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1　概论1

1.1 铝电解槽炭阳极与阳极炭块1

1.1.1 铝电解槽炭阳极1

1.1.2 阳极炭块1

1.1.3 阳极炭块组2

1.1.4　预焙阳极操作2

1.1.5 阳极电压降、阳极反应和阳极消耗3

1.1.6 残极4

1.1.7　连续预焙阳极5

1.2　铝电解对预焙阳极的要求5

1.2.1 预焙阳极的安装及其使用特性5

1.2.2　物理性能要求6

1.2.3 化学性能要求7

1.2.4　机械性能要求8

1.2.5 热物理性能要求9

1.2.6　形状、尺寸和外形要求10

1.2.7　贮存和运输11

1.3　炭阳极质量对铝电解生产经济技术指标的影响12

1.3.1 阳极故障12

1.3.2 阳极故障对槽温和电流分布的影响13

1.3.3 炭阳极氧化掉渣和裂纹掉块的危害13

1.4　炭阳极生产工艺及设备流程15

1.4.1 原料库16

1.4.2 沥青库16

1.4.3 煅烧17

1.4.4　破碎磨粉工段17

1.4.5 配料混捏17

1.4.7 焙烧18

1.4.8 主要设备18

1.4.6 成型18

1.5　预焙阳极炭块生产现状和市场19

1.5.1 生产现状19

1.5.2 铝用阳极炭块产品市场情况20

2　铝电解炭阳极应用技术21

2.1 阳极炭块组浇铸、组装21

2.1.1 阳极炭块组装21

2.1.2 阳极组装类型22

2.1.3 阳极炭块组磷生铁浇铸技术要求23

2.2　阳极组装车间工艺25

2.2.1 阳极组装车间的主要任务25

2.2.2 阳极组装车间工艺流程26

2.2.3 阳极组装其他主要设备的特点与性能28

2.3　铝电解槽阳极更换29

3.1　延迟石油焦33

3　预焙阳极生产原料——石油焦33

3.2　阳极生产对石油焦的要求34

3.3　影响石油焦质量的因素38

3.4　石油焦质量对炭阳极质量的影响39

3.5　延迟石油焦的生产分类和市场40

3.6　阳极残极的特性及应用41

3.6.1 残极量和种类对焙烧阳极密度的影响42

3.6.2 残极量对阳极空气渗透率的影响42

3.6.3 软残极和硬残极对阳极机械强度的影响43

3.6.4 阳极残极的含钠量对阳极的羧基化反应的影响43

3.6.5 残极燃点对阳极空气反应性的影响43

4　预焙阳极生产原料——黏结剂煤沥青44

4.1　煤沥青概论44

4.2　煤沥青的质量46

4.3　煤沥青的主要成分、性质和最新趋势46

4.3.3 β树脂47

4.3.1 甲苯不溶物（BI）47

4.3.2　喹啉不溶物（QI）47

4.3.4　γ组分48

4.3.5 软化温度48

4.4　煤沥青对阳极质量的影响49

4.5　煤沥青的生产50

4.5.1 中温煤沥青的生产50

4.5.2 提高沥青中BI含量的方法及效果51

4.5.3 改质沥青生产51

4.6　预焙阳极生产前煤沥青的制备52

5　阳极生产原料——石油焦的煅烧54

5.1 焦炭烘干54

5.2　焦炭煅烧54

5.3.2　真密度的变化57

5.3.1 挥发分的排出57

5.3　石油焦在煅烧过程中的物理化学变化57

5.3.3　体积收缩和质量损失58

5.3.4 电阻率的变化58

5.3.5 孔隙率与氧化质量损失的变化58

5.3.6 石油焦煅烧后氢含量的变化59

5.4　对煅烧焦质量的要求59

5.5　煅烧工艺流程60

5.6　煅烧设备与工艺操作61

5.6.1 回转窑61

5.6.2　罐式煅烧炉67

5.7　罐式炉的辅助机械73

5.7.1 加料系统设备73

5.7.2 排料装置74

6.1　炭素材料的破碎与筛分工艺流程76

6　破碎、筛分与配料76

6.2　破碎－磨粉设备与操作77

6.3　物料粒度筛分80

6.4　配方与配料81

6.4.1 配料81

6.4.2　配方的粒度组成82

6.4.3 黏结剂的使用82

6.4.4　理论配方和工作配方83

6.4.5 配料工艺的几个名词术语83

6.4.6 生产配方的编制85

6.4.7 优质预焙阳极的配方范围85

6.5 破碎、磨粉、筛分与配料主要设备86

6.5.1　颚式破碎机86

6.5.2　辊式破碎机92

6.5.3 电机振动筛94

6.5.4　球磨机97

6.5.5 雷蒙磨102

6.5.6 料仓106

6.5.7 圆盘给料机109

6.5.8 电磁振动给料机110

6.5.9　螺旋给料机113

7　混捏116

7.1　混捏工艺116

7.1.1 混合度117

7.1.2 骨料和粉料的混合均匀度（以％表示）118

7.1.3 黏结剂的分散度（以％表示）118

7.1.4　加压混捏118

7.1.5 骨料和粉料表面沥青吸附膜119

7.1.6 比表面积119

7.2.1 概述120

7.2　混捏设备120

7.2.2 卧式双轴混捏机121

7.2.3　连续混捏机124

7.2.4　逆流高速混捏机129

8　成型130

8.1　生制品成型过程130

8.2　阳极成型工艺131

8.3　成型设备132

8.3.1 挤压成型132

8.3.2　振动成型133

8.4　成型品质量的几个问题141

8.4.1 糊料预压141

8.4.2 压缩比141

8.4.3 生坯回胀141

8.4.5 弯曲及变形142

8.4.4 生坯缺陷142

8.4.6　长度不符合标准143

8.4.7　碰损143

8.4.8 生坯体积密度不合格143

8.4.9 压型工序生产效率的计算和成品率的影响因素143

8.5　真空成型143

9　炭阳极生坯焙烧145

9.1　焙烧过程145

9.2　煤沥青炭化曲线和焙烧升温曲线147

9.3　焙烧工艺操作与设备148

9.3.1 环式焙烧炉的工艺操作148

9.3.2 工艺参数对焙烧制品质量的影响149

9.3.3 环式焙烧炉结构150

9.3.5 阳极焙烧炉用耐火材料156

9.3.4 环式焙烧炉的启动156

9.3.6 阳极焙烧炉新技术157

9.3.7 倒焰窑的工艺操作175

9.4　焙烧品的质量问题176

9.4.1 垂直裂176

9.4.2 水平裂177

9.4.3 弯曲及变形177

9.4.4　氧化与麻面177

10　炭阳极厂三废污染及环保治理179

10.1 沥青烟的产生与治理179

10.1.1 沥青烟气的产生179

10.1.2 沥青烟气的危害179

10.1.3 沥青烟气的治理182

10.2.1 粉尘183

10.2　粉尘、废渣、废液的产生及治理183

10.2.2 废渣、废液184

10.2.3　废水的净化和处理184

10.2.4 噪声186

10.3　除尘净化主要设备186

10.3.1　旋风除尘器189

10.3.2　袋式除尘器193

10.3.3 除尘器的卸尘装置199

10.3.4　焙烧炉电捕焦油烟气净化装置简介200

11　阳极质量及影响因素203

11.1 铝电解槽应用优质阳极炭块的技术经济分析与评价203

11.1.1 问题的提出203

11.1.2 铝电解槽阳极消耗的计算203

11.1.3 铝电解槽阳极节电计算206

11.1.4 阳极热冲击电解槽故障减少的效益分析206

11.1.6　优质阳极的检验与判别207

11.1.5 强化电流的技术－经济潜力207

11.1.7　结论208

11.2　提高预焙阳极炭块质量的途径209

11.3 阳极炭块裂纹的产生和防止213

11.3.1 阳极裂纹的形态外貌分析213

11.3.2 引起阳极裂纹的应力原因归类221

11.3.3 阳极生产和电解工艺十几种因素对裂纹的影响及防治223

11.3.4　焙烧过程与裂纹形成试验230

11.3.5 结论232

11.3.6 短时间停炉裂纹的形成233

11.3.7　炭碗裂纹的形成233

11.3.8 由阳极组装引起的阳极裂纹时TSR［％］掉块问题233

11.3.9 电解槽工艺条件的影响234

11.4　沥青QI，中间相小球体与阳极质量235

11.3.10 热冲击对阳极裂纹的影响235

12　炭阳极测试技术239

12.1　煤沥青测试技术239

12.1.1 煤沥青水分的测定239

12.1.2　煤沥青软化温度的测定（GB2294—1980）239

12.1.3 煤沥青灰分的测定（GB2295—1980）240

12.1.4　煤沥青结焦值的测定（GB1827—1988）241

12.1.5 煤沥青挥发分的测定242

12.1.6 煤沥青甲苯不溶物的测不定期（GB2292—1980）242

12.1.7 煤沥青喹啉不溶物的测定（GB2293—1980）243

12.1.8 煤沥青密度的测定（ISO6993—1983）244

12.1.9　煤沥青动力黏度的测定（ISO8003—1985）246

12.1.10 沥青对骨料焦浸润性测定247

12.2　石油焦测试技术250

12.2.1 石油焦水分的测定250

12.2.3 石油焦挥发分的测定251

12.2.2 石油焦灰分的测定251

12.2.4　煅后焦水分的测定（GB2001—1980）252

12.2.5 煅后焦灰分的测定253

12.2.6　煅后焦挥发分的测定（GB2003—1980）254

12.2.7 煅后焦氧化率的测定254

12.2.8 煅后焦比电阻的测定255

12.2.9 煅后焦总孔隙体积和孔隙分布的测定256

12.2.10　煅后焦氢含量的测定（DIN51912—1985）257

12.3　炭阳极测试技术258

12.3.1 铝用炭阳极质量的常规分析258

12.3.2 铝用炭素材料质量一些新指标的分析与研究260

12.3.3 阳极糊延伸率和流动性测定267

12.3.4 阳极炭块抗折强度的测定270

12.3.5 阳极炭块抗拉强度的测定（DIN51914—1985）271

12.3.6 阳极和阴极炭块杨氏弹性模量的测定272

12.4.1 ISODI10142煅后焦——使用振动磨碎机测定颗粒稳定性274

12.4　国外和国际标准测试方法简介274

12.4.2 国际标准ISO12984煅后焦－颗粒大小分布的测定275

12.4.3 电极用沥青－喹啉不溶物材料含量的测定277

12.4.4　空气渗透性的测定279

12.4.5 煅后焦的空气反应性测定280

12.4.6 铝用预焙阳极炭块空气反应性的测定282

12.5　铝用炭素材料检测取样方法284

12.5.1 煅后焦的取样方法284

12.5.2　炭素材料取样方法选择（GB1427—1988）284

12.5.3 铝电解用炭素制品取样方法选择（YS/T62—1993）287

附录291

一、《中国冶金百科全书炭素材料》卷部分条目摘要291

二、济宁炭素总公司发展企业若干条理念（选摘）308

参考文献317