焙烧:什么是煅烧?烘焙的目的是什么?
焙烧是压型后的生制品在加热炉内的保护介质中,在隔绝空气的条件下,按一定的升温速度进行加热的热处理过程。
焙烧的目的在于:主要研究结果如下:
(1)以煤沥青为粘结剂的产品经焙烧后挥发分的排放量约为10%。因此,焙烧产率一般低于90%。
(2) 结焦原料按一定的工艺条件焙烧,结合剂结焦,在集料颗粒间形成焦炭网络,使不同粒径的集料牢固连接在一起,使产品具有一定的理化性能。在相同条件下,焦烧率越高,产品质量越好。中温沥青的残余碳含量一般在50%左右.
(3)固定几何形式 生制品在焙烧过程中,发生软化,粘结剂迁移现象。随着温度的升高,形成焦化网,使制品僵化。因此,温度再升高,其形状也不改变。
(4)降低电阻率 在焙烧过程中,由于挥发分的排除,沥青焦化形成焦炭网格,沥青发生分解和聚合反应,生成大的六角炭环平面网等原因,电阻率大幅度下降。生制品电阻率大约10000×10-6Ω〃m,经过焙烧后降至40--50×10-6Ω〃m ,称为良导体。
(5)体积进一步收缩 焙烧后制品直径收缩1%左右,长度收缩2%左右,体积收缩为2-3%。
电极生坯焙烧(baking of green carbon body)是指生坯在填充料保护下(防止氧化及变形)、进行高温热处理使煤沥青炭化的工艺过程。焙烧是电极生产过程中,重要的一个工艺过程,也是复杂的一个过程,这个过中即有物理变化,同时又化学变化。终石墨电极的机械强度、内在结构和性能都取决于焙烧时黏结剂转变成结焦炭的数量,而且机械性能与焦化值有直接关系。
敞开式环式焙烧炉影响电极质量的因素:
1.炉体结构对电极质量的影响
由于敞开式环式焙烧炉与带盖炉相比,火道墙要厚很多,敞开式炉砖墙厚为113mm,而带盖炉的格子砖墙厚度仅为30mm,开始升温时敞开式炉耐火砖需要蓄热量大,温升慢;另外带盖炉的热烟气都是通过火井从炉底往上走,而敞开式炉有一半是从上向下。总之敞开式炉不利于阻止电极焙烧时黏结剂的迁移,易造成焙烧出来电极结构不均匀。
2.炉箱尺寸对电极质量的影响
3.火道砖的砖型对电极质量的影响
应用领域:
(1)用于电弧炼钢炉;电炉炼钢是石墨电极的使用大户。我国电炉钢产量约占粗钢产量的18%左右,炼钢用石墨电极占石墨电极总用量的70%~80%。电炉炼钢是利用石墨电极向炉内导入电流,利用电极端部和炉料之间引发电弧所产生的高温热源来进行冶炼。
(2)用于矿热电炉;矿热电炉主要用于生产工业硅和黄磷等,其特点是导电电极的下部埋在炉料中,在料层内形成电弧,并利用炉料自身的电阻所发出的热能来加热炉料,其中要求电流密度较高的矿热电炉需用石墨电极,例如每生产1t硅需消耗石墨电极约100kg,每生产1t黄磷需消耗石墨电极约40kg。
(3)用于电阻炉;生产石墨制品的石墨化炉、熔化玻璃的熔窑和生产碳化硅用的电炉等都属于电阻炉,炉内所装物料既是发热电阻又是被加热对象,通常,导电用的石墨电极嵌入电阻炉端部的炉头墙中,用于此处的石墨电极不连续消耗。
(4)用于制备异型石墨产品;石墨电极的毛坯还用于加工成各种坩埚、模具、舟皿和发热体等异型石墨产品。例如,在石英玻璃行业,每生产1t电熔管,需用石墨电极坯料10t;每生产1t石英砖,需消耗石墨电极坯料100kg。
石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。