魏自平

摘要：石油焦煅燒是鋁用陽(yáng)極生產(chǎn)的重要工序之一，煅燒的好壞，對(duì)陽(yáng)極炭塊的質(zhì)量及理化指標(biāo)都有很大影響，而煅燒溫度是決定煅后石油焦質(zhì)量及理化指標(biāo)的決定性因素。隨著電解鋁行業(yè)的迅速發(fā)展，由于市場(chǎng)需求和成本因素，高硫石油焦在鋁用預(yù)焙陽(yáng)極生產(chǎn)中用量呈現(xiàn)越來(lái)越大的趨勢(shì)，高硫焦的煅燒質(zhì)量對(duì)鋁用陽(yáng)極生產(chǎn)企業(yè)的陽(yáng)極質(zhì)量提高具有十分重大的意義。而高硫焦與低硫焦的煅燒溫度控制有一定的差異，本次實(shí)驗(yàn)主要目的就是獲得高硫石油焦在不同煅燒溫度下對(duì)高硫焦的質(zhì)量及理化指標(biāo)的影響，為工業(yè)生產(chǎn)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：高硫石油焦；煅燒溫度；煅后料質(zhì)量

一、主要試驗(yàn)設(shè)備的原理及參數(shù)

試驗(yàn)所用設(shè)備包括：電子天平、電熱鼓風(fēng)干燥箱和電阻煅燒爐。

試驗(yàn)用電阻煅燒爐是一種利用電熱煅燒炭素原材料的熱工設(shè)備，加入爐膛內(nèi)的炭素制品利用物料本身的電阻使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱到高溫以除去物料中的水份和揮發(fā)份，得到高質(zhì)量的熱性穩(wěn)定的煅后料。

1.電阻煅燒爐的參數(shù)

型號(hào)：SG-iLl400（上海光學(xué)精密機(jī)械研究所）

爐膛尺寸：500mm*400mm*400mm

工作溫度：1350℃

加熱原件：硅碳棒

控溫精度：±1℃

煅燒爐功率：12KW

坩堝材料：剛玉

坩堝尺寸：？200mm*200mm

2.電子天平參數(shù)

型號(hào)：lIA41002B（上海科天美科學(xué)儀器公司）

最大稱量：4100g

精確度：0.01g

3.電熱鼓風(fēng)干燥箱參數(shù)

型號(hào)：KER-3EBP（鎮(zhèn)江科瑞制樣設(shè)備公司）

控溫范圍：50℃-300℃

恒溫波動(dòng)度：±1℃

二、試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

1.物料的準(zhǔn)備

從某生產(chǎn)單位石油焦庫(kù)混合倉(cāng)取40公斤左右高硫石油焦，進(jìn)行混合，對(duì)混合好的石油焦取樣進(jìn)行理化指標(biāo)和微量元素分析（分析結(jié)果見(jiàn)表】）。

2.煅燒升溫曲線設(shè)定

炭素實(shí)驗(yàn)室先后開(kāi)展最終煅燒溫度為1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃試驗(yàn)。升溫曲線（溫度曲線見(jiàn)圖1）按照從室溫升溫到600℃每分鐘升溫8℃，在600℃溫度下保溫30分鐘，再按照每分鐘10℃的速率升到最終目標(biāo)煅燒溫度，在最終煅燒溫度下保溫60分鐘，然后按照每分鐘10℃的速率降溫至500℃，最后自然降溫至室溫。試驗(yàn)從開(kāi)始升溫到降溫至500℃需要255分鐘至315分鐘（4小時(shí)15分鐘至5小時(shí)15分鐘）。

3.煅燒試驗(yàn)過(guò)程

將混合好的石油焦稱重（約3200g）在干燥箱內(nèi)110℃±1℃溫度下烘干2小時(shí)，然后將在干燥箱內(nèi)冷卻后的石油焦裝入剛玉坩堝內(nèi)放入煅燒爐中，按照事先設(shè)定好的升溫曲線進(jìn)行煅燒試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室先后開(kāi)展12次煅燒試驗(yàn)，每一次試驗(yàn)完成后對(duì)煅后石油焦取樣進(jìn)行理化指標(biāo)和微量元素分析（分析結(jié)果見(jiàn)表2）。

4.試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

1）原料石油焦灰份為0.3%，煅后石油焦的灰份在0.27-0.39%之間，平均為0.35%，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，灰份沒(méi)有隨溫度變化而變化，灰份有一些波動(dòng)但波動(dòng)范圍不大，屬于正常波動(dòng)范圍（煅后石油焦灰份分析結(jié)果見(jiàn)圖2）。

2）煅后石油焦的揮發(fā)份在1.09-1.47%，平均為1.29%，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，試驗(yàn)中揮發(fā)份與溫度變化基本沒(méi)有線性關(guān)系。（煅后石油揮發(fā)份分析結(jié)果見(jiàn)圖3）。

3）從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，煅后石油焦真密度隨著溫度的升高而提高，但煅燒溫度在1300℃時(shí)有所下降。1000℃最低為1_98g/cm3，1200℃和1250℃時(shí)真密度最高平均為2.045g/cm3（煅后石油焦真密度分析結(jié)果見(jiàn)圖4）。

4）煅后石油焦的粉末電阻率在681-382u Q.m之間，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，粉末電阻率隨著煅燒溫度的升高而降低（煅后石油焦粉末電阻率分析結(jié)果見(jiàn)圖5）。

5）石油焦硫份為5.1%，屬于高硫石油焦，不同煅燒溫度下煅后石油焦的硫份含量在5.36-3.80%之間。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，整體趨勢(shì)是硫份含量隨著煅燒溫度的升高在降低（煅后石油焦硫份分析結(jié)果見(jiàn)圖6）。

6）煅后石油焦的實(shí)收率在87.4-84.5%之間，平均為85.45%，實(shí)收率隨著煅燒溫度的升高在降低（煅后石油焦實(shí)收率分析結(jié)果見(jiàn)圖7）。

三、結(jié)論

通過(guò)煅燒試驗(yàn)，原料為現(xiàn)場(chǎng)所取同一批次石油焦，硫含量5.1%屬于高硫石油焦。綜合考慮各項(xiàng)分析指標(biāo)，高硫石油焦適宜的煅燒溫度應(yīng)在1200℃-1250℃，煅燒溫度太高如1300℃，雖對(duì)降低粉末電阻率和硫份的溢出有益，但會(huì)降低煅后焦的真密度，并影響煅后焦實(shí)收率。