 米機械化原料倉庫，其中 60 米存放石油焦、無煙煤、存放量 45天。其余 48米存放固體瀝青，存放量 60天。 陰極生產(chǎn)所用的原料分別由汽車運來，卸入原料庫。石油焦和無煙煤由抓斗橋式起重機抓入帶格篩的料斗中 ，經(jīng)過齒輥破碎機粗碎后，分別送入罐式爐和電煅燒爐內(nèi)高溫煅燒，固體瀝青運往瀝青熔化。 煅燒 目前，國內(nèi)煅燒設(shè)備主要有三種：回轉(zhuǎn)窯﹑罐式爐﹑電煅爐。回轉(zhuǎn)窯機械化程度高，占地小，產(chǎn)能大，但燒損大；罐式爐產(chǎn)量小，占地廣，但燒損小，產(chǎn)量靈活；電煅爐煅燒溫度高，質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)量小。 本設(shè)計無煙煤煅燒選用 2 臺電煅爐，煅燒溫度為 1800～ 2020℃，石油焦煅燒選用 1 臺 4組八層火道的罐式爐，煅燒溫度為 1300℃。 電煅爐為直流爐，直流容量 1350kW，電耗 900～ 1000kWh/t。無煙煤經(jīng)過 1800～ 2020℃ 的煅燒，煅后煤連續(xù)排放，排料溫度低于 200℃，然后用輸送設(shè)備送至煅后料倉貯存。煅燒過程中排出的揮發(fā)份經(jīng)過燃燒后排入大氣中。 罐式爐由電動小車加料，煅后焦排放溫度低于 100℃，然后經(jīng)輸送設(shè)備送至煅后料倉。煅燒過程中的煙氣進入余熱鍋爐后，排放到大氣中。 瀝青熔化 瀝青熔化采用間斷熔化方式。熔化槽投資少，設(shè)備簡單，適合小規(guī)模生產(chǎn)。本工程選用 6 臺熱媒加熱 60 噸瀝青熔化槽，瀝青熔化溫度 200℃ 。煤焦油在瀝青熔化庫貯存，在瀝青熔化庫內(nèi)完成陰極用瀝青軟化點的調(diào)整。熔化好的瀝青由瀝青輸送泵打入生陰極瀝青高位槽 內(nèi)。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 30 生陰極制造 為保證生陰極質(zhì)量，本工段擬引進配料系統(tǒng) 預(yù)熱、強力混捏 冷卻機和振動成型機。 中碎篩分 設(shè) 4套破碎、篩分系統(tǒng)，分別處理無煙煤、石油焦、半石墨質(zhì)炭塊返回料和石墨化炭塊返回料。無煙煤和石油焦由各自料倉進入破碎篩分系統(tǒng)后，分出各種粒度，進入相應(yīng)的配料倉備用。半石墨質(zhì)炭塊返回料和石墨化炭塊返回料分別進入各自破碎篩分系統(tǒng)，廢品大塊返回料進500 噸液壓破碎機和反擊式破碎機兩級破碎后，再進振動篩進行篩分。 磨粉 磨粉采用 4套國內(nèi)技術(shù)成熟的 5R 懸輥磨粉機，本系 統(tǒng)生產(chǎn)無煙煤粉 、石油焦粉、石墨粉、焙燒機加碎粉。磨好的物料進入相應(yīng)的粉料倉中。 配料、混捏 本系統(tǒng)采用間斷式配料，引進兩套配料系統(tǒng)和兩臺強力混捏設(shè)備，分別處理無煙煤和石油焦。強力混捏設(shè)備包括：干料預(yù)熱 ﹑糊料混捏﹑糊料涼料。 按配方配好的干料送入干料預(yù)熱器，加熱到 180℃，然后進入強力混捏機，同時加入瀝青，混捏溫度保持在 180℃，經(jīng)過一段時間后，噴入定量的水冷卻，降低糊料溫度，混好的糊料溫度為 145177。 5℃，然后送入成型機的保溫糊料斗備用。 以上工序采用 PLC 連鎖控制。 成型 本設(shè)計選用引進振動成型機一臺 ,國產(chǎn) 3500t 擠壓機一臺。 焙燒 生陰極焙燒選用 2臺 36室?guī)w的環(huán)式焙燒爐， 4 個火焰系統(tǒng)， 8 室中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 31 運轉(zhuǎn)，焙燒曲線為 360～ 380 小時，焙燒溫度 ～ 1300℃，引進燃燒控制系統(tǒng)，降低焙燒的能耗。 焙燒爐用冶金焦作填充料，冶金焦在填充料加工部處理后，粒度為2～ 6mm，可反復(fù)利用，出爐后的炭塊粘有填充料，清理后集中堆放。焙燒爐排出的煙氣經(jīng)過凈化處理后，達標排放。 高壓浸漬 為提高石墨化陰極炭塊的質(zhì)量，減少孔隙度，焙燒后的炭塊進入高壓浸漬工段，采用沈陽院開發(fā)的抽 真空高壓浸漬技術(shù)。本設(shè)計選用一套浸漬機組，浸漬罐長 ，每次浸 3 筐。 經(jīng)過清理后的焙燒陰極，用車輛運入浸漬車間堆場，再用吊車和人工輔助將陰極裝入浸漬筐，裝完筐的產(chǎn)品整筐吊入電極預(yù)熱爐進口的輸送輥道上。通過頂推機送入預(yù)熱爐，熱風(fēng)爐產(chǎn)生的 400～ 500℃ 的煙氣在預(yù)熱爐內(nèi)將陰極加熱到 300℃。預(yù)熱好的陰極被送入浸漬罐，關(guān)閉罐門后，用真空機組抽真空 ，當浸漬罐內(nèi)的壓力達到 1300～ 3000Pa 時，開始向浸漬罐內(nèi)注入浸漬劑。浸漬劑注入結(jié)束后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，利用瀝青加壓泵繼續(xù)向浸漬罐內(nèi)注入瀝青，并用浸漬劑做介質(zhì)加壓 ，使浸漬罐內(nèi)的壓力升到 。 在設(shè)定的時間內(nèi)根據(jù)浸漬壓力變化，加壓泵自動開啟與停止，使浸漬罐內(nèi)的壓力保持在 ～ 。浸漬結(jié)束后，陰極塊被推入冷卻室，直接噴水冷卻，冷卻好的陰極塊由吊車集中堆放。根據(jù)用戶的要求不同，也可以把焙燒品先去石墨化，然后再進行浸漬及二次焙燒。 二次焙燒 浸漬后的陰極塊全部進行二次焙燒，采用沈陽院的專利技術(shù)。本設(shè)計選用沈陽院新型環(huán)式二次焙燒爐，陰極焙燒溫度 600～ 800℃，焙燒揮發(fā)份引入燃燒系統(tǒng)，充分燃燒后，直接排入大氣。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 32 石墨化 石墨化工段引進國外先進的內(nèi)串石墨化技術(shù)，本設(shè)計采用 2套直流石墨化系統(tǒng)，并引進多功能天車。 二次焙燒或一次焙燒后的陰極塊端部要清理干凈并進行機加工，保證端面的垂直度平行度。然后將陰極放在石墨墊塊上，在炭塊端部抹上石墨膏后調(diào)整加壓，產(chǎn)品經(jīng)加壓調(diào)整好后放入保溫料，保溫料厚度距離產(chǎn)品上部 600～ 700mm。裝好爐后，按給定的曲線送電，送電約 25h 后，溫度達到 2500～ 3000℃左右，石墨化電耗 3000～ 3500kWh/t。 爐子冷卻36h 以后，分層取料， 170 小時后出爐。出爐后的陰極塊清除表面粘結(jié)的雜物，檢查產(chǎn)品外形 與電阻率。合格品運往機加車間，不合格品運往中碎處理。 機加及成品庫 本工程引進一套陰極加工生產(chǎn)線，另設(shè)一條國產(chǎn)加工生產(chǎn)線。合格的陰極塊進入機加車間，炭塊在銑床上進行四個側(cè)面及銑槽劃痕的工作，然后移到炭塊切割機上進行端面加工，加工過程產(chǎn)生的加工碎運往中碎處理。加工好的炭塊用天車集中堆放在成品庫中。 化驗室 化驗室完成對原料﹑中間產(chǎn)品﹑陰極炭塊的檢測和分析，確保各工序的質(zhì)量。本工程引進部分國外先進檢測設(shè)備。 本工程引進主要設(shè)備表 配 料 系 統(tǒng) 2套 強力混捏設(shè)備 2臺 振動成型機 1臺 焙燒燃燒控制系統(tǒng) 4套 串接石墨化多功能天車 1臺 串接石墨化工藝技術(shù) 整套 陰極炭塊加工機組 1套 分析化驗設(shè)備 關(guān)鍵設(shè)備 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 33 技術(shù)特點 混捏 引進國外的先進混捏設(shè)備強力混捏機 ,完成糊料的混捏和冷卻 ,提高了糊料的均溫、均質(zhì)性能。為了確保糊料的質(zhì)量，一并引進國外的自動配料系統(tǒng)。 成型 為了確保生產(chǎn)特大塊 3600179。 680179。 510mm 的產(chǎn)品質(zhì)量 ,引進一套國外的振動成型機。另外配備一臺國產(chǎn) 3500t油壓機，適應(yīng)國內(nèi)客戶的多種需 求。 焙燒 引進國外的燃燒自動控制系統(tǒng)與國內(nèi)的先進爐型配套 ,提高制品的均溫性及節(jié)省能耗。 浸漬、二次焙燒 這是本工程生產(chǎn)石墨化陰極優(yōu)于國內(nèi)其它廠家的獨特技術(shù)。采用沈陽院的專有技術(shù)高壓浸漬及專利技術(shù)二次焙燒，極大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，確保在國產(chǎn)石墨化陰極中的獨特領(lǐng)先地位。 石墨化 引進國外先進的串接的石墨化技術(shù) ,可以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)與通電曲線之間的自動匹配運行 ,從而也可以根據(jù)用戶的要求不同 ,調(diào)整制品電阻率的均一性。提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低電耗。 4. 公用工程 總圖運輸 區(qū)域位置 地理位置 介休市位于山西省太原市以南約 160 公里，東經(jīng) 111176。 44′ 10″～ 112176。10′ 14″ ,北緯 36176。 50′ 11″～ 37176。 11′ 04″。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 34 介休市東鄰平遙，南靠沁源，西望靈石，北和孝義、汾陽接壤。 山西華能炭素責(zé)任有限 公司 萬噸陰極生產(chǎn)線廠址位于介休市東南角 (原山西碳素廠廠址 )，廠區(qū)距城區(qū)約 2公里，廠區(qū)北側(cè)距國鐵同蒲鐵路僅 240 米，東側(cè)緊鄰介休水泥制桿廠，南側(cè)靠介洪公路。 自然條件 氣象 介休市屬暖溫大陸性氣候，主要參數(shù)如下： 年最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 ℃ 年平均氣溫 ℃ 極端最大降雨量 mm 極端最小降雨量 mm 年平均降雨量 mm 凍結(jié)深度 80 cm 主導(dǎo)風(fēng)向西南風(fēng)平均風(fēng)速 m/s 工程地質(zhì) 根據(jù) 75 年地質(zhì)勘察報告所論述，廠區(qū)位于山前洪沖積扇的中部、地形較平坦，地質(zhì)構(gòu)成為第四系山前洪積 — 沖積物，故其地層為黃土狀亞粘土。 1. 表土為耕地，局部為填土，其厚度 ～ 米。 2. 黃土狀亞粘土，褐黃色，土質(zhì)不甚均勻，局部會有少量的小礫石及黑色炭 質(zhì)，具孔隙，孔徑為 ～ mm，有蟲孔，蟲孔直徑一般為 ～ cm，孔隙和蟲孔隨深度的增加而減少。 3. 卵石夾亞粘土。卵石粒徑一般為 210 cm，成分為石灰?guī)r及石英巖。此層與下伏卵石層呈漸變過度，不普遍分布，該層厚度在 35米以上。 中鋁國際工程有限責(zé)任公司 山 西 華泰炭素有限責(zé)任公司 設(shè)計階段：預(yù)可研報告 沈 陽 鋁 鎂 設(shè) 計 研 究 院 2. 2 萬 t 陰 極 生產(chǎn)線工程 工程編號： CS0519SQ1 35 總平面布置及豎向設(shè)計