專利名稱：一種炭素成型粉的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種炭素成型粉的制備工藝，具體地說是一種采用風掃式球磨系統(tǒng)， 單風機氣流開路運行工藝制備炭素成型粉。
背景技術：
在生產炭素生陽極的配方中，炭素成型粉用量約占干粉總量的30%左右、但其比 表面積卻占總比表面積的90%以上，因此炭素成型粉的純度與穩(wěn)定性是影響生陽極糊料與 預焙陽極質量的關鍵因素。而在目前的工業(yè)化生產中，因炭素成型粉制備工藝所存在的缺 陷，其所制備的成型粉純度與穩(wěn)定性較差，進而影響生陽極糊料及預焙陽極質量。目前炭素成型粉工業(yè)化制備工藝普遍采用雙風機閉路循環(huán)工藝(簡稱閉路循環(huán)工 藝)，其工藝流程見圖1。該工藝特點主要為采用圓盤喂料機4作為系統(tǒng)給料設備；采用粗粉分離器9作 為粗細粉的分級設備；采用6風掃式球磨機作為粉磨設備；采用10旋風收塵器作為成品粉 的分離收集設備；系統(tǒng)設一臺循環(huán)風機12與一臺排風機15，出循環(huán)風機12的氣流分成三 路大部分氣流經循環(huán)風管送至磨頭；一部分氣流經循環(huán)風管送至磨尾作為補充風；其余 部分氣流則作為尾排風，經袋式收塵器13風量收集所含細小顆粒后由15排風機排空；由旋 風收塵器10與袋式收塵器13分離收集下來的物料作為成品(即炭素成型粉)由16成品輸 送機匯總送至18成品庫。因該工藝設有兩臺風機、且大部分氣流在系統(tǒng)中循環(huán)使用，故稱 雙風機閉路循環(huán)工藝。粗粉分離器作為第一代物料分選設備，具有結構簡單、無運動部件及操作維護方 便等特點，但因其結構與分級原理的限制，粗粉分離器的使用技術經濟性能較差，在正常 運行情況下，選粉效率一般只有40% 50%左右、分級精度0. 45、且產品細度調節(jié)困難，成品 粉純度低、穩(wěn)定性差。另外，再加上上述工藝上所存在的缺陷，該系統(tǒng)在實際生產運行中普 遍存在如下問題
1、系統(tǒng)出力低、單位產品電耗高主要原因是因為粗粉分離器選粉效率低，致使回磨粗 粉中含有大量(約50%左右)的合格粉料，磨內存在較嚴重的過粉磨現(xiàn)象所致；另外，由于粗 粉分離器的細度控制不靈敏，為保證成品細度合格，系統(tǒng)通常只能維持在較低的處理風量 下運行。系統(tǒng)處理風量偏低，磨內風速與攜塵能力降低，也是造成粉磨效率低、系統(tǒng)出力不 高的原因之一；
2、成品粉純度低、穩(wěn)定性差由于粗粉分離器的結構與分級原理的限制，其成品細度 的調節(jié)與控制主要由改變擋板的角度進行，粗細粉互混現(xiàn)象嚴重，成品粉經常有跑粗與波 動現(xiàn)象(由于其可控性差，有些企業(yè)在系統(tǒng)運行時有將粗粉分離器短路、廢棄不用的現(xiàn)象存 在)；
3、成品粉均勻性差因粗粉分離器的效率低、細度控制不靈敏，成品中含有較多的粗顆 粒，其均勻性指數(shù)通常只有0. 7 1. 0之間，對制品質量產生不良影響；
4、粉塵污染嚴重因采用循環(huán)氣流運行，系統(tǒng)部分循環(huán)管道與設備處于正壓狀態(tài)，在風管與設備各連接接口出往往存在冒灰現(xiàn)象，致使車間粉塵污染嚴重；
5、設備磨損嚴重因旋風收塵器的收塵效率不高，一般在90%左右，入循環(huán)風機的氣 流攜帶有較多的細小顆粒，其含塵濃度一般在200 500mg/m3，長期運行風機葉片磨損嚴 重，影響其使用壽命與系統(tǒng)運轉率，設備檢修維護費用也隨之增加。6、系統(tǒng)工藝與管網(wǎng)布置復雜，運行操作與控制困難，系統(tǒng)設備投資與非標管道安 裝等費用較高。為解決上述問題，必須就上述工藝與主機設備進行優(yōu)化改造，以提高炭素成型粉 的純度、穩(wěn)定性，降低單位產品電耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種炭素成型粉的制備工藝，以解決現(xiàn)有閉路循環(huán)工藝所 存在的上述問題，切實提高所制備炭素成型粉的純度與穩(wěn)定性、提高系統(tǒng)粉磨效率與出力、 降低單位產品電耗，并杜絕生產車間的粉塵污染、明顯改善其工作環(huán)境，優(yōu)化并簡化系統(tǒng)工 藝流程、增強產品細度可控性、使其操作運行更為方便穩(wěn)定。本發(fā)明的技術方案為一種炭素成型粉的制備工藝，其特征在于在負壓下運 行，物料由皮帶稱重給料機22將物料送入風掃式球磨機6，經粉磨后的物料顆粒由磨內氣 流攜帶進入高效轉子式分級機7 ；經高效轉子式分級機的分級作用，粗顆粒作為回磨粗粉 經簾式鎖風卸料閥21重新送回磨內粉磨，細顆粒則由氣流攜帶進入氣箱脈沖袋式收塵器 13實現(xiàn)氣固分離過程，氣流則在凈化后由主排風機15排空。其工藝流程見圖2。主要設備包括2原料倉、22皮帶稱重給料機、6風掃式球磨 機、7高效轉子式分級機、13氣箱脈沖袋式收塵器、15主排風機、20電動取樣器、18成品粉 倉。本發(fā)明的具體制粉過程如下
炭素原料經輸送設備進入原料倉2，原料倉底部下設手動插板閥3 (正常生產時手動插 板閥處于常開狀態(tài))，物料從原料倉經手動插板閥3由皮帶稱重給料機22定量給料送入風 掃式球磨機6，加入磨內的物料因受到鋼球的沖擊與研磨作用而得到粉磨，經粉磨后的物料 顆粒由氣流攜帶進入高效轉子式分級機7 ；在分級機內物料顆粒在重力場、慣性力場與離 心力場的分級作用下實現(xiàn)粗細粉的分級，粗顆粒作為回磨粗粉經簾式鎖風卸料閥21重新 送回磨內粉磨，細顆粒則由氣流攜帶進入氣箱脈沖袋式收塵器13實現(xiàn)氣固分離過程，細顆 粒被高效地從氣流中分離出來成為制粉系統(tǒng)的成品。氣流出袋式收塵器后經電動百葉閥14 由主排風機15排空；成型粉成品則由收塵器底部的螺旋輸送機13. 1與星型卸料閥13. 2連 續(xù)送入成品輸送機16，再由該輸送機連續(xù)轉運入成品粉倉18，至此完成炭素成型粉的主制 備過程。為實時在線監(jiān)控原料倉與成品粉倉的料位、即倉內存料量的情況，原料倉與成品 粉倉都配置有荷重傳感器2. 1,18. 1 ；為實現(xiàn)磨內風量平衡，在磨頭及磨尾部位設電動蝶閥 5 ；為實時監(jiān)控成品粉純度與細度情況，在星型卸料閥13. 2與成品輸送機16之間的非標管 道上安裝電動取樣器20 ；為防止原料倉與成品粉倉在進料過程中的粉塵揚起，在其倉頂分 別設置倉頂除塵器1與粉塵除塵器17 ；在成品粉倉底部設電動插板閥19，以滿足成品粉送 至下道工序的卸料狀態(tài)調節(jié)之需。
本發(fā)明的主要特點之一是采用分級機(申請?zhí)?專利號=03220472. 8)作為物料的 分選設備，高效轉子式分級機作為第三代高效選粉機，具有選粉效率與分級精度高、細度調 節(jié)方便等特點。因其選粉效率高，一般在80%以上，可有效改善粉磨系統(tǒng)的過粉磨現(xiàn)象，而 提高系統(tǒng)的粉磨效率與臺時產量、降低單位產品電耗；因其分級精度高，粗細粉可得到高精 度的分選、互混現(xiàn)象少，而保證炭素成型粉(即成品)的高純度；高效轉子式分級機主要采用 離心力場作為分級力場，結構上采用倒錐形分級轉子、具有明確的分級界面，該分級轉子通 過電機傳動，其轉速可通過配套的變頻器無級調速，優(yōu)選當分級轉子轉速在180—365r/min 間改變時，分級室內的旋轉流場(即離心力場)也隨之發(fā)生變化，使流場中不同大小的顆粒 受力情況也相應改變，從而改變炭素成型粉的成品細度，其變化規(guī)律為在系統(tǒng)處理風量一 定時，當轉子轉速增加、成品變細，轉速降低、則成品變粗，因此，本發(fā)明工藝的炭素成型粉 成品細度調節(jié)方便，可實現(xiàn)在線的無級調節(jié)，滿足不同的工藝細度要求。高效轉子式分級機的結構示意圖如圖3所示，經風掃式球磨機粉磨后的物料在氣 流的攜帶下，由進風管30高速引入轉子式分級機，進入分級機以后，一是氣流中的部分粗 顆粒先與約束內錐29下沿發(fā)生碰撞、二是因約束內錐29與外殼體26形成的過流截面增 加、氣流上升速度降低，而使粗顆粒沉降沿壁面下滑；氣流繼續(xù)上升，當進入選粉室27后、 在分級轉子28轉動的攜帶作用下(分級轉子由電機23經傳動裝置25的減速后驅動)，氣流 也隨之做相應速度的旋轉運動而產生離心力場，此時在氣相中的較粗顆粒因受到較大的離 心力而向外殼體26做離心沉降、運動至筒體壁面后也沿壁面下滑、與前述的粗顆粒一起由 粗粉卸料口 31排出成為回磨粗粉；細小顆粒則在氣流的攜帶下、穿過分級轉子28的分級界 面、由出風管24排出、經后續(xù)的分離裝置分離收集后成為成品。因轉子式分級機的旋轉流場由分級轉子(180—365r/min)的攜帶作用產生，其氣 流旋轉速度與離心力場強度都較高、且可在較寬范圍靈活調節(jié)(離心因子一般可在5 30 之間、通過改變電機轉速無級在線調節(jié))；另外，該分級機的分級轉子采用倒錐形籠型結構、 由48 60片耐磨鋼板形成一明確的分級界面，可根據(jù)工藝要求對物料實現(xiàn)粗細粉的精確 分級，從而保證了分級機優(yōu)越的使用性能，選粉效率可達80%以上，可明顯提高炭素成型粉 制備系統(tǒng)的出力與成品粉質量。本發(fā)明的另一特點是整個工藝采用氣流開路運行，系統(tǒng)所有設備與非標管道皆處 于負壓狀態(tài)，優(yōu)選負壓為_5000Pa -8000Pa。有益效果
本發(fā)明(即一種炭素成型粉的制備工藝)與傳統(tǒng)工藝相比，其工藝特點與性能優(yōu)點表現(xiàn) 在以下幾個方面
1、系統(tǒng)出力提高、單位產品電耗降低主要原因(1)配套的轉子式分級機選粉效率高 達80%以上，磨內過粉磨現(xiàn)象得到明顯改善；(2)由于轉子式分級機對炭素成型粉成品細度 控制靈敏并精確，系統(tǒng)可在高風量狀態(tài)下穩(wěn)定運行，系統(tǒng)處理風量增加、磨內風速與氣流攜 塵能力提高，有利于粉磨效率與系統(tǒng)出力提高；
2、成品粉純度高、穩(wěn)定性好因系統(tǒng)配套的轉子式分級機分級精度高，粗細粉可得到高 精度的分選、互混現(xiàn)象少，從而提高炭素成型粉成品純度；另外，因其成品細度可由變頻器 通過改變轉子轉速實現(xiàn)無級調節(jié)，細度調節(jié)時響應靈敏，從而保證成品細度的穩(wěn)定性好、波 動小。3、成品粉均勻性好因轉子式分級機的選粉效率與分級精度高，成品粉中過粗與過細 的顆粒含量較少、其粒度分布相對集中，使其成品粉的均勻性得到改善，其均勻性指數(shù)一般 可達到1. 1 1. 4之間，有利于提高后續(xù)制品的質量；
4、車間粉塵污染低因本發(fā)明工藝采用氣流開路運行，系統(tǒng)所有設備與非標管道皆處 于負壓狀態(tài)，可有效抑制跑冒灰現(xiàn)象，車間粉塵污染得到明顯改善；
5、設備磨損情況得到明顯改善因本發(fā)明采用單風機氣流開路運行工藝，配套的氣箱 脈沖袋式收塵器的收塵效率高達99. 95%以上，入主排風機的氣流其含塵濃度極低，一般可 控制在50mg/m3以下，基本可不考慮風機葉片的磨損問題，有利于提高設備的使用壽命與 系統(tǒng)運轉率，設備檢修維護費用也隨之降低；
6、系統(tǒng)工藝布置簡單、流暢，運行操作與控制方便，系統(tǒng)設備投資與非標管道安裝等費 用降低。本發(fā)明工藝即適用于炭素成型粉生產過程中傳統(tǒng)工藝的優(yōu)化技術改造、也適用 于炭素成型粉制粉系統(tǒng)的新建項目。


圖1為傳統(tǒng)的炭素成型粉雙風機閉路循環(huán)制備工藝的工藝流程圖；其中1倉頂除塵 器、2原料倉、2. 1荷重傳感器、3手動插板閥、4圓盤給料機、5磨頭蝶閥、6風掃式球磨機、 8鎖風卸灰閥、9粗粉分離器、10旋風收塵器、11星型卸料閥、12循環(huán)風機、13袋式收塵器、 13. 1螺旋輸送機、13. 2星型卸料閥、14電動百葉閥、15排風機、16成品輸送機、17粉塵除塵 器18成品倉、18. 1荷重傳感器、19電動插板閥；
圖2為本發(fā)明一種炭素成型粉制備工藝的工藝流程圖；其中1倉頂除塵器、2原料倉、 2. 1荷重傳感器、3手動插板閥、22皮帶稱重給料機、5磨頭電動蝶閥、6風掃式球磨機、7高 效轉子式分級機、21簾式鎖風卸料閥、13氣箱脈沖袋式收塵器、13. 1螺旋輸送機、13. 2星型 卸料閥、14電動百葉閥、15主排風機、20電動取樣器、16成品輸送機、17粉倉除塵器、18成 品粉倉、18. 1荷重傳感器、19電動插板閥；
圖3為本發(fā)明一種炭素成型粉制備工藝配套的高效轉子式分級機結構示意圖；其中 23電機、24出風管、25傳動裝置、26外殼體、27選粉室、28分級轉子、29約束內錐、30進風 管、31粗粉卸料口。
具體實施例方式
下面結合附圖就本發(fā)明一種炭素成型粉的制備工藝的具體實施方式
進一步描述如
下
本發(fā)明是一種炭素成型粉的制備工藝，如圖2所示。本發(fā)明所述的制備工藝設備主要 包括1倉頂除塵器、2原料倉、2. 1荷重傳感器、3手動插板閥、22皮帶稱重給料機、5磨頭 電動蝶閥、6風掃式球磨機、7高效轉子式分級機、21簾式鎖風卸料閥、13氣箱脈沖袋式收塵 器、13. 1螺旋輸送機、13. 2星型卸料閥、14電動百葉閥、15主排風機、16成品輸送機、17粉 倉除塵器、18成品粉倉、18. 1荷重傳感器、19電動插板閥、20電動取樣器。所述工藝流程為物料由皮帶稱重給料機(22)將物料送入風掃式球磨機(6)，經粉磨后的物料顆粒由磨內氣 流攜帶進入高效轉子式分級機(7);經高效轉子式分級機的分級作用，較粗顆粒作為回磨粗 粉經簾式鎖風卸料閥(21)重新送回磨內粉磨，較細顆粒則由氣流攜帶進入氣箱脈沖袋式收 塵器(13)實現(xiàn)氣固分離過程，氣流則在凈化后由主排風機(15)排空。實施例1雙風機閉路循環(huán)工藝改造
針對洛陽龍泉天松碳素有限公司的雙風機閉路循環(huán)工藝制粉系統(tǒng)改造，應用此發(fā)明 工藝。整個系統(tǒng)在_5860Pa運行下的開路系統(tǒng)，原料為廢舊陽極及炭素石油焦，調節(jié)高 效轉子式分級機(NHMF-200)的轉子轉速(223r/min)，利用氣箱脈沖袋式收塵器(型號 LPM2X5C-920)，主排風機(型號XY6B-SM1600D，風量48000 63900m3/h)。該工藝改造后 效果1大幅度提高系統(tǒng)出力。現(xiàn)系統(tǒng)出力為12t/h，改造后，在保證原控制細度(<80μπι的 質量為80%)的情況下，系統(tǒng)出力提高20%，達到原有l(wèi)(Tl2t/h的設計要求。2、系統(tǒng)穩(wěn)定 性提高、成品粉均勻性好。技改后系統(tǒng)在12t/h穩(wěn)定生產，其成品粉的均勻指數(shù)(η)平均為 1.29。3、成品粉細度調節(jié)范圍寬且靈敏。通過變頻器無級調速調整高效轉子式分級機的轉 子轉速可方便調節(jié)成品粉的細度，可在線靈活控制。實施例2本發(fā)明工藝新建項目
對山東南山鋁業(yè)有限責任公司生陽極車間粉磨系統(tǒng)新建項目，應用此發(fā)明工藝。 整個系統(tǒng)在-6500Pa運行下的開路系統(tǒng)，原料為炭素石油焦，調節(jié)高效轉子式分級機 (NHMF-240)的轉子轉速(265r/min)，利用氣箱脈沖袋式收塵器(型號LPM2 X 5C-920)，主排 風機(型號7-29-11 Na 14. 25D，風量:50000 70000m3/h)。該項目建成后系統(tǒng)出力為Mt/ h，達到原有12 14t/h的設計要求。系統(tǒng)穩(wěn)定性提高、成品粉均勻性好。技其成品粉的均勻 指數(shù)(η)平均為1.30。通過變頻器無級調速調整高效轉子式分級機的轉子轉速可方便調節(jié) 成品粉的細度，可在線靈活控制。
權利要求
一種炭素成型粉的制粉工藝，其特征在于在負壓下運行，物料由皮帶稱重給料機(22)將物料送入風掃式球磨機(6)，經粉磨后的物料顆粒由磨內氣流攜帶進入高效轉子式分級機(7)；經高效轉子式分級機的分級作用，粗顆粒作為回磨粗粉經簾式鎖風卸料閥(21)重新送回磨內粉磨，細顆粒則由氣流攜帶進入氣箱脈沖袋式收塵器(13)實現(xiàn)氣固分離過程，氣流則在凈化后由主排風機(15)排空。
2.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于采用高效轉子式分級機轉子轉速為180— 365r/min。
3.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其特征在于所述的負壓為-SOOOPiT-SOOOPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種炭素成型粉的制備工藝，具體說是一種采用風掃式球磨系統(tǒng)制備炭素成型粉的制備新工藝。本發(fā)明主要設備包括原料倉、風掃式球磨機、高效轉子式分級機、氣箱脈沖袋式收塵器、主排風機、成品粉倉。本發(fā)明主要工作過程為原料由給料機給料加入風掃式球磨機粉磨，經高效轉子式分級機完成粗細粉分級，粗顆粒回磨內重新粉磨、細顆粒進入氣箱脈沖袋式收塵器進行收集。本發(fā)明技術性能優(yōu)點系統(tǒng)出力高、單位產品電耗低；成品粉純度高、均勻性與穩(wěn)定性好；負壓狀態(tài)運行，徹底解決原工藝漏風冒灰現(xiàn)象。本發(fā)明工藝既適用于炭素成型粉生產過程中傳統(tǒng)工藝優(yōu)化技術改造、也適用于炭素成型粉制粉系統(tǒng)新建項目。
文檔編號B02C23/12GK101972687SQ201010500219
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者張少明, 方瑩, 李鎮(zhèn) 申請人:南京工業(yè)大學