[科普中國(guó)]-糊料混捏

糊料混捏（kneadling of carbon paste）是指定量的炭制骨料及細(xì)粉和定量的的黏結(jié)劑在一定的溫度下混合、捏和成可塑性糊料的工藝過(guò)程。

簡(jiǎn)介隨著煉鋼技術(shù)的發(fā)展和超高功率電弧爐的逐年不斷增加，對(duì)煉鋼電弧爐用導(dǎo)電材料超高功率石墨電極提出了更高的要求：高強(qiáng)度、低電阻率、良好的抗熱震性能和適應(yīng)急冷急熱的高強(qiáng)度冶煉條件。為此，均質(zhì)化的超高功率石墨電極生產(chǎn)尤為重要。均質(zhì)超高功率石墨電極主要表現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較均勻，局部和整體的體積密度、電阻率、強(qiáng)度、CTE等各種指標(biāo)相差很小;各工序生產(chǎn)要協(xié)調(diào)、穩(wěn)定?；炷蠊ば蚴蔷|(zhì)超高功率石墨電極生產(chǎn)中不可忽視的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在糊料混捏上多使用西格瑪攪刀混捏機(jī)和圓筒(或圓盤(pán))涼料的配置方式，這種方式存在如下不足：

1）干混、濕混在同一個(gè)混捏機(jī)內(nèi)完成。

混捏周期長(zhǎng)，顆粒在攪刀與鍋體的縫隙中，受到擠壓與摩擦力作用，從而使顆粒破碎，特別是對(duì)使用大顆粒配方的產(chǎn)品，顆粒組成破壞較為嚴(yán)重。

2）混捏溫度不容易控制。糊料經(jīng)常出現(xiàn)糊溫超標(biāo)和夾干料現(xiàn)象。

3）圓筒(或圓盤(pán))涼料，糊料容易結(jié)團(tuán)，糊料團(tuán)塊內(nèi)外的溫度差較大。

采用干料預(yù)先加熱、強(qiáng)力混捏、快速水冷的技術(shù)正蓬勃發(fā)展。這種技術(shù)可改善糊料質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的均質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)量1。

干料加熱器干料加熱器主要由隔熱料箱、進(jìn)料和排料機(jī)構(gòu)、加熱電極板、配電系統(tǒng)、稱(chēng)量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。

干料加熱器是一種電阻式加熱器，干料裝入料箱內(nèi)，通過(guò)料箱對(duì)應(yīng)兩側(cè)的導(dǎo)電電極給物料通入電流，依靠干料自身的電阻發(fā)熱把干料加熱到規(guī)定的溫度，焦層內(nèi)的溫度偏差大約在50℃以內(nèi)，一般焦的平均加熱溫度不超過(guò)200℃。設(shè)計(jì)上可根據(jù)裝料的多少確定設(shè)置的加熱電極數(shù)，同時(shí)還要充分考慮加熱電極的上下層間距布置，以使電流平均分配和焦層內(nèi)溫度偏差最小。干料加熱器一般可在十幾分鐘之內(nèi)加熱完干料2。

強(qiáng)力混捏機(jī)1.結(jié)構(gòu)

強(qiáng)力混捏機(jī)由混捏盤(pán)、轉(zhuǎn)子、多功能工具、測(cè)溫系統(tǒng)、噴水冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、空氣循環(huán)管路系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。

加熱好的干料排入混捏機(jī)，靠轉(zhuǎn)子、混捏盤(pán)、多功能工具的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)完成混捏。多功能工具設(shè)計(jì)為擋流板、底/壁刮刀和卸料工具。轉(zhuǎn)子根據(jù)安裝的槳葉形狀不同和槳葉安裝的方式不同分為鼓形轉(zhuǎn)子和星形轉(zhuǎn)子。兩個(gè)轉(zhuǎn)子為偏心安裝，星形轉(zhuǎn)子偏向混捏盤(pán)中心安裝。DW29/4型混捏機(jī)的參數(shù)如下：

星形轉(zhuǎn)子：55 kW，轉(zhuǎn)速90 r/min，5層槳葉。

鼓形轉(zhuǎn)子：130 kW，變頻調(diào)速，8層槳葉。

混捏盤(pán)：40 kW，轉(zhuǎn)速10 r/min。

2.混捏

預(yù)熱好的干料由加熱器排入混捏機(jī)，混捏時(shí)，星形轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)盤(pán)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，鼓形轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，多功能工具沿底盤(pán)由外向內(nèi)不斷把物料推入圓盤(pán)中間。多功能工具分離物料和改變物流的運(yùn)動(dòng)方向，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)則帶動(dòng)物料做水平和垂直方向的運(yùn)動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主要作用于圓盤(pán)和多功能工具。這樣在混捏機(jī)內(nèi)物料呈沸騰狀，形成了水平和上下方向的混捏。由于混捏盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，避免了混捏時(shí)產(chǎn)生的死角，使物料更大限度地得到混捏。一個(gè)混捏周期要經(jīng)過(guò)干混、濕混和冷卻過(guò)程，一般控制在15-20 min。對(duì)于不同的糊料，根據(jù)自己的需要設(shè)定混捏周期。

混捏的核心問(wèn)題是把糊料各組分混捏均勻，還要使勁結(jié)劑瀝青在焦炭顆粒表面的吸附層達(dá)到一個(gè)理想狀態(tài)。實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)比分析了600mm和700mm電極糊料在不同的混捏時(shí)間和不同混捏溫度下的揮發(fā)分含量，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)分含量在0. 2%內(nèi)變化的糊料，壓型時(shí)表現(xiàn)出的擠壓壓力穩(wěn)定，制品成品率達(dá)到96%以上3。

強(qiáng)力混捏系統(tǒng)強(qiáng)力混捏系統(tǒng)采用了電加熱干料、多向混捏、機(jī)內(nèi)噴水冷卻及保溫醒糊功能，整個(gè)過(guò)程全部PLC智能控制，大大減少了人為因素的影響，保證了混捏工序的穩(wěn)定，提高了混捏糊的均質(zhì)性，同時(shí)混捏周期較短，避免了高溫下勁結(jié)劑瀝青受到氧化而縮聚、分解造成的輕質(zhì)餾分的大量減少。強(qiáng)力混捏有利于改善糊料的質(zhì)量，提高后工序產(chǎn)品的質(zhì)量2。

注意事項(xiàng)1）加熱器內(nèi)物料盡可能粒度均勻，保證干料加熱溫度均勻，而且裝料量和相應(yīng)加熱電極的數(shù)量要合理選擇，避免頂層料過(guò)厚或過(guò)薄。

2）噴水冷卻時(shí)一般分3-5次完成即可。噴水方式和混捏機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)最終出糊的糊料質(zhì)量十分重要，如果選擇不當(dāng)，混出的糊料會(huì)出現(xiàn)結(jié)球現(xiàn)象。

3）要保證紅外線測(cè)溫儀的準(zhǔn)確性，因?yàn)榧訜?、混捏、冷卻過(guò)程的能量計(jì)算都依據(jù)這臺(tái)儀器測(cè)量給出的數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)中要經(jīng)常對(duì)它進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

4）使用強(qiáng)力混捏機(jī)后在勁結(jié)劑瀝青量的選擇上要與西格瑪攪刀混捏機(jī)有所區(qū)別。

5）經(jīng)常檢查系統(tǒng)風(fēng)量，定期清理收塵管道，避免管路堵塞，影響揮發(fā)分和水分的排除2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)