炭陰極

炭陰極（carbon cathode）是指由炭素材料及其附屬檔案構成的鋁電解槽內襯層。構成炭陰極的部分包括：右側部炭塊和炭糊構成的電解槽側部；由底糊搗打或異型炭塊構成的人造伸腿；由底部炭塊組、底糊構成的電解槽底部；以及底塊下方用底糊搗打的一層炭墊等。

基本介紹

• 中文名：炭陰極
• 外文名：carbon cathode
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：炭素
• 屬性：鋁電解槽內襯層

簡介

鋁用陰極炭素行業主要以無煙煤、煤焦油、瀝青等為原料，經過原料煅燒、破碎、篩分、配料、混捏、成型、焙燒等工序生產出陰極炭塊、陰極糊類等產品。其工藝複雜，設備種類多，生產流水線長。通過在青銅峽鋁業集團有限公司炭素廠實際生產了解，發現設計的細節上還存在一些問題需加以改進，以利於提高整個系統運轉的可靠性，改善工作環境，減少工人的勞動強度。

原料煅燒工藝

1.存在的不足及缺點

煅前上料系統原設計為：

1)原料運輸→(提升機) →刮板輸送機→進入料倉；

2)煅後排料系統原設計為：電煅爐出料口→振動輸送機→鏈式提升機→螺旋輸送機→進入料倉。

缺點：刮板輸送機故障多、噪音非常大；煅後提升機、輸送機故障多，嚴重影響生產的安全、連續進行，制約著產量、質量的提高。

2.改進措施及優點

1)煅前上料系統取消刮板輸送機，增加提升機高度，將物料通過溜管直接送入煅前料倉；

2)煅後排料系統取消螺旋輸送機，增加提升機高度，將物料通過溜管直接送入煅後料倉；

3)將鏈式提升機改為膠帶式提升機。

優點：避免了鏈式提升機、螺旋輸送機、刮板輸送機等高故障設備對煅燒系統的影響，大幅度提高了系統的運轉率、可靠性，保證了產量、質量指標的完成；減少了設備日常運行費用；同時也避免了刮板輸送機等高噪聲設備對操作工人的危害。

原料的粉碎、篩分、破碎工藝

陰極配料的原料有不同粒度的無煙煤、石墨碎、生碎、焙燒碎、石油焦等，種類多、粒度雜，給中碎、磨粉、篩分、返回料破碎造成了很大難度，形成交叉作業，當生產出現異常或設備故障時往往因為物料未帶夠而中斷生產，生產的連續性很差。

1.存在的不足及缺點

1)磨粉系統要帶兩種以上物料，而只有一個磨前倉，只能等倉空了以後才能帶另一種物料，連續性很差；

2)篩分系統有兩級振動篩，共有3層，只能篩出A、B、D 3種粒度物料，無法適應不斷發展的炭素產品對配方的要求；

3)返回料破碎系統原來為：油壓破碎機，皮帶運輸機，反擊式破碎機，油壓破碎機破生碎時出來的物料粒度為150—200mm，而配料所需粒度為12mm以下，單靠反擊式破碎機將150～200 mm的物料破碎到12mm以下是不可能的；

4)該工序人工帶料勞動強度大、粉塵大，對工人身體危害大。

2.改進措施及優點

1)增加磨前倉，共有兩個磨前倉，實現當磨粉機在磨物料時，同時向另一個倉帶物料；

2)篩分系統增加振動篩層數為4層，可以多篩出一種物料；

3)返回料破碎系統在油壓破碎機與反擊式破碎機之間再增加破碎設備；

4)散料使用機械化帶料。

優點：減少系統的間斷式生產，實現生產的連續性、可靠性，適應產品多配方的發展需要，減少工人的勞動強度。

配料、混捏工藝

1.存在的不足及缺點

1)配料稱的接料小車距混捏機下料口高6m，必須有電葫蘆提升後進入混捏鍋；

2)混捏鍋出料口距涼料機入口高24m，也必須有電葫蘆提升後才能進入涼料機。

缺點：混捏鍋進、出料時間太長，生產效率低，電葫蘆故障多，生產的安全性、連續性很差。

2.改進措施及優點

1)設計時將配料小車軌道與混捏鍋下料口放在一個水平面，接料小車直接將物料拉到混捏鍋下料口；

2)將涼料機放到成型廠房，利用成型廠房天車將糊料提到涼料機入口。

優點：避免了混捏鍋進、出料時間太長，生產效率低，電葫蘆故障多等問題，克服了生產的安全性、連續性差的問題。

其他方面

(1)中碎、填充料廠房布局鬆散，閒余空間太多，造成投資成本的浪費。

(2)通風除塵設備選型小，收塵效果差，廠房環境惡劣。

(3)電氣控制：原設計系統在自動位時，現場設備運轉時控制室模擬屏信號燈亮，現場設備停止，控制室模擬屏信號燈滅；各系統在現場手動位時，現場設備運轉或停止，控制室模擬屏信號燈起不到監視作用，操作工無法監測現場設備的運轉情況，往往造成大的事故。建議設計為不論在自動位或現場手動位時，只要現場設備運轉，控制室模擬屏信號燈亮，現場設備停止，控制室模擬屏信號燈滅。

(4)當配電櫃同一抽屜作為控制、儀表等多個電源時，每一路電源要使用單獨零線，否則零線鬆動、斷裂時，三相電阻不平衡，甚至於還有升高電壓的感性負載，造成線電壓嚴重不平衡，很容易造成儀表、控制系統的大量燒毀。