CN101701853B - 一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法 - Google Patents
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Abstract
一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，涉及用等效温度法测定铝电解用炭素原料或阴极、阳极在煅烧和焙烧时热处理程度的判定。其特征在于将按照一定方法制备的参比生石油焦炭放置于刚玉坩埚中并埋在特工窑炉的测点位置，经过一个周期的热处理后取出坩埚中的参比石油焦炭，分析该参比焦炭的Lc(晶格尺寸)，并借助按一定方法和步骤绘制的等效温度校正曲线，得到焙烧终温温度，通过已建立的终温温度与炭素材料质量的对应关系，反映出在该处理温度下炭素材料的热处理效果，进而判定热工窑炉的热处理程度。
Description
技术领域
一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，涉及用等效温度法测定铝电解用炭素原料或阴极、阳极在热工窑炉的热处理程度。
背景技术
铝电解槽的大型化趋势使炭阳极具有更好的导电性、抗热震性、抗氧化性以及更低的生产成本。而炭素原料的煅烧工艺技术和焙烧工艺技术，是确保预焙阳极质量均一、稳定，生产成本降低的重要步骤。
炭素材料的热处理过程包括煅烧和焙烧工序，热处理程度的好坏会受到很多因素的影响，其中终温温度对炭素材料的物化性能影响很大，进而反映了热工窑炉的热处理程度。国内目前通过热电偶直接布点，实炉测量。但热电偶测试成本高，测量周期长，受到炉型的限制不能测到焙烧炉的中下部位置和中、下层电极的实际热处理温度，同时操作复杂，因此不能科学判定热工窑炉的热处理程度，目前国内炭素企业煅烧系统和焙烧系统操作参数的适时调整科学依据不强，多凭经验。
炭素原料批次间质量差异很大，目前没有一个快速、准确、成本低的方法来预测现有工艺参数对不同批次原料的热处理效果，从而科学判定热工窑炉的热处理程度，进而不能做到适时调整，以适应不同原料和半成品对操作参数的匹配要求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种成本低、操作简单、布点灵活全面、能有效判定热工窑炉的热处理程度、有效反映出在现有控制条件基础上实际终温温度对炭素材料的性能影响，实现通过调整参数使热工窑炉的热处理程度达到最佳效果的判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于采用等效温度法测量，检测过程为：将参比焦放置于刚玉坩埚中并埋在热工窑炉的指定位置，经过一个周期的热处理后取出坩埚中的参比焦，分析该参比焦的晶格尺寸Lc，并借助等效温度校正曲线，得到实际终温温度，通过已建立的终温温度与炭素材料质量的对应关系，反映出在该处理温度下炭素材料的热处理效果，进而判定热工窑炉的热处理程度。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于采用等效温度法中制备的参比焦判定热工窑炉的热处理程度；其参比焦的制备方法为：取性能均衡稳定的生石油焦，经过550℃预处理后，破碎成1～5mm的粒级，经过充分的混匀后得到参比焦。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于借助等效温度法中的校正曲线判定热工窑炉的热处理程度；校正曲线绘制方法如下：将参焦炭20g在900～1400℃的某一温度点Teq恒温2h，检测煅烧后的参比焦Lc，从而得到不同Teq煅烧温度下参比焦的Lc，绘制出以Lc，Teq数据对为基础的校正曲线；校正曲线与选定的参比生焦的对应性是唯一的。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于校正曲线中的Lc是经过多次实验得到的；即在某一温度点Teq进行平行样的热处理，进行不少于3次的重复实验，在得到多个Lc后，如果少于或等于1/3的数据与平均值相差
则剔除这些逸出值，取剩余数据的平均值作为参比焦炭在该温度的Lc；如果有超过1/3的数据平均值相差
则增加重复实验次数直到与平均值相差
的Lc少于或等于1/3，剔除这些逸出值，取剩余数据的平均值作为参比焦炭在该温度的Lc。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，用等效温度法测定铝电解用炭素原料或阴极、阳极在煅烧和焙烧时热处理程度的判定。将按照一定方法制备的参比生石油焦炭放置于刚玉坩埚中并埋在特工窑炉的测点位置，经过一个周期的热处理后取出坩埚中的参比石油焦炭，分析该参比焦炭的Lc(晶格尺寸)，并借助按一定方法和步骤绘制的等效温度校正曲线，得到焙烧终温温度，通过已建立的终温温度与炭素材料质量的对应关系，反映出在该处理温度下炭素材料的热处理效果，进而判定热工窑炉的热处理程度。本发明的方法，成本低、操作简单、布点灵活全面、能有效判定热工窑炉的热处理程度、有效反映出在现有控制条件基础上实际终温温度对炭素材料的性能影响，实现通过调整参数使热工窑炉的热处理程度达到最佳效果。
具体实施方式
一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，采用等效温度法测量，检测过程为：将参比焦放置于刚玉坩埚中并埋在热工窑炉的指定位置，经过一个周期的热处理后取出坩埚中的参比焦，分析该参比焦的Lc(晶格尺寸)，并借助等效温度校正曲线，得到实际终温温度，通过已建立的终温温度与炭素材料质量的对应关系，反映出在该处理温度下炭素材料的热处理效果，进而判定热工窑炉的热处理程度。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，采用等效温度法中制备的参比焦判定热工窑炉的热处理程度。参比焦的制备方法为：取足量的性能均衡稳定的生石油焦，经过550℃预处理后，破碎成1～5mm的粒级，经过充分的混匀后得到参比焦。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于借助等效温度法中的校正曲线判定热工窑炉的热处理程度。校正曲线绘制方法如下：将少量参比焦(20g)在900～1400℃的某一温度点(Teq)恒温2h，检测煅烧后的参比焦的Lc，从而得到不同Teq煅烧温度下参比焦的Lc，绘制出以(Lc，Teq)数据对为基础的校正曲线。校正曲线与选定的参比焦的对应性是唯一的。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其热工窑炉包括炭素用煅烧炉和焙烧炉。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其于炭素材料包括生石油焦、阳极、阴极。
本发明的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其制备参比焦的原料为生石油焦。
实施例1
以一个60kt/a的阳极生产厂为例，采用等效温度法对焙烧炉的终温进行测试，以一个料箱为对象，在每块阳极的其中一个炭碗放置装有20g参比焦的坩埚，在料箱的边部以长、宽和高为方向各取三个平均分布的点，将装有20g参比焦的坩埚埋在填充料中，经过一个周期的焙烧后，采用等效温度法得到的布点的终温温度，其中75％的测点温度与设定温度相差不超过20℃，平均终温温度与设定温度相差不超过5℃，可以判定该焙烧炉终温温度分布比较合理。
实施例2
以30kt/a的阳极生产厂为例，采用等效温度法对煅烧炉的终温进行测试，以罐式煅烧炉中心垂直方向等距放置10个装有参比焦的试验坩埚，经过煅烧后，取出试验坩埚采用等效温度法得到该罐式炉中心垂直方向的终温温度分布，平均终温温度低于设定温度35℃，可以判定该煅烧炉处于欠烧状态，需适当提高煅烧温度。
实施例3
以一个15kt/a的阴极生产厂为例，采用等效温度法对焙烧炉的终温进行测试，以一个料箱为对象，取料箱的端部4点、两条中心线两端，并分别在每点的3个不同深度、每块阴极的上表面中心位置放置装有20g参比生石油焦炭的坩埚，经过一个周期的焙烧后，采用等效温度法得到的布点的终温温度，平均终温温度与设定温度相差不超过7℃，但只有40％的位置终温温度在设定期温度±10℃的范围内，其余35％的位置终温温度高于该范围，可以判定焙烧炉过烧，可适当降低焙烧温度。
实施例4
以一个15kt/a的阳极生产厂为例，新进一批石油焦，通过对该石油焦进行研究，认为1280℃时煅烧性能较好，用等效温度法测得目前煅烧炉平均煅烧温度1250℃，因此需适当提高煅烧炉温度，才能使这批石油焦性能达到最佳。
Claims (3)
1.一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于采用等效温度法测量，检测过程为：将参比焦放置于刚玉坩埚中并埋在热工窑炉的指定位置，经过一个周期的热处理后取出坩埚中的参比焦，分析该参比焦的晶格尺寸Lc，并借助等效温度校正曲线，得到实际终温温度，通过已建立的终温温度与炭素材料质量的对应关系，反映出在该处理温度下炭素材料的热处理效果，进而判定热工窑炉的热处理程度；借助等效温度法中的校正曲线判定热工窑炉的热处理程度的校正曲线绘制方法如下：将参焦炭20g在900～1400℃的某一温度点Teq恒温2h，检测煅烧后的参比焦Lc，从而得到不同Teq煅烧温度下参比焦的Lc，绘制出以Lc，Teq数据对为基础的校正曲线；校正曲线与选定的参比生焦的对应性是唯一的。
2.根据权利要求1所述的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于采用等效温度法中制备的参比焦判定热工窑炉的热处理程度；等效温度法中的参比焦的制备方法为：取性能均衡稳定的生石油焦，经过550℃预处理后，破碎成1～5mm的粒级，经过充分的混匀后得到参比焦。
3.根据权利要求1所述的一种判定热处理程度的热工窑炉终温测定方法，其特征在于校正曲线中的Lc是经过多次实验得到的；即在某一温度点Teq进行平行样的热处理，进行不少于3次的重复实验，在得到多个Lc后，如果少于或等于1/3的数据与平均值相差
则剔除这些逸出值，取剩余数据的平均值作为参比焦炭在该温度的Lc；如果有超过1/3的数据平均值相差
则增加重复实验次数直到与平均值相差
的Lc少于或等于1/3，剔除这些逸出值，取剩余数据的平均值作为参比焦炭在该温度的Lc。
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