碳素公司实习报告

实习报告一、实习目的生产实习是理论联系实际的重要课堂，也是我们学生从学校走向生产岗位的第一步。作为当代大学生，我们要成为既具有理论知识，又具有一定实践认识的全方位的新一代人才，不能仅通过课堂课本和实验室的实验环节来增长知识，而是应当走入社会，真正走上第一线去了解、去认识具体的生产过程，只有这样才能加深理解碳素生产的基本原理、生产工艺过程与设备的基础理论、基础知识。生产实习正是这样一个难得的锻炼机会。通过生产实习，我们可以将学校所学的理论知识灵活地应用到实际生产中，并从生产过程中发现问题、分析问题、最终解决问题。针对实际生产过程，我们可以培养自己的思维、观察能力，进一步认识实际的生产设备、控制方法和处理过程等，以求知识点的融会贯通和知识面的扩大，使我们具有新工艺、新设备、新技术的研究与开发的初步能力并养成遵章守纪的好习惯，为今后真正走上工作岗位打下较为扎实的基础。二、实习要求(1)实习期间，学生积极遵守和贯彻党的方针和工厂的各项安全措施及规章制度，认真听取师傅的建议和教诲，同学间相互关心，生活上互相帮助。(2)熟悉工厂主要设备和产品，熟悉各车间产品生产所用原料和工艺流程，详细记录其工艺参数。(3)实习后绘制车间布置和工艺流程图并做好实习报告。三、实习内容1公司简介济南澳海炭素有限公司是新兴发展起来的电解铝用预焙阳极生产企业。创建于2001年，注册资本2400万元，座落于山东省济南市平阴县孔村炭素园区。公司占地面积60万平方米、建筑面积约26万平方米，拥有国内先进水平的炭素生产设备和技术，检测手段齐全，基础设施完善。生产技术部下辖煅烧、成型、焙烧三个车间和一个中心实验室，拥有三套较独立的预焙阳极生产线。至2012年底，公司资产总额达16亿元，具备年产炭素制品36万吨的生产能力，拥有员工700余人。2工艺流程以石油焦为干料，煤沥青为粘结剂生产的阳极炭块用作预焙铝电解槽的阳极材料，该炭块已经过焙烧处理，具有稳定的几何形状，所以也称其为预焙阳极炭块和铝电解用炭阳极。随着电解过程的进行，炭阳极参与电化学反应，生成碳的化合物——二氧化碳（CO2）。反应式为：2Al2O3（溶解的）＋3C(固)4Al(液)+3CO2(一次气体)实际上在电解过程中还存在着另一种反应Al2O3+3C2Al+3CO阳极的质量直接影响着铝电解槽的运作状况及其技术经济指标。铝电解槽长期使用低质量的炭阳极，将会导致铝电解槽异常病变，主要表现在炭渣过多，槽子过热，物料过耗，炉帮过空，发病过频，效率过低，进而会引发病槽，缩短铝电解槽的寿命，因此说，炭阳极是铝电解槽正常工作的基础，是铝电解工艺条件稳定的核心。2.1预焙阳极2.1.1主要工艺流程石油焦→粗碎→煅烧→煅后焦2.1.2TY-1牌号预焙阳极质量指标预焙阳极质量指标共有7项：灰分≯0.50%，电阻率≯55μΩm,耐压托强度≮32MPa，真密度≮2.0g/cm3，体积密度≮1.50g/cm3，CO2反应性≯45mg/cm2·h,线膨胀率≯0.45%。煤沥青↓溶化脱水配料←↓干混↓湿混→成型→焙烧→预焙阳极粗粒中粒细粒粉破碎筛分磨粉↓2.2生产原料2.2.1石油焦石油焦是炼油厂的副产品，炼油厂主要生产4种油焦：①针状焦：用于生产炼钢用的优质石墨电极；②海绵状焦：主要用于铝电解阳极及普通石墨电极；③丸状焦或球状焦：呈圆球形，直径为0.6～30mm，国外大部分用作燃料；④更剧烈的热裂化液化而流态化焦化工艺生产的流态化焦：因其颗粒细（有时又称为焦泥焦粉），挥发分高，热膨胀率高，一般不能用于阳极生产，但国内仍需配用阳极生产。2.2.2煤沥青（1）煤沥青中的α树脂、β树脂、r树脂：不溶于喹啉的组分——α树脂，或直接称为喹啉不溶物（QI）；溶于喹啉但不溶于（甲）苯的组分——β树脂，数值上等于甲苯不溶物（BI）减去喹啉不溶物（QI）（即：QS＝BI－QI）；可溶于（甲）苯的组分——r树脂（BS），或者按称为（甲）苯可溶物。（2）煤沥青的溶剂萃取原理：根据化学相似相溶原则，即两种物质的分子大小、元素组成、化学结构和性质越相似，就越能很好地互相溶解，因此用同一溶剂抽提出来的一组物质，其物理化学性质都比较相似。（3）炭材料生产用改质沥青一级品指标：软化点108～114℃，甲苯不溶物28～32%，喹啉不溶物8～12％，β树脂含量不小于18%，结焦值不小于56%，灰分不大于0.25%，水分不大于5%。2.3煅烧炭质原料在隔绝空气的条件下进行高温（1200～1400℃）热处理的过程称为煅烧（回转窑煅烧石油焦需要适量的空气），煅烧是炭素生产的第一道热处理工序，煅烧使各种炭质原料的结构和物理化学性质发生一系列变化。无烟煤和石油焦都含有一定数量的挥发份，需要进行煅烧。沥青焦和冶金焦的成焦温度比较高（1000℃以上），相当于炭素厂内煅烧炉的温度，可以不再煅烧，只需烘干水分即可。但如果沥青焦与石油焦在煅烧前混合使用，则应与石油焦一起送入煅烧炉煅烧。天然石墨和炭黑则不需要进行煅烧。2.3.1煅烧目的炭质原料煅烧目的是：1)排除原料中的水分和挥发份。2)提高原料的密度和机械强度。3)改善原料的导电性能。4)提高原料的抗氧化性能。2.3.2煅烧质量控制指标原料的煅烧质量一般用粉末电阻率和真密度两项指标控制。原料的煅烧程度越高，则煅后料粉末电阻率越低，同时真密度也越高。2.3.3煅烧温度实验表明，经过1300℃煅烧的炭质原料已达到充分收缩，因此通常的煅烧温度选择1300℃左右比较合适。如果煅烧温度过低，炭质原料就得不到充分收缩，原料中挥发份不能完全排除，原料的理化性能不能达到均匀稳定，在下一步焙烧过程中原料颗粒会再次收缩，会导致制品变形或产生裂纹，而且制品的密度和机械强度都比较低。为了避免炭质原料颗粒在焙烧处理时产生再收缩，一般煅烧温度应高于焙烧温度。另外，砌筑煅烧炉的耐火材料不允许煅绕温度过高。因此，合适的煅烧温度是既可以保证煅烧物料的质量，又可以延长煅烧设备的使用寿命。根据长期的生产经验，炭质原料的煅烧温度一般为1250～1380℃。2.3.4回转窑回转窑是一台纵长钢板制成的圆筒，内衬耐火砖，窑体的大小根据生产需要而定，较小的回转窑只有1m左右，长20m左右，较大的回转窑可达2.5~3.5m，长60~70m，为了使煅烧焦能在窑内移动，窑体要倾斜安装，某倾斜度的大小一般为窑体总长的2.5~5%。用回转窑煅烧炭质物料有以下优点：①结构简单，材料单一，造价低，建造速度快，维修容易；②生产能力大，中等规格的回转窑生产能力为2.5～3.5t/h；③便于实现机械化和自动化；④燃料消耗少，煅烧高挥发分石油焦时，主要靠挥发分的燃烧来维持窑内高温；⑤使用寿命长，一般可用20～30年。2.3.5罐式煅烧炉罐式煅烧炉是连续性生产的热工设备，高温烟气排出量和温度都比较稳定，一般烟气出口温度在900-1000℃，使罐式煅烧炉的余热利用具有很大的优越性和潜力。2.4配料及混捏炭制品配料单包括四个内容：第一，原料的选择及其组成比例；第二，混合料粒度组成的确定；第三，粘结剂的最优比例；第四，粘结剂的使用种类和数量。2.4.1粒度组成粒度组成也即不同尺寸骨料和粉料的配合比例。确定炭制品的粒度组成的主要考虑以下四项因素：①炭制品的粒度的组成的原则是使混合料得到较小的孔隙率和较高的堆积密度，以便得到的成品具有较高的密度，因为密度与成品的电阻率，线膨胀系数、抗弯强度、弹性模量等物理化学性能都有一定关系。②要使混合料达到较高的堆积密度，不能只使用一种尺寸的颗粒，而是要使用三种或三种以上的不同尺寸的颗粒。③使用不同尺寸范围的颗粒比例与产品规格有关，产品规格较大，应选用较大的颗粒和较少的粉料。④粒度组成不仅与成品的一些物理化学性能有关，而且与各生产工序的成品率有关，特别是与焙烧工序产生裂纹废品的比例有关。因此不是混合料的密度越大越好，而是控制在一个适当的范围内，兼顾物理化学性能指标和成品率指标，以达到最佳经济效果。2.4.2各种粒度组成的作用预焙阳极生产一般使用四种颗粒，即大颗粒、中颗粒、小颗粒和细粉（磨粉机产出），以便得到合适的物理化学性能。大颗粒在物料中起骨架作用，适当的提高大颗粒尺寸和使用比例有利于改善制品的抗热震性和降低线膨胀系数，减少制品在焙烧过程中的裂纹废品，但同时提高了制品的孔隙率及降低了制品的密度和机械强度。中小颗粒和细粉的作用是填充大颗粒之间的空隙，适当的增加细粉的使用比例，有利于提高制品的密度和机械强度，而且成品加工后表面比较光滑，但是细粉比例过多易导致焙烧过程中的裂纹废品增加。2.4.3颗粒料物理指标焦炭颗粒料的一些物理化学性质对配料单的粒度组成和粘结剂的使用比例有直接关系，这些物理性质主要包括压碎强度系数、颗粒的耐磨性、颗粒的回胀系数、比表面、颗粒对粘结剂的吸附性等。2.4.4混捏温度若混捏温度过低，沥青粘度就会增大，流动性变差，沥青对干料的浸润性不好，造成混捏不均，糊料塑性变差，不宜于成型。随着温度升高，糊料塑性逐渐变好，但混捏温度过高，沥青易发生氧化反应，轻馏份分解挥发，糊料老化，也不利于混捏成型。2.4.5混捏时间混捏时间过短，则糊料混捏不均，沥青对干料浸润渗透不够，甚至会出现夹干料现象，糊料塑性较差。适当延长混捏时间，可以使糊料混捏更均匀，糊料塑性变好。但混捏时间过长，对糊料的均匀程度提高甚微，反而使干料粒度组成发生变化（因大颗粒遭到破碎），粘结剂氧化程度加深，混捏质量变差。2.4.6干料性质干料颗粒表面粗糙，气孔多，则粘结剂能很好地粘附在颗粒表面，糊料塑性好。干料颗粒粒度组成相差愈大，则混合均匀性和密实性愈高。干混投料时，应按干料松装密度由小到大的次序依次加入混捏机内，以免发生分层和离析现象。2.4.7粘结剂粘结剂用量过少则糊料发干，干料颗粒表面不能形成均匀涂布的沥青薄膜，糊料塑性变差。随着粘结剂用量增大，糊料的流动性变好，均匀性提高，糊料的塑性就越来越好。但粘结剂用量过多，则生坯容易变形，焙烧废品率提高。在混捏温度一定的情况下，粘结剂的粘度愈低，粘结剂对干料的浸润能力越强，糊料的流动性越好，混捏易均匀，糊料塑性愈好。2.5振动成型为了得到一定形状、尺寸、密度和机械性质的炭素制品，必须将混捏好的糊料进行成型。成型方法有很多，在碳素工业中常用的有模压法、挤压法、振动成型法和等静压成型法。振动成型主要是依靠“振动致密”而不是“压力致密”，振动成型有自己特有的工艺规律，振动成型生坯质量受振动频率和振幅、振动时间及上部表面比压等几方面因素的影响，也与糊料的粘结剂用量及温度影响有关，一般预焙阳极生坯振动成型时间为50-80S。2.5.1振动成型原理振动成型时，成型模具固定在振动台上，糊料加入模具内，料面用重锤加上少量压力。振动台启动以后，由于台面的强烈振动，使模具及模具内的糊料都处于强烈的振动状态。这种振动频率较高但振幅不大，在强烈振动下糊料颗粒间的摩擦力及糊料对模具内壁的摩擦力急剧下降，几乎呈流动状态的糊料迅速填充到模具的各个角落，在重锤的压力作用下，密度提高，一定时间后即可获得外表规整的合格成型产品。2.5.2振动成型设备振动成型机组包括振动台、加压装置、模具和脱模装置、加料和称量装置等。2.6焙烧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。2.6.1焙烧目的（1）排除挥发分使用煤沥青作粘结剂的制品，经焙烧后排出一定量约10%的挥发分。焙烧品的实收率在90%左右。（2）粘结剂焦化生制品按一定的工艺条件进行焙烧，使粘结剂焦化，在骨料颗粒间形成焦炭网格，把所有不同粒度的骨料牢固地连结在一起，使制品具有一定的理化性能。在相同条件下，焦化率越高，其质量越好。（3）固定几何形状生制品在焙烧过程中，发生塑化、粘结剂迁移等现象。随着温度的升高，粘结剂形成焦化网，使制品硬化。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，生成大的六角碳环平面网等原因，电阻率大幅度下降。生制品电阻率约10000×10-6Ω·m,经过焙烧后降至45~65×10-6