魏自平

摘要：石油焦煅烧是铝用阳极生产的重要工序之一，煅烧的好坏，对阳极炭块的质量及理化指标都有很大影响，而煅烧温度是决定煅后石油焦质量及理化指标的决定性因素。随着电解铝行业的迅速发展，由于市场需求和成本因素，高硫石油焦在铝用预焙阳极生产中用量呈现越来越大的趋势，高硫焦的煅烧质量对铝用阳极生产企业的阳极质量提高具有十分重大的意义。而高硫焦与低硫焦的煅烧温度控制有一定的差异，本次实验主要目的就是获得高硫石油焦在不同煅烧温度下对高硫焦的质量及理化指标的影响，为工业生产提供一定的数据支撑。

关键词：高硫石油焦；煅烧温度；煅后料质量

一、主要试验设备的原理及参数

试验所用设备包括：电子天平、电热鼓风干燥箱和电阻煅烧炉。

试验用电阻煅烧炉是一种利用电热煅烧炭素原材料的热工设备，加入炉膛内的炭素制品利用物料本身的电阻使电能转变为热能，加热到高温以除去物料中的水份和挥发份，得到高质量的热性稳定的煅后料。

1.電阻煅烧炉的参数

型号：SG-iLl400（上海光学精密机械研究所）

炉膛尺寸：500mm*400mm*400mm

工作温度：1350℃

加热原件：硅碳棒

控温精度：±1℃

煅烧炉功率：12KW

坩埚材料：刚玉

坩埚尺寸：？200mm*200mm

2.电子天平参数

型号：lIA41002B（上海科天美科学仪器公司）

最大称量：4100g

精确度：0.01g

3.电热鼓风干燥箱参数

型号：KER-3EBP（镇江科瑞制样设备公司）

控温范围：50℃-300℃

恒温波动度：±1℃

二、试验过程及试验数据分析

1.物料的准备

从某生产单位石油焦库混合仓取40公斤左右高硫石油焦，进行混合，对混合好的石油焦取样进行理化指标和微量元素分析（分析结果见表】）。

2.煅烧升温曲线设定

炭素实验室先后开展最终煅烧温度为1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃试验。升温曲线（温度曲线见图1）按照从室温升温到600℃每分钟升温8℃，在600℃温度下保温30分钟，再按照每分钟10℃的速率升到最终目标煅烧温度，在最终煅烧温度下保温60分钟，然后按照每分钟10℃的速率降温至500℃，最后自然降温至室温。试验从开始升温到降温至500℃需要255分钟至315分钟（4小时15分钟至5小时15分钟）。

3.煅烧试验过程

将混合好的石油焦称重（约3200g）在干燥箱内110℃±1℃温度下烘干2小时，然后将在干燥箱内冷却后的石油焦装入刚玉坩埚内放入煅烧炉中，按照事先设定好的升温曲线进行煅烧试验。实验室先后开展12次煅烧试验，每一次试验完成后对煅后石油焦取样进行理化指标和微量元素分析（分析结果见表2）。

4.试验数据分析

1）原料石油焦灰份为0.3%，煅后石油焦的灰份在0.27-0.39%之间，平均为0.35%，从试验数据看，灰份没有随温度变化而变化，灰份有一些波动但波动范围不大，属于正常波动范围（煅后石油焦灰份分析结果见图2）。

2）煅后石油焦的挥发份在1.09-1.47%，平均为1.29%，从试验数据看，试验中挥发份与温度变化基本没有线性关系。（煅后石油挥发份分析结果见图3）。

3）从试验数据看，煅后石油焦真密度随着温度的升高而提高，但煅烧温度在1300℃时有所下降。1000℃最低为1_98g/cm3，1200℃和1250℃时真密度最高平均为2.045g/cm3（煅后石油焦真密度分析结果见图4）。

4）煅后石油焦的粉末电阻率在681-382u Q.m之间，从试验数据看，粉末电阻率随着煅烧温度的升高而降低（煅后石油焦粉末电阻率分析结果见图5）。

5）石油焦硫份为5.1%，属于高硫石油焦，不同煅烧温度下煅后石油焦的硫份含量在5.36-3.80%之间。从试验数据看，整体趋势是硫份含量随着煅烧温度的升高在降低（煅后石油焦硫份分析结果见图6）。

6）煅后石油焦的实收率在87.4-84.5%之间，平均为85.45%，实收率随着煅烧温度的升高在降低（煅后石油焦实收率分析结果见图7）。

三、结论

通过煅烧试验，原料为现场所取同一批次石油焦，硫含量5.1%属于高硫石油焦。综合考虑各项分析指标，高硫石油焦适宜的煅烧温度应在1200℃-1250℃，煅烧温度太高如1300℃，虽对降低粉末电阻率和硫份的溢出有益，但会降低煅后焦的真密度，并影响煅后焦实收率。