影響生陽極外觀缺陷的因素

施勝忠　林春偉　何綠林　周志偉　高瑞

摘要：為了減少成型生陽極外觀缺陷而產(chǎn)生廢品，分析生陽極生產(chǎn)工序中的裂紋、表面破損、表面松疏、掉棱、掉角、粘料等主要因素對生陽極外觀缺陷的影響，找出解決措施，來達到減少生陽極外觀缺陷的目的。

關(guān)鍵詞：生陽極、外觀缺陷、影響因素

前 ?言

成型是預(yù)焙陽極生產(chǎn)的第二道工序，其主要任務(wù)是把經(jīng)過煅燒后的石油焦、預(yù)焙陽極生產(chǎn)及使用過程中產(chǎn)生的生碎、殘極以及作為粘結(jié)劑用的瀝青這四種原料按一定技術(shù)要求進行加工處理、生產(chǎn)出具有一定規(guī)格和質(zhì)量要求的生陽極。而我們生產(chǎn)出來的生陽極制品的合格率不是100%的，都有這樣和那樣的缺陷導(dǎo)致廢塊。隨著生產(chǎn)負(fù)荷的不斷加大，加之設(shè)備的進一步老化，生陽極外觀缺陷量不斷增加，因此減少生陽極外觀缺陷是至關(guān)重要的。為了減少生陽極在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢塊，降低生產(chǎn)成本，對影響生陽極外觀缺陷的因素進行分析，而生陽極的外觀缺陷又受到該工序中產(chǎn)生的裂紋、表面破損、表面松疏、掉棱、掉角、粘料等諸多因素的影響。現(xiàn)對主要影響因素進行分析，并找出解決措施。

1.?生陽極縱裂

1.1輸送鏈板或平板小車水平度不夠

振動成型后的生陽極溫度較高且相對比較軟。如果平板小車的鋼板有變形、凹凸不平，冷卻輸送機鏈板不在同一水平面上時，推到平板小車、輸送機上的生陽極，在重力作用下會使生陽極產(chǎn)生縱裂塊。定期對冷卻輸送機鏈板及平板小車的水平度進行檢測，對鏈板凸起難以調(diào)整的鏈板進行更換，確保鏈板與鏈板之間水平基本一致。

1.2瀝青用量過多，彈性膨脹較大

瀝青用量過多時，振動成型后的生陽極彈性膨脹較大，應(yīng)力消失比較慢，導(dǎo)致生陽極產(chǎn)生縱裂。隨著瀝青用量的增大，糊料的流動性較好，均勻性增強，糊料的塑性變好。但瀝青用量不宜過多，會使生陽極變形彎曲而產(chǎn)生裂紋。因此，瀝青配入量應(yīng)控制在14.5%—17.5%之間。

1.3成型溫度高，煙氣排不凈

糊料溫度高時瀝青煙氣排除不凈，也容易產(chǎn)生裂紋。糊料在較高溫度下成型可有效減小糊料粘度，提高生陽極的體積密度，但成型溫度過高將導(dǎo)致過量的瀝青氣相壓力，此壓力在成型機強壓受迫振動下因氣體體積壓縮而進一步增大，當(dāng)外部壓力釋放后，此氣相壓力在制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)薄弱及存在缺陷的地方首先突破，通過水平方向微裂紋的生成擴展得以釋放，并在制品內(nèi)部形成拉伸應(yīng)力，而產(chǎn)生縱裂。成型溫度應(yīng)控制在150℃-170℃之間為宜。

2.?生陽極橫裂

2.1瀝青用量過少，糊料塑性差

瀝青的用量取決于原料的表面積及其對干料的吸附能力，按規(guī)定加入一定量的瀝青，它能浸潤和滲透干料顆粒并把各種散料顆粒粘結(jié)在一起，并填滿骨料顆粒的氣孔，使糊料混捏均勻且塑性較好。粘結(jié)劑少則糊料發(fā)干，干料表面不能形成完整的瀝青薄膜，顆粒之間不能很好的粘結(jié)，糊料塑性變差。這樣的糊料振動成型后生陽極容易產(chǎn)生橫裂。因此，瀝青配入量下限應(yīng)控制在14.5%。

2.2糊料溫度低，涼料不均勻

糊料溫度低，瀝青粘度增加，瀝青對干料的濕潤性變差，瀝青不能很好的滲透到干料顆粒的空隙中去，造成混捏不均勻，分層、夾干料的現(xiàn)象。結(jié)果使糊料不易成型，成型后生陽極結(jié)構(gòu)不均勻，易產(chǎn)生橫裂。糊料溫度應(yīng)控制在瀝青軟化點（110℃）高出40—80℃為宜，即在180—210℃之間。

3.?生陽極其它裂紋

在產(chǎn)生過程中未帶真空或真空閥有卡阻未打開時，振動成型出來后的生陽極會產(chǎn)生不規(guī)則的裂紋。成型后的生陽極溫度較高，若不能及時有效冷卻，冷卻水管堵塞或冷卻水量小、無冷卻水等現(xiàn)象，會造成在輸送過程中容易出現(xiàn)裂紋。車間工藝要求冷卻后的生陽極表面溫度不大于100℃。

4.?生陽極表面破損

4.1傳送小車布料器存在積料平臺

由于傳送小車布料器存在平臺，堆積在平臺上的糊料冷卻后容易掉落在模具內(nèi)糊料的上表面，成型后的生陽極被冷卻水沖刷后容易出現(xiàn)表面破損。現(xiàn)將平臺改造為向兩邊傾斜，并帶有一定的錐度，解決了布料器平臺處的積料。

4.2給料機下料管積料

糊料下在料管收窄面時，有瞬間停留，時間長就會積料，料越積越大，積到一定程度時，加之糊料不斷連續(xù)的沖刷和自身的重力，積料塊就會脫落下來和糊料一起下到模具內(nèi)，成型后生陽極的體積密度降低或大塊硬料在炭塊表面，容易造成表面破損廢塊。因此車間要求每次更換模具時對下料管收窄面進行打磨處理，并在生產(chǎn)過程中每隔2小時清理一次，有效的避免了因積料塊脫落而造成生陽極表面破損。

5、生陽極表面松疏

5.1模具加熱不夠或溫度低

模具的溫度與糊料成型溫度要基本接近。如果模具不加熱，高溫糊料遇到低溫模具時，與模具內(nèi)側(cè)各面接觸的糊料溫度迅速降低，瀝青粘度迅速增大，流動性變差。大顆粒料和小顆粒料就不能發(fā)生位移，沒有很好的相互填充，而振動成型的基本原理就是要消除顆粒料間的摩擦力、內(nèi)應(yīng)力，迅速使糊料顆粒相互填充密實的目的。所以模具不加熱或溫度低時，成型后的生陽極會出現(xiàn)表面松疏的現(xiàn)象。現(xiàn)車間要求生產(chǎn)前模具加熱到100℃，加熱時間為2小時，很好的解決了這一問題。

5.2大顆粒料多或布料不均勻

生產(chǎn)配方中既要有大顆粒料，也要有小顆粒料，目的是使產(chǎn)品能有較高的堆積密度和較小的氣孔率，大顆粒在生陽極中起骨架作用，小顆粒料起填充顆粒間間隙的作用。適當(dāng)增加大顆粒的尺寸和提高大顆粒的使用比例，可以提高產(chǎn)品的抗氧化性能和抗熱震性能，但用量過大，會提高產(chǎn)品的氣孔率，降低制品的密度和機械強度，甚至?xí)霈F(xiàn)產(chǎn)品表面松疏。傳送小車布料不均勻，下在模具內(nèi)的大顆粒料往同一方向時，振動成型后的生陽極也會出現(xiàn)表面松疏。現(xiàn)結(jié)合車間生產(chǎn)的實際情況，經(jīng)過摸索優(yōu)化后的生產(chǎn)配方為：

6、生陽極掉棱、掉角

模具密封圈破損會造成模具漏風(fēng)，抽真空時冷空氣從漏風(fēng)處吸入使糊料溫度迅速降低，難以成型。在模具4個角處漏風(fēng)時糊料還來不及壓實成型就已經(jīng)冷卻，成型脫模后推出時容易造成生陽極掉棱、掉角。車間要求每次更換模具就對密封圈進行檢查，生產(chǎn)班當(dāng)班期間檢查密封圈使用情況，有破損就更換。

7、生陽極粘料

成型生陽極粘料有錘頭粘料、振臺粘料。錘頭溫度過高時，噴在上面的皂化液瞬間蒸發(fā)或噴嘴堵塞不噴皂化液時，振動結(jié)束后錘頭脫模效果變差，就有糊料粘在錘頭平面上造成炭碗凹坑。振動平臺不光滑或有凹凸不平時，糊料容易粘在不光滑的地方，造成生陽極有底坑。

8、結(jié)論

通過對影響生陽極外觀缺陷主要因素的分析，結(jié)合現(xiàn)在成型車間生產(chǎn)情況，定期對冷卻輸送機鏈板檢查，對凸起難以調(diào)整的鏈板進行更換;瀝青配入量應(yīng)控制在14.5%—17.5%之間;成型溫度應(yīng)控制在150℃-170℃之間;糊料溫度控制在180—210℃之間;給料機下料管收窄面進行打磨，每隔2小時清理一次;生產(chǎn)前模具加熱到100℃，加熱時間為2小時。定期更換模具密封條;各班組加強了現(xiàn)場巡查力度，每小時現(xiàn)場巡查一次。生產(chǎn)配方控制為：粗焦19±1%、中焦16±1%、細焦25±1%、粉料31±1%、殘極15±2%、生碎3%;現(xiàn)車間生陽極缺陷廢塊每月控制在100塊以內(nèi)，生陽極外觀合格率達到99.4%以上。

指導(dǎo)老師 ：林春偉

參考文獻：[1] 云鋁炭素分公司炭素教材（內(nèi)部材料）