影响煅后石油焦粉末电阻率的因素

如何提高煅后焦内部质量发布时间：2023-01-04T03:11:51.499Z 来源：《新型城镇化》2022年23期作者：屈桂臣[导读] 原料煅烧是炭素生产工艺中的一道重要工序，煅烧作业就是炭素原料在隔绝空气的条件下进行高温热处理。

在煅烧过程中，原料的结构和元素组成都发生一系列深度变化，从而提高了它们的物理化学性能。

煅后焦质量对炭素材料成品质量及各工序的技术指标都影响很大，所以保证原料煅烧质量是保证最终产品质量的重要前提。

百色皓海碳素有限公司广西百色 533000摘要：原料煅烧是炭素生产工艺中的一道重要工序，煅烧作业就是炭素原料在隔绝空气的条件下进行高温热处理。

在煅烧过程中，原料的结构和元素组成都发生一系列深度变化，从而提高了它们的物理化学性能。

煅后焦质量对炭素材料成品质量及各工序的技术指标都影响很大，所以保证原料煅烧质量是保证最终产品质量的重要前提。

关键词：煅后焦；内部质量；提高1 前言铝电解预焙阳极被称为电解槽的“心脏”，炭阳极的质量对铝电解生产过程起着重要作用，同时由于炭阳极在电解过程中的不断消耗使得其在铝电解的生产成本中仅次于电耗和氧化铝的消耗，约占整个生产成本的15％左右[1]（如果阳极质量不佳，此比例可上升至25％）。

所以，进一步提高和稳定炭阳极质量，对电解铝厂降低生产成本、提高经济效益有着很大意义。

煅烧是炭阳极生产的第一道热处理工序，所以对于后工序的生产有着至关重要的影响。

2煅烧工艺石油焦原料在隔绝空气的条件下进行高温（1250---1380℃）热处理的过程称为煅烧。

煅烧的目的是排出原料中的水分、挥发份，使石油焦原料充分收缩从而提高其物理化学性能。

一般情况下，石油焦从200℃开始逸出挥发份，到1100℃时挥发份基本逸出完毕，在500℃～800℃范围内，石油焦的挥发份逸出量最大。

在700℃左右时，石油焦挥发份主要是碳氢化合物及碳氢化合物热解所分解的氢，随着温度的继续升高，气体逸出量减少，热解的温度增加，进一步促进结构的紧密化。

粉料对预焙阳极质量的影响及控制研究作者：黄雍来源：《西部论丛》2018年第07期摘要：本文围绕粉料对预焙阳极质量影响的相关议题进行了探讨，分析了粉料的含量对预焙阳极质量的影响以及粉料的细度对预焙阳极质量的影响，论述了生产粉料的质量控制和改进措施，供相关人士参考。

关键词：预焙阳极质量影响措施1 引言在预焙阳极的生产制作过程中，用到的生产原料以石油焦为主，因此石油焦的质量对预焙阳极的产品质量起到至关重要的作用。

目前，市场上的石油焦粉，无论是在粉焦含量上，还是在杂质元素含量上，都有上升的趋势，这就给预焙阳极产品的质量问题埋下了隐患，需要对粉料的质量采取各种控制和优化措施，继而保障预焙阳极的产品质量更加可靠和稳定。

2 粉料含量对预焙阳极质量的影响石油焦中粉料的含量对于煅后石油焦的粉末比电阻、干料配方的振实容重、生阳极体积密度等各项质量指标能够产生不同程度的影响。

表1与表2的数值发现，同一种生产配方下，粉料含量不同的两种煅后焦会对阳极的质量指标造成较大的差异。

煅后焦Ⅰ的粉料含量相对煅后焦Ⅱ的粉料含量较高，预焙阳极的生产指标表现较差。

对于预焙阳极生产来说，合理控制粉料的纯度含量能够提高阳极的体积密度，对生胚的质量提升有着十分关键的作用。

3 粉料细度对预焙阳极质量的影响从表1和表2中发现，煅后焦Ⅰ的粉料纯度含量为61.4%时，所对应的粉子的布莱恩数值为3871，而煅后焦Ⅱ的粉料纯度含量为58%时，其测得的粉子的布莱恩数值为4081。

粉料的纯度含量较高时，其布莱恩数值反而较低，这说明，粉料的纯度与粉子的细度之间还存有其他的影响因素，不能简单地以粉料的纯度来确定粉子的细度，还需要进一步研究。

为此对实际生产中预焙阳极质量的相关指标进行检测，从数值中发现了一定的规律性。

也就是说，在确定粉子布莱恩数值和颗粒度分布的时候，能够对粉子颗粒度组成进行大体推测。

这就为预焙阳极生产过程中所需要的沥青配备提供了可参考的有效依据。

沥青的配比主要是由粉子的比表面积所决定，因此可以通过提高布莱恩数值来实现阳极的体积密度的提升。

回转窑煅烧带的判定及影响因素石油焦进入回转窑后，温度逐渐升高，达到最高温度后，又开始下降，整个升温过程可分为三个温度带，即预热带、煅烧带和冷却带。

物料在煅烧过程中产生的一系列物理化学变化主要都是在煅烧带上完成的。

因此，煅烧带对石油焦煅烧的产量、质量、实收率和窑体内衬寿命都有着重要影响。

本文通过介绍回转窑煅烧石油焦生产中的不同工况，提出了回转窑煅烧带长度、温度、位置的判定方法并阐明了回转窑煅烧带的影响因素一、煅烧带的判定煅烧带的“三要素”即温度、长度和位置直接影响煅烧效果，对煅烧过程产生重要影响。

要控制好煅烧带，首先要对煅烧带做出准确判定。

煅烧带温度的判定煅烧带温度通常指煅烧带内物料的最高温度，由于目前还无法直接测量回转窑内的物料温度，因而煅烧带温度只能以窑内烟气温度或内衬表面温度代替。

然而由于烟气温度、内村温度和物料温度间存在着温差，且不同位置温差不同。

所以当前多使用光学高温测量仪测量窑内衬温度替代煅烧带温度，测量时以窑内无料侧温度最高处为测点。

煅烧带长度的判定煅烧带长度通常为物料发生物理化学变化所处的带段。

对石油焦而言，从 200~250℃开始，便有挥发份逸出，但此时物料并未发生明显的变化。

随着温度的升高挥发份逸出加剧，物料开始产生变化，此处为煅烧带的起点，其标志和参照为内衬亮度增强，挥发份逸出激烈并产生火焰，物料由黑变红，料层斜面与水平面的夹角由小变大，料层宽度由宽变窄处为煅烧带的起点。

内衬亮度减弱，挥发份排出基本结束，料层表面火焰很小或无火焰，温度开始下降，料层斜面宽度及其与水平面的夹角基本稳定之处为煅烧带的终点，起点到终点的距离即为煅烧带的长度，判定煅烧带起点到窑头的距离时，主要以二次风嘴为参照。

煅烧带位置的判定在煅烧带长度判定之后，煅烧带的位置可以用煅烧带的终点到窑头的距离来表示，即为冷却带的长度。

二、煅烧带的影响因素煅烧带温度的影响因素煅烧带温度的影响因素有燃料热值及用量、助燃空气量、挥发份、窑内负压、煅烧带长度、煅烧带位置、内衬保温效果及环境温度。

研究与开发化 工 设 计 通 讯Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications·156·第44卷第11期2018年11月1 粉料对预焙阳极质量的影响1.1 粉料含量对预焙阳极质量的影响通过大量生产数据的统计发现，不同厂家的石油焦物料的粒度分布、各粒级物料纯度、颗粒强度等指标有着明显的差异，在配方不变的情况下生产的阳极各项质量指标差异较大。

总体来说，粉料含量较高的煅后焦比粉料含量较低的煅后焦在生产中各项指标较差，主要表现在各粒级干料纯度、粉料含量和布林值的对应关系，干料混合样振实容重、颗粒强度、粉末电阻率、沥青需求量和对应的生坯体积密度等指标的差异。

1.2 粉料细度对预焙阳极质量的影响以往预焙阳极生产中，主要使用纯度筛分法，但是无法对粉料的细度分布情况、分子布林值作出定量评价。

如果将这些粉料直接投入使用，可能会对最终的阳极质量产生影响。

因此，在粉料筛选时，必须要关注细度对阳极质量的影响。

为了将分子布林值控制在标准范围之内，一种有效的方法是调整沥青用量，沥青的掺加量会直接影响阳极的密度和空气渗透性。

当阳极的空气渗透性维持在较低值时，阳极与空气接触后发生氧化反应的速率也会受到影响，从而减缓了阳极氧化的速度，对于稳定电解工艺参数、保证铝电解槽的平稳运行也有一定帮助。

需要注意的是，根据阳极生产工艺参数的不同，对粉料细度的要求也有一个参考范围。

如果生产厂家过度追求粉料细度，还会增加糊料的黏性，可用粉料减少，变相的增加了阳极生产过程中粉料的用量，不仅增加了生产成本，而且也不利于增强阳极的硬度。

如果生产过程中发现糊料的黏性过大，可以通过适当增加温度的方式，在高温环境下让糊料和粉料混捏，以达到降低糊料黏性的目的。

2 预焙阳极过程中粉料质量的控制措施2.1 石油焦质量控制阳极生产企业所用的石油焦，主要来源于焦化厂。

煅后焦质量的影响因素分析和建议摘要：本文对回转窑煅烧工艺进行了简要介绍，并对煅后焦质量指标和制约主要质量指标的因素进行了详细分析。

煅后焦的质量指标主要包括含碳量、真密度、粉末电阻率、灰分、挥发分、全水分及硫份等。

在以上这些质量指标是衡量煅后焦质量的主要指标，了解影响煅后焦质量的因素并进行分析，以便更好的调节系统的运行状况，从而提高煅后焦的质量。

影响煅后焦质量的主要因素包括原料质量；煅烧带温度、位置和长度；窑的转速；窑负压。

结合我厂回转窑的运行状况对上述影响因素进行综合分析，从而使我们可以更加容易和熟练地掌握控制煅后焦产品质量的方法。

在对影响煅后焦的因素进行研究分析的基础上通过综合、总结、思考，提出我的一些建议，并为以后的工作提出新的研究课题。

关键词：回转窑，煅后焦，质量，节能减排，建议前言本世纪初，随着电解铝的建设向大规模、高效节能的方向发展，新建的电解铝厂生产规模大部分都在10万t／a以上。

目前阳极厂直接采用煅后焦作为铝用阳极的生产原料。

石油焦煅烧是铝用阳极生产的首道工序，煅后焦质量的好坏将直接影响阳极炭块的质量。

石油焦是石油提炼时产生的渣油或石油沥青经过加温焦化而得到的固体碳素材料，它是石油提炼后的副产品石油焦煅烧是碳素生产工艺过程中的一项重要工艺。

经过煅烧后的煅后焦质量对后面碳素制品各项工艺的技术指标有很大影响，是生产合格铝用阳极重要前提。

目前，世界上约有85%的石油焦采用回转窑煅烧[1]，其结构如图1所示。

图1回转窑系统建构简图第2章回转窑煅烧工艺简介2.1 回转窑工艺原理石油焦由煅前仓进入窑尾后，由于筒体的倾斜和旋转，使物料产生一个既沿着圆周方向翻滚，又沿着轴向从高端向低端移动的综合运动；物料在窑内完成干燥、预热、脱挥发和稠化等工艺过程。

期间原料中开始逸出挥发分时的温度一般是200～250℃，500℃后由于裂变加剧挥发分逸出量增大，当温度上升到一定值后，气体逸出量便急剧下降，大约1200℃后基本停止逸出。

煅后石油焦粉末电阻率煅后石油焦粉末是石油焦在高温环境下经过煅烧处理后获得的一种粉状物质。

它具有许多特殊的物理和化学性质，其中电阻率是其中一个重要的参数。

本文将探讨煅后石油焦粉末的电阻率及其影响因素，并介绍了几种常用的测量方法和应用领域。

煅后石油焦粉末的电阻率是指该物质对电流的阻碍程度，通常用电阻率的倒数——导电性来表示。

导电性是一个与材料中自由电子的运动有关的参数。

对于煅后石油焦粉末，导电性可以反映其导电能力和电荷传递的效率。

电阻率是测量导体能否导电的重要指标，因此对于煅后石油焦粉末的电阻率的研究具有重要的科学意义和应用价值。

煅后石油焦粉末的电阻率受多种因素的影响。

首先，煅烧温度是决定石油焦颗粒结构和导电性的关键因素之一。

煅烧温度过高会导致石油焦粉末中结晶的增长，形成大颗粒，降低了导电性，从而使电阻率升高。

其次，石油焦粉末的粒度分布也会对电阻率产生影响。

粒度分布不均匀会导致颗粒之间的接触不良，增加电阻，使电阻率升高。

此外，石油焦粉末的化学成分和纯度也会对电阻率产生影响。

杂质的存在和纯度不高会增加石油焦粉末的电阻，降低导电能力。

在实际应用中，有许多方法可以用来测量煅后石油焦粉末的电阻率。

最常用的方法是四探针法。

四探针法是通过在样品表面平行放置四个电极，在通过其中两个电极施加电流，通过另外两个电极测量电压来测量样品的电阻。

这种方法可以排除电极接触不良对测量结果的影响，提高测量的准确性。

另外，还有电化学阻抗谱法、直流电阻测量法等方法也可以用来测量煅后石油焦粉末的电阻率。

煅后石油焦粉末的电阻率在许多领域都有重要的应用。

首先，在冶金行业中，石油焦粉末广泛用于制备炭电极和电极糊。

石油焦粉末的电阻率决定了电极材料的导电能力，影响了电极材料的性能和使用寿命。

其次，在电子行业中，石油焦粉末也可以用于制备导电油墨和导电涂料。

石油焦粉末的电阻率决定了导电油墨和导电涂料的导电性能，影响了电子器件的性能和稳定性。

此外，在能源储存领域，石油焦粉末也可以用于制备超级电容器电极材料。

简述石油焦煅烧质量的控制及提高摘要：石油焦为石墨电极、铝用阳极、电极糊等制品原材料之一，其质量优势主要受渣油质量、焦化工艺影响。

为提高石油焦煅烧质量，文章提出调整窑头窑尾负压。

实现窑尾温度、煅烧带长度、预热等方面控制。

同时，控制回转窑锻前投料及大窑转速，减少锻后石油焦流态化焦产生，也降低石油焦锻造中的二次结焦量，优化煅烧质量，稳定内部结构。

关键词：石油焦；煅烧；质量；控制；窑尾负压国内石油焦其挥发分波动处于10%-17%，最高甚至达到27%，且含有流态化焦，石油焦粉焦含量多，-8mm粒级粉焦含量达到40%，最高69%[1]。

由此可见，炼油厂石油焦质量不稳定，且以传统工艺煅烧石油焦，其真密度、电阻率均满足中行业指标，但石油焦实际质量却有较大变化，导致炭-石墨制品生产中的质量得不到有效控制[2]。

文章针对当下石油焦煅烧工艺控制的不足，提出相应的工艺优化控制及提高，旨在为更好的控制石油焦质量提供理论参考。

1.实验分析以化学动力学知识为理论支持，有机化合物碳化中的变化过程复杂，但大多为化学键断裂重组，形成稳定的化学键。

此外，以化学热力学原理计算，有机化合物碳化前期，将构成芳族结构的碳素前驱体[3]。

考虑到碳素前驱体的形成、反应过程、结构，可将其分为易石墨化碳素前驱体及难石墨化碳素前驱体，二者的关键在于落实碳化过程控制。

开始碳化时，需控制中间相，以大分子缩合稠环芳族结构形成为核心。

实验针对石油焦预热及窑内低温段反应实践、氛围、过程控制，避免石油焦及轻质馏分在碳化中形成难于石漠化碳素前驱体。

1.1实验原料及燃料原料：延迟石油焦、釜式石油焦。

燃料：重油。

1.2设备以Φ2.2mx45m回转窑对设备进行煅烧实验，配料、压型及混捏则在兰炭二压型生产系统中完成。

压型设备选择35MN油压机，实验不采用二、三次风。

1.3分析实验以YB/T03592碳素材料粉末电阻率测试方式为依据，对电阻率测试分析，以SH/T0033-90真密度测试方式测试真密度。

回转窑煅烧石油焦烧损的主要因素及对策摘要：该文通过描述了回转窑在煅烧原油焦生产中的三个不同工况。

并阐明了炭质烧断的额外加剧出现在以下状况——尾部点燃。

讨论了入窑的石油焦粒度、投料方式量、窑宽度长径比、斜率等对炭质烧断的影响。

其中提高了窑的长径比和窑斜率，对我国炭素回转窑中降低炭质烧断具有很大的积极意义。

关键词：回转窑煅烧生石油焦；烧损；斜度一引言用回转窑焙烧石油焦，具备建设费用小、生产能力大、控制方便、用人少的优点。

与传统罐式炉窑比，回转窑内所形成的烟尘更为集中，能方便地净化处理和余热利用。

回转窑内的石油焦与烟气是直接接触，如果工艺条件不当将会使炭质烧损增加。

二回转窑煅烧三个工作带原生石油焦首先由高端窑尾流入，石油焦伴随筒体的旋转而逐步向下游窑头转移，经高温加工后，作为产品的煅后焦由窑头流出。

窑头喷管中自燃生成的烟雾连同石油焦在煅烧时形成的烟雾，沿窑尾气流，直接接触石油焦反逆热。

而按照窑内各高热区域的主要功能，窑区一般可分为三个工作区域，即三个热温带。

第一个高温带工作是在窑尾附近的干燥预热带地区，在这个工作区域，石油焦从温度上被预热至最接近于煅烧温度。

部分挥发的出份在窑内焚烧，另部分则被吸进燃料室内。

石油焦在此段进行了大量清除水份和消灭部分挥发份子的工作。

第二个高温地带为高温煅烧区，石油焦煅烧温度大约为1150-1250℃。

在无燃料煅烧时的煅烧带长度也可以向窑内延伸数米。

在多数情况下，窑头的燃烧器只是消耗很少的燃料，甚至不用燃料就可以控制好煅烧温度。

石油焦在经过煅烧时产生的挥发性份，可以将石油焦的内部结构再次进行，石油焦的内部结构才得以完全缩小。

煅后焦的质量指标是由煅烧带的温度和长度来控制的。

第三高温区是淬火带，当煅后焦脱离煅烧带时，高温降低了，它的正常部位，起点是喷嘴的前部，终点站则是窑头的料端。

若石油焦在高温冷却带中仍有大部分挥发份逸出，则石油焦煅烧的不完整，效率降低。

三煅烧过程中的三种情况窑内温度的正常分布是，窑尾烟气温度下限略高于烟气点火温度，当烟气温度低于点火温度时，燃烧不稳定并引起负压波动，甚至在窑头出现火焰空隙。