CN100548920C - 炭素材料焙烧用填料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种炭素材料在焙烧过程中使用的填充材料，该焙烧用填料由重量百分比为50-95%的粒度为0.5-12的碳化硅、重量百分比为5-50%的粒度为0.5-8的辅料混合而成。采用本发明技术方案与现有采用锻后石油焦进行炭素生制品焙烧相比，可缩短焙烧时间24-72小时，填充料的氧化损失可降低到3-10kg/t-C，炭素制品生产的吨综合成本可降低100元左右，且可减少有害气体排放，节能降耗。

Description

炭素材料焙烧用填料
技术领域
本发明涉及一种炭素材料在焙烧过程中使用的填充材料。
技术背景
焙烧是生产炭素材料过程中必需的工艺过程。炭素材料的焙烧是指在特定的环境中对炭素生制品进行间接加热处理，使生制品中的粘结剂分解、挥发分排除、逐步实现焦化，形成C-C网络结构，从而提高制品的理化性能。
炭素阴极和阳极是电解铝生产的主要原材料，炭素阴极和阳极需要经过焙烧才能满足电解铝工艺的要求。为防止在高温条件下炭素生制品的主要成分发生氧化，焙烧时生制品是在填充材料的包围下即在隔绝空气的条件下间接加热的。焙烧过程中填充材料还可起到支撑、固定生制品的作用，防止由于温度升高、粘结剂沥青软化导致的生制品变形、掉角、掉块等缺陷。由于炭素焙烧的特殊性，要求所用填充材料应有一定的强度、良好的透气性和传热性能。
目前炭素焙烧最常用的填充材料是锻后石油焦。由于炭素焙烧是在高温下进行的，最高温度1200℃左右，因此不可避免造成填充焦的氧化损失，阳极焙烧用填充焦的氧化损失通常为10-20kg/t·C，阴极焙烧过程中填充焦的氧化损失更为严重。填充焦的氧化损失，一方面增加了阴、阳极生产成本，浪费了优质石油焦资源。随着石油焦供应的紧张和价格的上涨，该问题尤为突出。另一方面填充焦的氧化所生成的CO2、CO等有害气体，对环境造成严重影响。
技术方案
为解决上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种在焙烧过程中氧化损失率低、强度高、传热性能好的炭素材料焙烧用填料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种炭素材料焙烧用填料，其特征在于该焙烧用填料由重量百分比为50-95％的粒度为0.5-12mm的碳化硅、重量百分比为5-50％的粒度为0.5-8mm的辅料混合而成。
上述碳化硅中含SiC 70-98.5％。
上述碳化硅中，粒度0.5-8mm占10-60％，粒度8-12mm占40-90％。
上述辅料为阳极焙烧碎颗粒或粉煤灰颗粒或缎后焦中的一种或多种按任意比例混合而成。
上述粉煤灰颗粒为炉渣。
上述缎后焦为煅后石油焦、煅后冶金焦或两种的混合。
由于碳化硅的硬度很大，具有优良的导热性能和高温时抗氧化性能，且化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好等特点，非常适合作为炭素生制品焙烧过程中的填充材料使用。
通过大量的试验检测数据表明，采用本发明技术方案与现有技术进行炭素生制品焙烧相比，可缩短焙烧时间24-72小时，填充料的氧化损失可降低到3-10kg/t-C，炭素制品生产的吨综合成本可降低100元左右，按年生产20万吨阳极碳块的企业计算，年节约生产费用2000万元。该技术方案即可有效降低生产过程中的能耗，又可减少有害气体的排放。
具体实施方式
实施例1：
将含SiC 70％的碳化硅粉碎、筛分后，按粒度0.5-8mm占重量百分比20％左右，粒度8-12mm占重量百分比80％左右的进行混合，然后将粒度为2-8mm的阳极焙烧碎颗粒和粒度为1-6mm的粉煤灰颗粒按重量1∶1混合后，再与上述碳化硅颗粒按重量1∶1进行混合，得阳极焙烧炉用填充料。通过6个焙烧周期阳极焙烧实验测定，该阳极焙烧炉用填充料吨制品氧化消耗为2.6kg/t·C，吨燃料消耗可减少8％左右。
实施例2
将含SiC 70％的碳化硅粉碎、筛分后，按粒度0.5-8mm占重量百分比50％左右，粒度8-12mm占重量百分比50％左右的进行混合，然后将粒度为2-8mm的阳极焙烧碎颗粒和粒度为1-6mm的煅后石油焦颗粒按重量1∶1混合后，再与上述碳化硅颗粒按重量9∶1进行混合，得阳极焙烧炉用填充料。通过6个焙烧周期阳极焙烧实验测定，该阳极焙烧炉用填充料吨制品氧化消耗为0.6kg/t·C，吨燃料消耗可减少14％左右。
实施例3
将含SiC 80％的碳化硅粉碎、筛分后，按粒度0.5-8mm占重量百分比30％左右，粒度8-12mm占重量百分比70％左右的进行混合，然后将粒度为2-8mm的阳极焙烧碎颗粒和粒度为1-6mm的煅后石油焦颗粒按重量2∶1混合后，再与上述碳化硅颗粒按重量5∶1进行混合，得阳极焙烧炉用填充料。通过6个焙烧周期阳极焙烧实验测定，该阳极焙烧炉用填充料吨制品氧化消耗为0.9kg/t·C，吨燃料消耗可减少12％左右。
实施例4
将含SiC 90％的碳化硅粉碎、筛分后，按粒度0.5-8mm占重量百分比40％左右，粒度8-12mm占重量百分比60％左右的进行混合，然后将粒度为2-8mm的阳极焙烧碎颗粒和粒度为1-6mm的煅后石油焦颗粒按重量5∶1混合后，再与上述碳化硅颗粒按重量19∶1进行混合，得阳极焙烧炉用填充料。通过6个焙烧周期阳极焙烧实验测定，该阳极焙烧炉用填充料吨制品氧化消耗为0.45kg/t·C，吨燃料消耗可减少16％左右。
实施例5
将含SiC 90％的碳化硅粉碎、筛分后，按粒度0.5-8mm占重量百分比40％左右，粒度8-12mm占重量百分比60％左右的进行混合，然后将粒度为2-8mm的阳极焙烧碎颗粒再与上述碳化硅颗粒按重量16∶1进行混合，得阳极焙烧炉用填充料。通过6个焙烧周期阳极焙烧实验测定，该阳极焙烧炉用填充料吨制品氧化消耗为0.1kg/t·C，吨燃料消耗可减少16％以上。

Claims (5)

1、一种炭素材料焙烧用填料，其特征在于该焙烧用填料由重量百分比为50-95％的粒度为0.5-12mm的碳化硅、重量百分比为5-50％的粒度为0.5-8mm的辅料混合而成，上述碳化硅中含SiC 70-98.5％。
2、根据权利要求1所述的炭素材料焙烧用填料，其特征在于上述碳化硅中，粒度0.5-8mm占10-60％，粒度8-12mm占40-90％。
3、根据权利要求1或2所述的炭素材料焙烧用填料，其特征在于上述辅料为阳极焙烧碎颗粒或粉煤灰颗粒或煅后焦中的一种或多种按任意比例混合而成。
4、根据权利要求3所述的炭素材料焙烧用填料，其特征在于上述粉煤灰颗粒为炉渣。
5、根据权利要求3所述的炭素材料焙烧用填料，其特征在于上述煅后焦为煅后石油焦、煅后冶金焦或两种的混
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关于焙烧过程中填充料的研究. 吴明等.炭素技术，第1989年第4期. 1989
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浅谈焙烧中冶金焦填充料的性质及其应用. 郎伟民.轻金属，第1993年第1期. 1993
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钢铁冶金用炭素材料（二）. 李圣华.炭素技术，第1997年第5期. 1997
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