專利名稱：炭素材料焙燒用填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炭素材料在焙燒過程中使用的填充材料。 技術(shù)背景焙燒是生產(chǎn)炭素材料過程中必需的工藝過程。炭素材料的焙燒是指在 特定的環(huán)境中對(duì)炭素生制品進(jìn)行間接加熱處理，使生制品中的粘結(jié)劑分解、揮發(fā)分排除、逐步實(shí)現(xiàn)焦化，形成c-c網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高制品的理化性能。炭素陰極和陽極是電解鋁生產(chǎn)的主要原材料，炭素陰極和陽極需要經(jīng) 過焙燒才能滿足電解鋁工藝的要求。為防止在高溫條件下炭素生制品的主 要成分發(fā)生氧化，焙燒時(shí)生制品是在填充材料的包圍下即在隔絕空氣的條 件下間接加熱的。焙燒過程中填充材料還可起到支撐、固定生制品的作用， 防止由于溫度升高、粘結(jié)劑瀝青軟化導(dǎo)致的生制品變形、掉角、掉塊等缺 陷。由于炭素焙燒的特殊性，要求所用填充材料應(yīng)有一定的強(qiáng)度、良好的 透氣性和傳熱性能。目前炭素焙燒最常用的填充材料是鍛后石油焦。由于炭素焙燒是在高溫下進(jìn)行的，最高溫度120(TC左右，因此不可避免造成填充焦的氧化損失， 陽極焙燒用填充焦的氧化損失通常為10-20kg/fC，陰極焙燒過程中填充焦 的氧化損失更為嚴(yán)重。填充焦的氧化損失， 一方面增加了陰、陽極生產(chǎn)成 本，浪費(fèi)了優(yōu)質(zhì)石油焦資源。隨著石油焦供應(yīng)的緊張和價(jià)格的上漲，該問 題尤為突出。另一方面填充焦的氧化所生成的C02、 CO等有害氣體，對(duì)環(huán)境 造成嚴(yán)重影響。 技術(shù)方案為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種在 焙燒過程中氧化損失率低、強(qiáng)度高、傳熱性能好的炭素材料焙燒用填料。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種炭素材料焙燒用填料，其特征在于該焙燒用填料由重量百分比為50—95%的粒度為0.5—12 mm的碳化硅、重量百分比為5-50%的粒度為0.5—8M1的輔料混合而成。上述碳化硅中含SiC 70—98.5%。上述碳化硅中，粒度0. 5—8 mm占10—60%，粒度8—12 mi占40—90%。 上述輔料為陽極焙燒碎顆?；蚍勖夯翌w?；蚓労蠼怪械囊环N或 多種按任意比例混合而成。 上述粉煤灰顆粒為爐渣。上述緞后焦為煅后石油焦、煅后冶金焦或兩種的混合。 由于碳化硅的硬度很大，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和高溫時(shí)抗氧化性能， 且化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好等特點(diǎn)，非常 適合作為炭素生制品焙燒過程中的填充材料使用。通過大量的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，采用本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù) 進(jìn)行炭素生制品焙燒相比，可縮短焙燒時(shí)間24—72小時(shí)，填充料的氧化損 失可降低到3-10kg/t-C，炭素制品生產(chǎn)的噸綜合成本可降低100元左右， 按年生產(chǎn)20萬噸陽極碳?jí)K的企業(yè)計(jì)算，年節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用2000萬元。該技術(shù)方案即可有效降低生產(chǎn)過程中的能耗，又可減少有害氣體的排放。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:將含SiC 70%的碳化硅粉碎、篩分后，按粒度0.5—8 mm占重量百分比 20%左右，粒度8—12mm占重量百分比8(m左右的進(jìn)行混合，然后將粒度為 2—8咖的陽極焙燒碎顆粒和粒度為l一6mm的粉煤灰顆粒按重量i: i混合后，再與上述碳化硅顆粒按重量l: l迸行混合，得陽極焙燒爐用 填充料。通過6個(gè)焙燒周期陽極焙燒實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該陽極焙燒爐用填 充料噸制品氧化消耗為2. 6kg/t，C，噸燃料消耗可減少8%左右。 實(shí)施例2將含SiC 70%的碳化硅粉碎、篩分后，按粒度0.5—8 ram占重量百分比 50%左右，粒度8—12咖占重量百分比50%左右的進(jìn)行混合，然后將粒度為 2—8 mm的陽極焙燒碎顆粒和粒度為1_6 mm的煅后石油焦顆粒按重量 1: l混合后，再與上述碳化硅顆粒按重量9: l進(jìn)行混合，得陽極焙燒 爐用填充料。通過6個(gè)焙燒周期陽極焙燒實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該陽極焙燒爐 用填充料噸制品氧化消耗為0.6kg/t*C，噸燃料消耗可減少14%左右。 實(shí)施例3將含SiC 80%的碳化硅粉碎、篩分后，按粒度0.5—8 mm占重量百分比 30%左右，粒度8—12nini占重量百分比709()左右的進(jìn)行混合，然后將粒度為 2—8 imn的陽極焙燒碎顆粒和粒度為1_6 mm的煅后石油焦顆粒按重量 2: l混合后，再與上述碳化硅顆粒按重量5: l進(jìn)行混合，得陽極焙燒 爐用填充料。通過6個(gè)焙燒周期陽極焙燒實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該陽極焙燒爐 用填充料噸制品氧化消耗為0.9kg/fC，噸燃料消耗可減少12%左右。實(shí)施例4將含SiC 90%的碳化硅粉碎、篩分后，按粒度0.5—8 mm占重量百分比 40%左右，粒度8—12咖占重量百分比60%左右的進(jìn)行混合，然后將粒度為 2—8 mm的陽極焙燒碎顆粒和粒度為l一6 mm的煅后石油焦顆粒按重量 5: l混合后，再與上述碳化硅顆粒按重量19: l進(jìn)行混合，得陽極焙 燒爐用填充料。通過6個(gè)焙燒周期陽極焙燒實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該陽極焙燒 爐用填充料噸制品氧化消耗為0. 45kg/t，C，噸燃料消耗可減少16%左右。實(shí)施例5將含SiC 90%的碳化硅粉碎、篩分后，按粒度0.5—8咖占重量百分比 40%左右，粒度8—12mni占重量百分比60Q/。左右的進(jìn)行混合，然后將粒度為 2—8 mi的陽極焙燒碎顆粒再與上述碳化硅顆粒按重量16:1進(jìn)行混合， 得陽極焙燒爐用填充料。通過6個(gè)焙燒周期陽極焙燒實(shí)驗(yàn)測(cè)定，該 陽極焙燒爐用填充料噸制品氧化消耗為0. lkg/fC,噸燃料消耗可減少 16%以上。
權(quán)利要求
1、一種炭素材料焙燒用填料，其特征在于該焙燒用填料由重量百分比為50-95％的粒度為0.5-12mm的碳化硅、重量百分比為5-50％的粒度為0.5-8mm的輔料混合而成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭素材料焙燒用填料，其特征在于上述碳 化硅中含SiC 70—98. 5%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的炭素材料焙燒用填料，其特征在于上 述碳化硅中，粒度O. 5—8mm占10—60%，粒度8—12腿占40—90%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的炭素材料焙燒用填料，其特征在于上述輔 料為陽極焙燒碎顆?；蚍勖夯翌w?；蚓労蠼怪械囊环N或多種按任意 比例混合而成。
5、 制備權(quán)利要求4所述的炭素材料焙燒用填料，其特征在于上述粉煤灰顆粒為爐渣。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的炭素材料焙燒用填料，其特征在于上述緞后焦為煅后石油焦、煅后冶金焦或兩種的混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種炭素材料在焙燒過程中使用的填充材料，該焙燒用填料由重量百分比為50-95％的粒度為0.5-12的碳化硅、重量百分比為5-50％的粒度為0.5-8的輔料混合而成。采用本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有采用鍛后石油焦進(jìn)行炭素生制品焙燒相比，可縮短焙燒時(shí)間24-72小時(shí)，填充料的氧化損失可降低到3-10kg/t-C，炭素制品生產(chǎn)的噸綜合成本可降低100元左右，且可減少有害氣體排放，節(jié)能降耗。
文檔編號(hào)C04B35/52GK101157552SQ200710149920
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月22日
發(fā)明者劉萬毅, 敏 張, 胡奇林, 健 辛 申請(qǐng)人:劉萬毅;胡奇林;張 敏