炭素工艺学——第三章原料的煅烧

碳素焙烧工艺流程
碳素焙烧工艺流程主要包括以下步骤：
1. 原料准备：碳素项目的焙烧车间主要生产以石墨为主要原料的碳素制品，原料准备是工艺的第一步，原料的选择和处理将直接影响产品质量。

首先需要对原料进行筛分、清洗、干燥等预处理，去除杂质和水分，确保原材料的纯度和干燥。

2. 配料和混合：配料的目的是确定原料的种类和比例，混合的目的是将各种原料充分混合均匀，以保证坯料质量的一致性。

通过精密的称量和混合工艺，使得不同比例的原材料充分混合均匀。

经过配料和混合之后的坯料需要进行压制，将其压成一定的外形和坚硬度的块状，以便于后续的烧结。

压制过程需要注意控制压制的力度和速度，保证压制出来的坯料的质量和性能。

3. 一次焙烧：将生坯在专门炉窑内进行高温处理，使其炭化成无定型碳的过程。

一般需经过装炉、预热、加热、保温、冷却和出炉等过程。

装炉时在生坯四周填以冶金焦粒，以免生坯加热过程中产生变形；预热要尽量利用焙烧过程中产生的余热和挥发分燃烧；加热的最高火焰温度要求达到1200～1300℃，采用煤气、天然气或重油作燃料；焙烧品在炉（窑）内从预热开
始到炉内冷却结束，构成一个焙烧周期，一般需280～360h，视制品的性质、规格而定。

以上是碳素焙烧工艺流程的大致步骤，如需更详细的信息，建议咨询专业人士或查阅专业书籍。

煅烧车间工艺流程及岗位操作培训教程1．煅烧车间工艺流程：原料——抓斗天车——狼牙破碎机——皮带输送机——煅前斗提——煅前仓——罐式煅烧炉——冷却水套——碎料机——振动输送机——皮带输送机——煅后斗提——煅后料仓2．原料库及煅烧车间各岗位：原料车间分为天车工，上料工两个岗位；煅烧车间分为调温工，排料工，热媒工和循环水工四个岗位。

热媒和循环水属于辅助岗位！3．原料车间岗位操作：原料车间负责平时原料进厂后的入库工作；天车工按上级下达的配比要求进行配料，以保证煅前焦的挥发份含量均衡。

煅前焦经过狼牙破碎机预碎到50-70mm左右的中等块度，经皮带输送机和斗提送往煅前仓。

上料工保证各设备正常工作，使物料顺利入仓！简单介绍一下石油焦：根据焦化工艺的不同，石油焦可分为延迟焦和釜式焦两种；现在广泛采用的是延迟焦。

石油焦的质量可用其灰份，硫份，挥发份的含量来进行衡量。

灰份含量是石油焦的主要质量指标，一般要求应小于0.5%，硫对于炭素生产来说是一种有害元素，一般规定其含量应小于1%。

石油焦的挥发份高低表明了其焦化程度，对煅烧操作有着较大的影响。

理想的含量应在9%--12%之间。

着重讲一下以下两个问题：（1）原料为什么要进行配料？因为各个厂家所生产的石油焦其挥发份的含量不一，所以要进行配料，并加入适量的煅后焦进行回配，使其挥发份的含量控制在9%--12%之间，达到均衡，以保证煅烧操作的顺利进行！（2）原料为什么要进行预碎？因为如果原料块度过大，那么在煅烧工序就保证不了煅后焦质量的均一性。

会造成有的出现烧损严重，而有的却还没烧透！如果粉料太多，就会造成烧损严重。

所以必须保证原料粒度的适中。

4．煅烧调温操作：（1）什么叫煅烧？碳质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1250—1380度）热处理的过程称为煅烧。

（2）煅烧的目的？排除原料中的水份和挥发份。

提高原料的密度和机械强度。

提高原料的导电性能。

提高原料的抗氧化性能。

（3）煅后焦两大质量指标？电阻率（500—550）真密度（2.04—2.08）（4）顺流式罐式煅烧炉的结构：顺流式罐式煅烧炉的炉体是由若干由耐火砖砌筑成的相同结构和垂直配置的煅烧罐所组成。

精心整理3 原料的煅烧3.1 煅烧原理炭素煅烧在隔绝空气的条件下进行高温（1200℃-1500℃）热处的吸附性，难以成型，故一般要求煅后水分不大于0.3％。

如果原料的挥发分过高，则生制品在焙烧过程中，将会发生过大的收缩，以至变形，甚至导致生制品的断裂，所以必须排除原料中的挥发分。

在煅烧，伴随挥发分的排出，高分子芳香族碳氢化合物发生复杂的分解与缩聚反应，分子结构不断变化，原料本身体积逐渐收缩，从而提高了原料的密度和机械强度。

一般来说，在同样温度下，煅后料的真密度愈高，则愈容易石墨化。

有所缩小。

700℃以上则不断增大。

这种变化在700℃以前，L c和La趋势与侧链的断裂和结构重排有关，在接近700℃时，L c和L的缩a小说明焦炭内微晶层面结构在这一温度区间内移动和断裂，变得更杂乱和细化，此时挥发分的排出最为剧烈。

图3-2表示了煅烧无烟煤时排出气体总量及其组成。

由此可见，在700℃-750℃间气体的排出量最大。

各种炭素原料在煅烧过程中，先后进行了热分解和热缩聚以及碳结构的重排，其变化如图3-3所示。

随着缩合反应的进行，发生了在煅烧过程中，焦炭的物理化学性质发生了明显的变化。

表3-2渐以氢含量来判断煅烧质量。

对大部分炭素原料来说，氢含量降低到0.05的温度为最佳煅烧温度。

（2）煅烧前后焦炭硫含量的变化最现实而有效的脱硫方法是高温煅烧，因为高温表3-2 我国各种原料煅烧前后的理化指标焦炭物质致密化而引起的。

图3-6是石油焦和沥青煅烧时的线尺寸变化曲线。

从图中可见，所有曲线都有两个拐点，第一拐点相应于焦炭生成时的温度，显示在该温度下焦炭是受热膨胀的，第二个拐点相应于焦炭的最大收缩期。

它们收缩量的绝对值视焦炭品种和横向交联发展程度而定。

对于气孔结构来说，在700℃-1200℃之间气孔的总体积大幅度增长，它与700℃时气体的大量析出有关。

由于气体的析出产生了开口气3.1.3 煅烧温度与煅烧质量指标煅烧温度对煅后焦的性能有十分重要的作用。

炭素固体原料的煅烧工艺一、概述1.1煅烧的目的与作用煅烧是将各种固体炭素原料在隔离空气的条件下进行高温热处理。

它是炭素生产中的一个重要工序。

由于各种固体原料（如石油焦、沥青焦、无烟煤、冶金焦等）的成焦温度或成煤的地质年代等的不同，在内部结构中不同程度地含有水分、杂质或挥发物。

这些物质如果不预先排除，直接用它们生产炭石墨材料，势必影响产品质量和使用性能。

各种炭素原料除天然石墨和炭黑外都要煅烧，煤沥青焦和冶金焦的焦化温度达1100℃，含挥发分低。

在单独使用时可不比煅烧，但在用罐式炉煅烧延迟石油焦时为了防止石油焦结成大块，或者是用回转窑煅烧延迟石油焦时，防止温度过高使炉尾结焦，按一定比例掺入沥青焦，故此时沥青焦也要进行煅烧。

此外，对于生产细结构石墨材料时，若沥青焦的真密度低于2.03g/cm³(特别是低于2.00 g/cm³)时，也需要煅烧。

在炭素厂中大量煅烧的是石油焦和无烟煤。

各种炭素原料在煅烧过程中产生了一系列的变化。

概括的说有如下变化：排出原料的挥发分、除去原料中的水分、加速硫分的变化，从而控制灰分增大、使焦粒体积收缩并趋向稳定，这样，可达到提高原料的真密度、强度、导电性能、抗氧化性能的目的。

其作用时：（1）原料的体积收缩，密度增大，使得在制品焙烧时的开裂和变形废品率降低，得到理化性能和几何尺寸比较稳定的制品；（2）原料的机械强度提高，对提高产品只来过有直接关系；（3）煅后焦比较硬脆，便于破碎、磨粉和筛分；(4)煅后焦的导电、导热性能提高，未产品质量的提高和优化工资创造了条件；（5）煅烧使焦炭的抗氧化性能提高，可提高产品的抗氧化性能；此外，只有煅后焦才能作为焙烧和石墨化用的填充料。

原料在煅烧过程中的变化时复杂的，既有物理变化又有化学变化——原料在低温烘干阶段所发生的变化（主要是排除水分），基本上是属于物理变化；而在挥发分的排出阶段，主要是化学变化，既完成原料中的芳香族化合物的分解，又完成某些化合物的缩聚。

炭素生产工艺技术操作规程适用范畴1 本规程适用于铝电解用预焙阳极炭块的生产。

2 本规程适用于抚顺铝厂。

一、工 艺 流 程炭素分厂要紧生产铝电解用阳极糊和预焙阳极，现有新、旧两套系统，新系统生产新电解分厂用的大预焙阳极，老系统生产四期电解用的小预焙阳极和阳极糊及其它糊类制品。

二、原料处理1 目的范畴：规定了原料堆放要求，为煅烧提供破裂处理焦炭。

本系统要紧包括原料堆场、对齿辊破裂机、运输皮带机等。

2 生产中所用原料为低灰份的石油焦、沥青焦和高温煤沥青或改质沥青。

原料堆场需按不同品种、等级存放，存放时不许混入其他杂质。

3 进厂的各种原料必须符合质量标准，进入原料库前必须取样分析，合格后方可入库。

4 假如生产用的是混合料，应依照原料的品种和质量情形确定配比，一样延迟焦配入量为60～100％。

5 原料焦炭在齿式对辊破裂机中破裂，入碎前料块应小于200mm，破裂后料块应小于70mm。

6 设备检查6.1 破裂机检查：⑴严禁杂物、金属混入。

⑵螺丝固定紧固。

⑶给料适中，不得超设备能力。

⑷轴承、电机温度不超过60℃。

⑸各润滑点润滑良好。

6.2 皮带输送机检查⑴检查前后滚筒和减速机各润滑点的润滑情形。

⑵皮带有无裂口，皮带是否跑偏，如有问题要及时处理。

⑶检查是否有人、故障物阻碍皮带运行。

⑷调整好给料量，不得超过皮带机最大运输量。

⑸经常检查驱动电机和轴承温度，不承诺超过60℃。

三、煅烧1 目的范畴：利用罐式煅烧炉加热处理即煅烧石油焦，达到质量要求。

要紧包括煅烧给料、罐式炉煅烧系统，煅后焦运送设备。

2 技术条件2.1 首层火道温度1150～1300℃，负压10～30Pa。

12pa2.2 三层或四层火道温度1150～1300℃，负压20～80Pa。

60pa 2.3 烟道平均温度不大于800℃，个别测点不大于1000℃，带余热锅炉的烟道温度不大于300℃。

2.4 燃料：罐式煅烧炉使用煤气加热时，煤气温度5～25℃，煤气总管压力不低于2000Pa，集合管压力为1400～2000pa，管道内任何情形下不得造成负压。

《炭素工艺学》课程教学大纲课程代码：050541002课程英文名称：Carbon technology课程总学时：40讲课：40 实验：上机：0适用专业：粉体材料科学与工程专业大纲编写（修订）时间：2017.3一、大纲使用说明:（一）课程地位及教学目标（1）课程的地位本课程是粉体材料工程专业的专业方向课，必修课。

（2）教学目标掌握碳材料基础知识，包括炭和石墨材料，炭素生产用原材料。

掌握炭素生产工艺：原料的煅烧、原料的粉碎、筛分、配料及混捏，成型，炭制品的焙烧，浸渍，石墨化。

（二）知识、能力、技能方面的基本要求（1）知识方面的基本要求掌握碳材料基础，炭和石墨材料、炭素生产用原材料；掌握原料的煅烧、原料的粉碎、筛分、配料及混捏、成型、炭制品的焙烧、浸渍、石墨化。

（2）能力方面的基本要求要求学生掌握炭素生产基本原理和工艺，具备运用这些知识的能力，（3）技能方面的基本要求具有解决炭素工程实践中的具体问题的基础知识和基本技能。

（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。

讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学手段：由于本课程实践性较强，因此在教学过程中除了强调基本理论和基础知识，还注重基本理论和基本知识在新型碳材料领域的应用。

通过实践教学加强对基础知识与基本理论的理解和应用。

（四）对先修课的要求在讲授本课前，学生应修完材料性能学、物理化学、粉体材料基础等专业课程。

（五）对习题课、实验环节的要求1．对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

2．课后作业少而精，内容多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及理论应用方面的内容，作业巩固所学理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，适当安排课内讲评作业。

炭素制品工艺技术炭素制品是一种具有广泛应用的高性能材料，其制备技术的发展对于推动现代工业的发展起到了重要的推动作用。

炭素制品工艺技术主要包括炭化、焙烧、石墨化和石墨化等步骤，下面将分别介绍这些步骤的工艺特点以及应用。

首先是炭化过程。

炭化是将有机原料经过高温处理，使其脱去除碳以外的主要成分，形成具有高碳含量的炭素材料。

这种工艺技术主要适用于炭黑、焦炭和石墨的制备。

炭化过程中需要控制温度、时间和气氛等因素，以确保所制备的炭素材料具有所需的特性。

接下来是焙烧过程。

焙烧是将炭化后的材料在高温下进行热处理，以使其结构更加稳定。

焙烧过程主要通过提高温度和延长时间来实现。

焙烧的目的是提高材料的热稳定性和机械强度，同时减小材料的气孔，从而提高材料的密度和密封性。

石墨化是将经过焙烧的材料进行化学处理，从而使其获得更高的结晶度和石墨化程度。

石墨化过程主要通过在高温下进行氧化处理，使材料中的杂质得到去除，从而提高石墨材料的性能。

石墨化技术的主要应用是生产高纯度的天然石墨和人工石墨。

最后是石墨化过程。

石墨化是将经过焙烧和石墨化处理的材料进行加工，以使其形成具有特定形状和尺寸的产品。

石墨化工艺主要包括压制、加热和再压缩等步骤。

通过这些加工步骤可以制备出石墨片、石墨乳液、石墨纤维和石墨复合材料等多种炭素制品。

炭素制品工艺技术的发展在很大程度上推动了现代材料科学的发展。

炭素制品具有很多优良的性能，如高强度、高导热性、高导电性、低摩擦系数和耐高温等特性，因此广泛应用于航空航天、电子、化工、能源和新能源等领域。

同时，炭素制品还具有很高的环保性能，不产生污染物和有害气体，符合可持续发展的要求。

总之，炭素制品工艺技术的发展为现代工业的发展提供了重要的支撑。

通过炭化、焙烧、石墨化和石墨化等工艺步骤，可以制备出具有高强度、高导热性、高导电性和耐高温等性能的炭素制品。

这些炭素制品在航空航天、电子、化工、能源和新能源等领域具有广泛应用前景。

炭素工艺学资料74 如何评价炭材料生产用石油焦的质量,炭材料生产用石油焦的质量可用灰分、硫分、挥发分、锻后焦真密度、粉焦量和杂质元素含量来衡量。

灰分含量是石油焦的主要质量指标，硫分对于炭材料生产来说是一种有害元素。

石油焦的挥发分高低显示了焦炭的焦化程度，其对锻烧操作有较大的影响。

锻后焦的真密度大小标志着石油焦的石墨化难易程度，锻后焦真密度越大，石油焦越易石墨化，并且石墨化产品电阻率较低。

为了更全面地分析炭材料用石油焦的使用性能，有时还需要检测石油焦的堆积密度、振实密度与锻后焦的电阻率、热膨胀系数和机械性能长可破碎性、脆性和磨损率)。

101 什么是煤沥青，煤沥青具有哪些用途,煤沥青全称为煤焦油沥青，是煤焦油蒸馏提取馏分(如轻油、酚油、蔡油、洗油和葱油等)后的残留物。

煤沥青常温下为黑色固体，无固定的熔点，呈玻璃相，受热后软化，继而熔化。

煤沥青主要用途为:( l )生产各种类型炭材料的勃结剂和浸渍剂，这一部分产量最大;( 2 )生产针状焦和炭纤维等高技术产品，产量不大，但附加值很高;( 3 )防水防腐材料和筑路材料。

123 什么叫锻烧,炭质原料锻烧的目的是什么,炭质原料在高温下进行热处理，排出所含的挥发分，并相应地提高原料理化性能的生产工序称为锻烧。

煅烧目的:( 1 )排除炭质原料所含的挥发分;( 2 )排除炭质原料所含的水分;( 3 )提高炭质原料的密度和机械强度;( 4 )提高炭质原料的导电性能;( 5 )提高炭质原料的化学稳定性和抗氧化性能。

25 影响混捏质量的因素有哪些,( l )混捏温度。

混捏温度降低，混捏不均，不易成型，并且生坯疏松且结构不均匀。

混捏温度升高，有利于提高混捏质量以及糊料的成型( 2 )混捏时间。

混捏时间短，糊料混捏不均匀，混捏时间过长，使干料粒度组成发生变化，糊料质量变差。

( 3 )干料性质。

干料颗粒表面粗糙，糊料塑性好。

( 4 )载结剂用量。

勃结剂用量过少、，糊料塑性变差。