【正文】 序。a. 原料貯存眾所周知，針狀石油焦是制造大直徑UHP石墨電極的理想原料,UHP石墨電極具有高電流傳導(dǎo)性和抗熱震性，針狀焦的各向異性結(jié)構(gòu)決定了石墨電極的特性，煅后針狀石油焦的高真密度()，低硫份(%)和低灰份(%)等技術(shù)指標(biāo)由煅后針狀石油焦廠根據(jù)要求保證提供。進(jìn)廠煅后針狀焦采用袋裝。生產(chǎn)UHP石墨電極的煅后針狀石油焦應(yīng)具有很低的水份含量(%)，%的煅后針狀石油焦需放置一段時(shí)間排出水份后使用,進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的針狀焦應(yīng)不斷地由樣品檢查站抽樣檢查，樣品送到中心化驗(yàn)室進(jìn)行篩分析和質(zhì)量測(cè)定。設(shè)計(jì)采用3084m針狀石油焦倉庫和八個(gè)Ф620m貯倉，分別貯存不同產(chǎn)地或品質(zhì)的煅后針狀石油焦。b、粘結(jié)劑瀝青熔化由生產(chǎn)廠家提供的粘結(jié)劑瀝青需符合甲苯不溶物，喹啉不溶物和結(jié)焦值的指標(biāo)要求，固體進(jìn)廠的粘結(jié)劑瀝青在熱媒間接加熱的熔化槽中熔化，沉淀雜質(zhì)，排出水份，熔化合格的粘結(jié)劑瀝青由輸送泵送到貯槽中貯存，為使各熔化槽送入貯槽中的粘結(jié)瀝青混合均勻，由攪拌裝置將槽中的粘結(jié)劑瀝青循環(huán)攪拌。用輸送泵將粘結(jié)劑瀝青送到生電極制造系統(tǒng)配料混捏的高位貯槽中年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告25使用。設(shè)計(jì)2臺(tái)Q=，設(shè)計(jì)4臺(tái)Φ77m液體瀝青貯槽分別加熱和貯存溶化后的液體粘結(jié)劑瀝青和浸漬瀝青。c、返回料處理所有成型廢品、焙燒廢品和石墨化廢品均在一套處理系統(tǒng)中處理，成型廢品、焙燒廢品和石墨化廢品由液壓破碎機(jī)交替破碎，使其粒度達(dá)到約150mm，然后經(jīng)反擊式破碎機(jī)破碎至40mm以下粒度送到生電極制造工序的原料貯倉中貯存?zhèn)溆?。d、熱媒鍋爐房為避免粘結(jié)劑瀝青在貯槽和管路中凝結(jié)，采用熱媒油對(duì)貯槽和管路進(jìn)行間接加熱保溫，用發(fā)生爐煤氣將熱媒油加熱到需要的溫度，并根據(jù)粘結(jié)劑熔化，混捏加熱、浸漬罐加熱和貯槽，管路保溫溫度要求調(diào)節(jié)確定各系統(tǒng)需要熱媒溫 度 ， 以 保 持 各 用 熱 點(diǎn) 的 溫 度 穩(wěn) 定 。 各 生 產(chǎn) 用 熱系 統(tǒng) 的 總 熱 媒 耗 量 約 106KJ/ｈ。 生電極制造生電極制造系統(tǒng)包括原料及返回料處理，配料混捏，成型、冷卻及貯存，成型水處理等工序。a、原料及返回料處理:針狀石油焦由直線振動(dòng)篩篩分，大于規(guī)定粒度的原料由輥式破碎機(jī)破碎，再返回振動(dòng)篩篩分，大部分粒度料在第一次處理階段產(chǎn)生，經(jīng)過有意控制的二次破碎，將原料分成16～8mm，8～4mm，4～2mm，２～１mm，１～０mm五種粒級(jí)。配料不平衡料送入懸輥式磨粉機(jī)中磨粉，由于有意控制，進(jìn)入磨粉機(jī)原料的粒度小于4mm。％。采用Xoptix粉料在線粒度監(jiān)控儀石油焦和石墨粉純度，以確保混捏糊料質(zhì)量。年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告26所有返回料在獨(dú)立的處理系統(tǒng)中處理，石墨碎、石墨化電極廢品、焙燒電極廢品由破碎機(jī)交替破碎，使其粒度達(dá)到約20mm。石 墨 碎 一 部 分 采 用 懸輥式磨粉機(jī)中磨粉配 料 使 用 、 一 部 分 經(jīng) 破 碎 篩 分系 統(tǒng) 處 理 達(dá) 到 4～ 2mm、 2～ 0mm粒 度 配 料 使 用 。焙燒碎由輸送機(jī)輸送到貯倉中貯存，按工藝要求均勻地加入到原料處理系統(tǒng)中破碎篩分。生碎經(jīng)破碎至20mm以下粒度后配料使用。通風(fēng)除塵器系統(tǒng)收集的粉料(塵)送到配料系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)置配料倉配料使用。經(jīng)原料、返回料、磨粉系統(tǒng)處理后粒度合格的各種物料分別送入配料倉中備用。b、配料混捏采用計(jì)算機(jī)按規(guī)定配料方自動(dòng)地控制每一臺(tái)配料秤的計(jì)量過程，這樣做的目的是為了避免手工操作所帶來的誤差或者在工藝流程中任何不希望的干擾。所有配料經(jīng)集合料斗混合后由電動(dòng)運(yùn)料車輸送到干料加熱器內(nèi)，干混合料在由導(dǎo)熱油加熱的干料加熱鍋內(nèi)預(yù)熱到約180℃。各種物料的配料量以及它們?cè)诨旌狭现械闹亓堪俜直劝次锪狭＜?jí)分類，由此可以得到正確粒度比的干混合料，并且再循環(huán)料(生碎)可以使用。在干混合料中加入大約1％的Ｆe 2O3作為膨脹抑制劑，以抑制在石墨化早期時(shí)電極的體積膨脹，防止形成裂紋。粘結(jié)劑瀝青的溫度維持在180℃，經(jīng)電子漏斗秤計(jì)量后加入到混捏機(jī)中。為保證規(guī)定的配料完全符合配方，任何配方的修改只能在控制臺(tái)的鍵盤上進(jìn)行。被 加 熱 到 180℃ 的 干 混 合 料 與 粘 結(jié) 劑 瀝 青 、 生 碎 在 混 捏 機(jī) 中 混 捏 ， 混 捏年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告27溫 度 保 持 180℃ ， 混 捏 好 的 糊 料 經(jīng) 水 冷 鍋 式 冷 卻 機(jī) 冷 卻 到 約 125℃ ， 然 后 由 設(shè) 置在 移 動(dòng) 小 車 上 的 糊 料 保 溫 斗 將 冷 卻 后 的 電 極 糊 料 送 到 成 型 機(jī) 成 型 ， 冷 卻 后 糊 料在 保 溫 斗 內(nèi) 均 勻 溫 度 至 120177。5℃ 。在配料混捏系統(tǒng)收集到的粉塵返回混捏系統(tǒng)，以便使混合料中粉料組分重量的比例保持一定。在混捏過程中產(chǎn)生的粘結(jié)劑蒸汽采用碳粉吸附后由除塵器器凈化處理，使排入大氣中尾氣的瀝青焦油含量小于30mg/m 3。電極本體糊料混捏生產(chǎn)設(shè)計(jì)采用3套4000L雙加熱混捏機(jī)配套相應(yīng)規(guī)格的鍋 式 冷 卻 機(jī) （ 二 用 一 備 ） ； 電 極 接 頭 糊料混捏生產(chǎn)設(shè)計(jì)采用3套3000L雙加熱混捏機(jī)配套相應(yīng)規(guī)格的鍋 式 冷 卻 機(jī) （ 二 用 一 備 ） 。采用2臺(tái)4000L（或3000L）雙加熱混捏機(jī)同時(shí)向成型機(jī)供混捏糊料。c、成型、冷卻及貯存可旋轉(zhuǎn)的成型機(jī)糊料缸旋轉(zhuǎn)到垂直位置,分3～5個(gè)階段充滿糊料,在每個(gè)階段對(duì)糊料進(jìn)行搗固、糊料中的氣體由真空系統(tǒng)抽出(真空度約50乇), 然后將糊料缸旋轉(zhuǎn)到水平位置,關(guān)閉出口對(duì)糊料進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓壓力為主柱塞壓力的20～30%,電極糊料被最大壓力預(yù)壓后,打開壓型嘴口鎖定擋板、符合壓型嘴口直徑的電極以一定速度被慢慢擠出,擠出后生電極由可移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)的托架承接、當(dāng)生電極達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度后由氣動(dòng)切剪機(jī)將電極切剪下來、滾入水池中冷卻。在擠出生電極時(shí),成型機(jī)糊料缸內(nèi)需保持一特定的壓力。,如果達(dá)不到設(shè)定值、這種電極不再進(jìn)入下一處理工序、冷卻變硬后作為廢品返回處理。成型后的電極在冷卻水池的流水中冷卻,在冷卻處理時(shí),電極靠自重在傾斜的冷卻水槽內(nèi)低速向前滾動(dòng)（電極接頭在低速的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上輸送）,冷卻后的生電極由專用電極水中撈取機(jī)從冷卻水槽中撈出，經(jīng)檢查合格送到一次焙燒加工處理。年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告28成型機(jī)控制系統(tǒng)的控制臺(tái)可以準(zhǔn)確地控制和檢查系統(tǒng)的溫度、壓力等技術(shù)參數(shù),以保證制造高質(zhì)量生電極的最佳技術(shù)條件。設(shè)計(jì)1臺(tái)40MN立搗臥擠油壓擠壓機(jī)生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品電極本體，1臺(tái)25MN立臥式油壓擠壓機(jī)生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品電極本體和接頭。d、成型水處理從生電極冷卻水槽溢出的冷卻水,含有少量的焦油和苯酚,經(jīng)捕集焦油后循環(huán)使用,大約10%的冷卻水經(jīng)進(jìn)一步除油、除酚后返回循環(huán)使用,該冷卻水一般不允許外排。 一次焙燒a、電極焙燒采用一臺(tái)36室每爐室5個(gè)料箱（料箱尺寸為：492010505620mm）和二臺(tái)36室每爐室5個(gè)料箱（料箱尺寸為：492011005900mm）的帶蓋、有火井電極焙燒爐進(jìn)行產(chǎn)品的一次焙燒。生電極在焙燒爐中焙燒時(shí),電極中的的粘結(jié)劑瀝青焦化成碳,熱處理過程按照規(guī)定的焙燒曲線進(jìn)行。每次升溫的溫度梯度按如下原則:100～450℃: ℃/h450～650℃ ～℃/h650～1100℃ ℃/h粘結(jié)劑瀝青緩慢,穩(wěn)定地焦化對(duì)電極質(zhì)量是非常重要的,焙燒爐根據(jù)焙燒曲線由燃?xì)鉄旒訜?。為防止在加熱時(shí)電極變形,在爐箱內(nèi)電極周圍填充有填充料、填充～6mm冶金焦,并且在電極頂部也覆蓋填充料,以防止電極在加熱時(shí)氧化。在加熱焙燒過程中,在70～500℃的溫度范圍內(nèi),電極成為有塑性的,并且在200～300℃時(shí)電極達(dá)到最軟,在400～450℃的溫度范圍內(nèi)揮發(fā)份散年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告29發(fā)最多,大約30～40%(相對(duì)重量而言)的粘結(jié)劑在焙燒時(shí)以氣態(tài)揮發(fā)或轉(zhuǎn)變成二氧化碳?xì)怏w,表示電極糊有7～10%的失重。整個(gè)電極焙燒過程由微機(jī)自動(dòng)控制以保證電極的均勻焙燒、每爐電極的焙燒時(shí)間為360～432小時(shí)。在一次焙燒過程中，每噸裝爐產(chǎn)品的每10 6kJ；填充料氧化及粉碎消耗為100～120kg/t。在 電 極 焙 燒 過 程 的 最 后 階 段 ,制 品 被 十 分 迅 速 地 加 熱 到 900～ 950℃。在 焙 燒 過 程 中 產(chǎn) 生 含 焦 油 煙 氣 由 引 風(fēng) 機(jī) 抽 出 并 送 到 凈 化 系 統(tǒng) 處 理 。b、電極清理站由于電極埋在填充料內(nèi)進(jìn)行加熱焙燒,焙燒電極表面粘結(jié)部分填充料冶金焦,若不進(jìn)行清理在以后的浸漬處理過程中,粘結(jié)在焙燒電極表面的填充料落入浸漬劑瀝青中,將會(huì)大大地降低浸漬劑的活性,降低浸漬加工質(zhì)量。因此一次焙燒后電極需對(duì)其表面進(jìn)行清理,清除粘結(jié)在表面上的填充料粒,然后送到浸漬工序處理或在中間產(chǎn)品庫內(nèi)暫存。焙燒電極清理碎屑送至填充料加工部處理后返回使用。c、填充料加工部用于一次焙燒爐填充料冶金焦, %以下、溫度在50℃以下，新填充料在使用前必須烘干降低水分、出爐填充料需進(jìn)行降溫冷卻?！?mm的粒度要求,采用輥式破碎機(jī)破碎焙燒電極清理碎屑、舊填充料和新補(bǔ)充冶金焦。經(jīng)直線振動(dòng)篩篩分處理、滿足粒度要求的填充料貯存在貯料坑內(nèi)供裝爐使用,填充料細(xì)粉裝袋處理。d、一次焙燒煙氣凈化由引風(fēng)機(jī)抽出的焙燒煙氣含有較高的瀝青焦油以及少量的粉塵和年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告30SO2,采用濕式噴淋冷卻塔噴水吸收＋高壓靜電收塵器捕集處理,分為三個(gè)凈化系統(tǒng)、10 4Nm3/h。進(jìn)入高壓靜電收塵器的煙氣溫度控制為85177。5℃、通過調(diào)節(jié)噴淋冷卻塔的噴水量嚴(yán)格控制進(jìn)入電捕焦油器之前管道內(nèi)的煙氣溫度，調(diào)節(jié)噴淋水的PH 值脫除煙氣中的SO 2。凈化后煙氣中的焦油含量低于6mg/m 3，經(jīng)80m高煙囪排放。 浸漬及二次焙燒浸漬及二次焙燒系統(tǒng)包括浸漬劑制備、浸漬、浸漬煙氣凈化,二次焙燒等工序。a、浸漬劑制備求,若進(jìn)廠浸漬劑瀝青軟化點(diǎn)較高可以使用煤焦油調(diào)制,但要保證調(diào)整后的浸漬劑喹啉不溶物指標(biāo)要求。浸漬劑在貯槽內(nèi)被加熱到160～180℃。b、浸漬由生產(chǎn)廠家提供的浸漬劑瀝青需符合生產(chǎn)工藝要求的原料質(zhì)量指標(biāo)，液體浸漬劑瀝青在貯槽內(nèi)被加熱到160～180℃。浸漬的目的是利用浸漬劑焦化后產(chǎn)生的碳填充電極和接頭棒中的孔隙,在第一次浸漬后電極密度增加11～14%,這大大地增加了電極的機(jī)械強(qiáng)度,彈性模量和電極的導(dǎo)電性,相對(duì)地電阻率降低。對(duì)于接頭棒進(jìn)行二次浸漬,以改善其物理指標(biāo),接頭棒密度增加11～15%。在浸漬之前,電極和接頭棒在預(yù)熱爐內(nèi)預(yù)熱約12小時(shí),達(dá)到220～250℃,然后送入到水平浸漬罐中。在2660Pa真空下,氣體從焙燒品電極的氣孔中逸出,電極和接頭棒孔年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告31隙被浸漬劑瀝青充滿,～,電極和接頭棒在該壓力下保持90～120分鐘,浸漬的溫度保持在220℃,浸漬后電極和接頭棒由專用小車從浸漬罐中取出,送入冷卻室中噴啉冷卻。電極和接頭棒成束裝入特制浸漬筐中送入浸漬罐內(nèi)浸漬,每罐同時(shí)浸漬五筐電極或六筐接頭棒。在浸漬前,浸漬后電極和接頭棒被抽樣稱重,并記錄下增加重量的百分?jǐn)?shù),如未達(dá)到普通值需檢查原因并調(diào)整某些工藝參數(shù)。整個(gè)浸漬過程由可編程序控制器自動(dòng)控制和執(zhí)行。粘有浸漬劑的電極筐由拋丸清理機(jī)清理后返回預(yù)熱系統(tǒng)循環(huán)使用。c、浸漬煙氣凈化浸漬過程中產(chǎn)生的浸漬劑蒸汽,焦油濃度含量達(dá)300～350mg/m 3,由于大部分浸漬劑蒸汽是在浸漬罐出料開門時(shí)的前幾分鐘內(nèi)瞬間逸出，其他時(shí)間內(nèi)的浸漬劑蒸汽排出量較少,根據(jù)浸漬生產(chǎn)瀝青煙氣產(chǎn)生的特點(diǎn)，首先將在浸漬過程中產(chǎn)生的瀝青煙氣用噴淋塔捕集、然后用冷凝器進(jìn)一步除去煙氣中的水分和凝結(jié)在水中的焦油、最后采用高壓靜電捕集器凈化處理,使排入大氣中尾氣的焦油含量小于30mg/m 3。d、二次焙燒采用一臺(tái)54室每爐室8個(gè)料箱（料箱尺寸為：560010005800mm）敞開式焙燒爐對(duì)浸漬后電極和接頭棒進(jìn)行二次焙燒，在二次被燒生產(chǎn)過程中采用填充料的目的是提高浸漬劑瀝青在加熱過程中的殘?zhí)悸省６伪簾闹饕康氖菍⒔氲诫姌O和接頭棒孔隙中的粘結(jié)劑焦化成碳,由于在熱處理過程中電極和接頭棒不會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋,因此在焙燒過程中可以大大提高升溫速度,縮短焙燒周期。在每個(gè)溫度階段的升溫速度如下:150～400℃: 25℃/h年產(chǎn)40kt/aUHP 石墨電極工程可行性研究報(bào)告32400～625℃ 5～℃/h625～800℃ 14℃/h焙燒爐根據(jù)二次焙燒曲線由燃?xì)鉄旒訜?，微機(jī)自動(dòng)控制以保證電極的均勻焙燒、每爐電極的二次焙燒時(shí)間為168～180小時(shí)。在二次焙燒過程中，10 6kJ；填充料氧化及粉碎消耗為50～70kg/t。在 電 極 和 接 頭 棒 二 次 焙 燒 過 程 的 最 后 階 段 ,制 品 被 十 分 迅 速 地 加 熱 到700～ 800℃。在 焙 燒 過 程 中 產(chǎn) 生 含 焦 油 煙 氣 由 引 風(fēng) 機(jī) 抽 出 并 送 到 凈 化 系 統(tǒng) 處 理 。為防止電極和接頭棒在焙燒過程中被氧化, 在爐箱內(nèi)電極周圍填充有填充料、～6mm冶金焦。e、二次焙燒煙氣凈化由引風(fēng)機(jī)抽出的焙燒煙氣含有較高的瀝青焦油以及少量的粉塵和SO2,采用濕式噴淋冷卻塔噴水吸收＋高壓靜電收塵器捕集處理,分為一個(gè)凈化系統(tǒng)、10 4Nm3/h。進(jìn)入高壓靜電收塵器的煙氣溫度控制為85177。5℃、通過調(diào)節(jié)噴淋冷卻塔的噴水量嚴(yán)格控制進(jìn)入電捕焦油器之前管道內(nèi)