《B焙烧习题》PPT课件.ppt

炭素焙烧工 第九章 铝用炭阳极焙烧 9.1 焙烧及焙烧的目的 9.1.1焙烧的定义： 炭素生坯在填充料保护下（防氧化、变形），隔绝空 气进行高温热处理，使煤沥青炭化的工艺过程称焙烧 9.1.2焙烧的过程及作用： 煤沥青 沥青焦 粘连骨、粉料 连接成整体 理化性质变化 改善（机械、理化 ）指标。 9.1.3焙烧的目的： 1.排除挥发份：挥发分，降低热稳定性。生品约1316 d焙 (4)真密度：（挥排、孔增、焦化、体收）略有增加 (5)抗压强度：一般低于生制品 炭制品焙烧过程中理化指标的变化表 指标标生坯焙烧烧品指标标生坯焙烧烧品 挥发挥发 分 1316 100004560径向收缩缩1 气孔率 34 2530体积积收缩缩 23 焙烧过程对阳极理化性能的影响 温度/性能变变化影响结结果 200沥沥青热热膨胀胀，释释放过过程压压力 。 密度减小，骨料连连接力略变变小。 150350沥沥青热热解膨胀胀、重组组，湿润润干 料。 引起炭碗塌落、变变形，强度、渗 透性受影响。 350450释释放轻组轻组 分。骨料的振实实容重减小。 450600重组组分焦化，大量释释放挥发挥发 分 。 热传导热传导 梯度形成的张张力引起内部 膨胀胀/收缩缩，裂纹释纹释 放应应力。 600900再焦化，挥发挥发 分应应力减小。无明显变显变 化。 9001200 晶体重组组、粘结结焦生长长，骨料 生长变长变 小。 收缩张缩张 力减小，温度大的变变化会 出现现大裂纹纹。 9.2.3 焙烧曲线的制定 曲线要既符合反应的客观规律，又考虑炉型、填料、产品的 品种规格、挥发分等情况。它包括：速度、时间、最高温度 产量和质量。 基本原则：（5） 1.根据产品在焙烧过程中的变化规律制定焙烧曲线 200前，坯体无显著物理、化学变化，防空头、变形快； 700后，粘结剂焦化基本结束，快。200500，是挥发分大 量逸出过程，升温速度控制。遵循“两头快，中间慢”的原则。 2.根据产品种类和规格制定升温曲线 (1)炭块不石墨化，烧成温度1300左右；电极需经过石墨化 ，烧成最高温度控制在1200。 8001000 种类 (2)预焙阳极炭块制品截面大，内外温差大，为减少裂纹废品 ，升温曲线要求长，升温速度慢；小直径则相反。规格 3.根据炉型结构制定焙烧曲线 带盖与敞开炉不同，传热、温差亦不同。 新环式炉：窄料箱、宽火道、“W”型炉墙气流分布和炉底材料 的低密、高强、低导热等。温差小、传热快可缩短曲线。 40h、36h、32h、28h、24h、22h；（192h、168h) 4.根据填充料的种类和燃料种类制定焙烧曲线 导热性、透气性；燃料的热值、燃烧位置。 5.根据生制品的组成、性质制定焙烧曲线 (1)生制品的体积密度大，升温速度要慢，体积密度小，升 温速度要快些。 (2)生制品粘结剂用量偏大，升温速度可以快些，用量偏小 ，升温速度可以慢些。 (3)生制品中骨料粒度大，升温速度可慢些，曲线长；骨料 粒度小，升温速度可快些，曲线短一些。 240h、280h、180h。 有关的升温曲线举例（p196） (1)240h6室运转升温曲线40h (2)180h焙烧升温曲线36h 9.2.4 炭素焙烧产品的缺陷 (5) 1.纵裂沿长度方向的裂纹，原因： (1)生坯装炉时靠火道墙太近，导致局部升温过快。生坯局部 表面的挥发份分解速度过快，使生坯产生不均匀膨胀和收缩。 (2)升温曲线不合理。在挥发份大量排除阶段，升温过快， 从而造成产品的内外温差过大，产生内应力而引发裂纹。 (3)冷却期降温过快，产品表面与内部收缩不一致，产生内 应力而引发裂纹。 (4)若存在生坯粘结剂用量不准或挤压力不足，生坯内部结 合有缺陷，产生裂纹的可能性也将大大增加。 2.横裂宽度、高度方向裂纹，原因： （1)挤压成型时，糊料温度较低，挤压压力不足或时间较短 。 (2)挤压机加压柱塞返回时将料室内糊料拉断，再次挤压时 没有接合好。 (3)前后两种糊料的差别较大而且结合不好，生坯内部结构 有缺陷。 (4)原料煅烧程度不足，焙烧时骨料颗粒产生二次收缩，可 能在产品表层出现不规则的小裂纹(网状裂纹) (5)粘结剂用量偏少，粘结力差。 (6)升温过快，导致上下温差过大。 (7)升温中停炉，外界氧气通过填充料渗透到制品的表面， 粘结剂氧化，制品体积密度变化大、分界明显而导致裂纹。 3.弯曲及变形，原因： (1)生坯糊料含粘结剂数量偏多，焙烧时易出现弯曲变形。 (2)装炉操作不当，如料箱温度过高，装炉延续时间过长， 装入生坯后未及时用填充料填塞固定生坯。 (3)填充料水分大，没有填实或棚料引起产品四周局部空区 。 (4)装炉时生坯不垂直或上下层产品搭配不合理，下层产品 受压较大，易弯曲变形。 (5)炉室状况不佳，造成局部填充料漏掉或吸走，出现无料 空区。 4.氧化，原因： (1)产品装炉时生坯周围填充料未填实或焙烧时填充料局部 沉陷，致使产品局部暴露在高温中。 (2)顶部填充料厚度不够。 （3)产品出炉后未及时散开，聚集在一起而导致温度升高。 （4)炉箱砌体有裂缝，高温气体进入料箱接触产品。 (5)重复焙烧，氧气透过填充料，使表面氧化。 5.碳碗塌陷或变形，原因： (1)装炉时填充料未填实炭碗空间，炭碗周缘软化时因重力 作用而脱开。 (2)产品在焙烧软化阶段因停电、停负压等而升温中断、间 歇，造成炭碗温度升降突变，在低温预热阶段时间较长。 (3)成型糊料成分不均匀或生块炭碗区存在应力或裂纹缺陷 。 (4)粘结剂用量过大，在软化阶段骨料下沉。 (5)骨料粒度较大，其比表面积小，骨料与粘结剂的接触面 积小，造成生坯制品焙烧时粘结剂迁移，产生变形。 关于升温速度的影响 升温慢足够时间进行分解聚合析焦量多，结焦密度大 内温度场均匀应力小防止裂纹； 升温快有机分子来不及分解聚合被排出析焦量减少 挥发分排出激烈内外温差大容易产生裂纹。 9.3 焙烧炉 环式焙烧炉（敞开式阳极、带盖式石墨、阴极）； 倒焰窑、隧道窑等。 敞开环式焙烧炉结构（p198） 独特的火道墙设计：使温度均匀、温差50、终温 118020、周期短（28h）、自动控制、装料量大、节能（ 2.0Gj/t）。 1.混凝土炉壳底部连续排列混凝土槽形板，减少炉底散热 ，壳壁厚减40； 2.炉底及侧墙使用多层保温材料、砖缝与膨胀缝错开，形 成曲折膨胀线路，保持砌体气密性，底温160；侧墙炉底同样 设计思路（侧110） 3.火道墙和横墙用水模型和计算机优化设计，温度分布均 匀，升温快：火道1200保持一段，阳极1180 20。火道的降 温粘土可代高铝，抗热震性好，利于间断用。横墙不设排烟孔 ，4个孔在400mm预制砖火道墙上。 4.连通烟道在两端壳外用金属烟道，保证了接口和形状， 阻力小；轻质内衬，降蓄热，减少降温，保证炉室均匀加热。 5.排烟道无衬砖U形钢烟道、金属膨胀节。 焙烧过程的调节原则： 1、300以前快速升温，减少制品上、下性能差异； 2、350550段，放慢升温速度，防止制品裂纹，同时保证挥 发分充分燃烧； 3、各火道负压均匀，火道均匀升温，火道间温差最小； 4、增加保温时间，减少裂纹产生； 5、防止隔墙局部过热（采用脉冲加热），保证耐火砖寿命。 位置温度区间间（ ） 升温速度（ /h) 负压负压 (pa)控制情况 1p250550912控制 2p5507505.05.880100非控制 3p7509004.05.54060非控制 4p90010504.58.0控制 5p1050115035控制 6p1150120001.513控制 焙烧炉的基本控制范围 9.4 正常焙烧作业的管理 焙烧的管理过程主要为：温度管理和负压管理 一、温度管理的基本点： 燃烧架处各火道温度（4p、5p、6p)，850； 排烟室（1p）各火道挥发分温度； 总管烟气温度； 冷却区降温过程管理。 二、负压管理的基本点： 总管负压（2000pa)； 预热区排烟炉室（1p）各火道负压(80100pa)； 自然冷却区（7p）零压管理。 强制加热区的管理：基准设定（明）850起，焙品已焦化 、但不完全保证火道热量的供给，保温度、1200恒温。 满足条件： 1、足够的空气，并与燃料充分混合 零压架处为01pa负压， 保证空气顺利进入； 2、足够的燃烧空间和时间 足够燃料喷射压力及燃烧焰喷射长度， 确保燃烧空间； 3、燃烧产物及时排出管路清洗，燃烧不滞流。功率变化 肉眼观察火焰：判断燃气和空气的配合适宜情况 正常白天：火焰稻黄色，细长呈火炬状，略 有白色； 夜间：发白亮。 空气多，燃料少火焰短，白亮刺眼； 空气少，燃料多火焰发暗冒烟； 空气和燃料都少火焰较小； 空气和燃料都多火焰较大。 关于负压：太大预热区升温快，不符合升温要求； 过小吸入热空气少，燃烧不完全，炉温上不去。 负压调整原则：在满足升温曲线前提下，负压调到最小程度。调 温操作：首先保证密封，防止负压流失；其次各火道之间纵横温差小；同时 保证负压能够调整（蝶阀：总管和排烟架风门）。 冷却区管理：主要是由冷却架实现降温管理 1200800（忌快），510/h； 800 以下（稍快）， 50/h调整冷却架风门开度 9.5 碳块的装、出炉作业 一、出炉作业 两个步骤：吸出填充料；取出炭块。 出炉温度一般应小于200。作业时一般要求吸出一层取出一层 ，不准一次从上部吸到底部，防止出现炭块倒块现象。 二、装炉要求： (1)装炉时炉室空间温度应低于制品粘结剂软化点(一般不高于 60)。 (2)炉底填充料的厚度应在100mm以上。 (3)层与层之间填充料厚度不小于50mm。 (4)炭块摆放要求平整(平整性)，四周对称(对称性)。 （5)装完炉上面覆盖料不小于300mm，以避免产品氧化，并对制 品起保温（性）作用。 (6)填充料粒度应符合要求。 (7)填充料填充时要求填充密实(密实性)。 三、出炉要求： 1.出炉温度一般应低于200或300； 2.一般吸一层填充料，取一层块，以免出现倒块现象。 四、关于填充料： 1.作用防止制品氧化、传热、支承制品防止变形。 2.用料石油焦、冶金焦、无烟煤、高炉渣、河沙等。 3.要求导热性好； 吸附作用小（与分散度和表面状态有关， 尽量少用新鲜料）； 透气性较小（0.5mm，析焦大、防氧化)； 松装密度大，品种和粒度要保持相对恒定 ，不大于 6mm(导热鼓包） 。 9.6 环式焙烧炉技术进展(p215) 1 适当缩短焙烧周期322824h 2 改善炉顶封闭性能减少外部空气渗漏后预热室 3 改变顺流火焰为逆流火焰焙烧底部燃烧 4 燃料燃烧的控制装置和燃烧器的改进喷枪高速若酸嘎器 5 采用燃油乳化技术表面活性剂 6 采用新型耐火砖，提高烟道使用寿命高纯半氧化铝砖 7 使用计算机控制进行优化操作充分燃烧、提高质量。 主要指标标 20sj70年代20sj80年代20sj90年代2006年 敞开密闭闭敞开密闭闭敞开密闭闭敞开 热热耗 Gj/t3.52.42.72.42.42.41.8 填料焦耗 kg/t10405405353 耐火砖砖寿命 /炉次60100120100150100200 最高焙烧烧温度 /1300125011751250116012501135 温度稳稳定性 / 12010060100306015 思考题： 1、什么叫焙烧？焙烧的目的是什么？ 2、焙烧过程可分为哪几个阶段？各阶段中粘结剂会有哪些变化 ？ 3、焙烧曲线制定的原则有哪些？一般如何把握？ 4、分析焙烧废品缺陷的类型和产生的原因。 5、常用炭素焙烧炉分哪几类？ 6、敞开式焙烧炉有哪些优、缺点？日常维护的内容是什么？ 7、焙烧控制的原理是什么？焙烧过程中工艺调节的原则是什么 ？ 8、焙烧管理的主要内容主要有哪些？ 9、装、出炉各有什么要求？ 10、焙烧炉的填充料有什么要求？ 第十一章 炭素窑炉的修筑 窑炉的性能和寿命，主要取决于窑炉的结构、筑炉材料 、施工质量和操作条件筑炉材料。 11.1 筑炉材料耐火、隔热、金属和其他材料 11.1.1 耐火材料 耐火度在1580（1500）以上，能抵抗温度骤变作用、炉 渣侵蚀作用，并能承受高温荷重作用的无机非金属材料耐火 材料硅酸盐原料 1.对耐火材料的要求 (1)耐火度要高 受高温物理化学侵蚀、机械破坏作用 (2)高温结构强度要大高荷重软化性 (3)热稳定性要好抗热震性 (4)抗渣能力强抗腐蚀能力 (5)高温体积稳定残余变化小 (6)外形尺寸规整、公差要小 充填物与寿命 (3)耐火材料的热学性质 热膨胀： 导热率： 比热容：w/.kg 温度传导性：导热系数与体密度 导电性：温度高 、纯度高 (4)耐火材料的力学性能 随温度升高而增加，10001100最高 (5)耐火材料的高温使用性能 耐火度标准锥触底温度 荷重软化温度 热稳定性开裂与剥落 抗渣性化学腐蚀、物理溶解、机械冲刷 高温体积稳定性不可逆变化的残余收缩、残余膨胀 耐火制品形状和尺寸的准确性公差 1.01.5 3.耐火材料的分类 (1)按化学矿物组成分类硅质、硅酸铝质、镁质、 白云石质、炭质。 (2)按化学性质分类酸、中、碱性 (3)按外观形态分类定型、不定形、耐火纤维。 (4)按耐火制品的耐火度分类普通（1581770 ）；高级（17702000）；特高级(2000） 4.常用耐火制品的性质 (1)硅酸铝质耐火制品（p237) 粘土质耐火制品的性质 高铝质耐火制品(高铝砖)的性质 (2)氧化硅质耐火制品（p239) (3)氧化镁质耐火制品（p239) (4)白云石质耐火制品（p240) (5)含碳耐火制品（p240) 2.耐火材料的基本特性 (1)耐火材料的化学矿物组成 耐火材料的若干性质取决于制品的化学矿物组成。按其 主要成分的化学性质分： 酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料 酸性：硅质，粘土砖弱酸性； 中性：炭质、高铝质； 碱性：镁质、白云石质，铬镁质弱碱性。 矿物相：结晶相和玻璃相 (2)耐火材料的组织结构固气相构成的非均质体， 宏观组织结构特征影响高温性能 宏观组织结构气孔率： 吸水率： （p233） 体积密度： 真比重： 假比重： 透气性： 炭素焙烧工培训 重点复习题 （一）理论部分 一、填空题 1、炭和石墨材料属于多孔物质，衡量多孔物质密度指标是 。 2、炭阳极在敞开式环式焙烧炉的中温炉室焙烧时，充分利用余热 ，使 在火道墙内燃烧，节约了燃料。 挥发份 3、敞开式环式焙烧炉火道墙上每一块砖都留有 ，以利于 沥青挥发份逸出后，完全进入火道墙内燃烧。 4、在炭素生产中，我们所研究的炭素制品的机械强度主要是 指 强度。 26mm的竖缝 抗压、抗拉、抗弯 5、炭阳极生坯在填充料保护下， 进行高温热处理，使沥青 焦化的工艺过程称为焙烧。 6炭素制品焙烧过程中 性能的变化，是焙烧控制作业的 理论依据。 物理化学 隔绝空气 7、一般而言，往往称液相炭化生成物为 。 8、耐火材料力学性质是指材料在不同温度下的 等性质。 9、固体、液体和气体燃料虽然物理状态、化学分子结构不同，但 它们的化学元素成分都相同，都是由 五种元素所组成。 焦 强度、弹性和塑性； 碳、氢、氧、氮、硫。 10炭阳极生坯粘结剂焙烧焦化是在干料表面进行的，它不同于 纯粘结剂或油渣的焦化，粘结剂焙烧焦化具有 缩聚的特征。 11炭阳极块焙烧达到最高温度后，至少要 小时，使炭素 制品烧透，并使温度趋于均匀。 氧化脱氢 1520 12、碳在自然界分布很广，虽然碳在地壳元素总量中仅占 ，但它却是地球上形成化合物最多的元素。 13敞开式环式焙烧炉在火道墙的设计上独具特色，因而 分布均匀。 0.14% 炉内温度 14在有机化合物的苯环中， 之间的键能要大于炭和其 它元素之间的键能，因此芳烃热解时，异类原子首先分解逸出。 15敞开式环式焙烧炉烘炉时，当温度达到300、800、 1250左右时，需要对炉体进行 。 碳-碳 保温 16炭阳极焙烧的低温预热阶段，由于重力效应、温度梯度效应 及沥青与糊料线性膨胀系数差异的毛细管作用，此阶段正是粘结 剂 的时期，故此阶段的升温速度要快。产生剧烈迁移 17、石油焦是由_经过焦化工艺而制得的产品。渣油 18、炭阳极生坯在填充料保护下，隔绝空气进行高温热处理，使 的工艺过程称为焙烧。 煤沥青炭化 19渣油的焦化工艺很多，其共点都是 。深度裂解； 20从炭素观点看，碳氢化合物转化炭的过程称为 。炭化 21、碳素粘结剂焙烧焦化是在 进行的，它不同于纯粘 结剂或渣油的焦化，认识和研究这一点非常重要。 22根据产品在焙烧过程中的变化规律制定焙烧曲线时，应遵 循 的原则。 干料表面 两头快，中间慢 23炭阳极焙烧时，为了使毛坯受热均匀，填充料的 是 一个重要指标。 导热率 24、炭和石墨制品在高温下使用时，能经受 而不开裂的 能力，称耐热冲击性或抗热震性。 25敞开式焙烧炉火道墙的设计运用水模型和计算机优化设计 ，火道墙最高加热温度保持在1200一段时间，就可以使炭阳 极焙烧到 。 温度剧烈变化 118020 26敞开式环式焙烧的燃烧装置和控制系统的主要功能，是对 焙烧炉预热区和焙烧区各料箱火道的 进行有效控制。 27.有数据表明，碳素制品生坯中粘结剂含氧量超过7%时，中 间相便完全被抵制，从而得不到可石墨化碳。这主要是因为粘 结剂，阻碍了平面分子的定向。 温度、负压； 提前固化 28.炭素生产中，制造铝电解阴极炭块和高炉炭块所使用的固体 原料是 。 无烟煤 二、选择题 1、根据（ ）制定焙烧曲线的原则，预焙阳极截面大，内外温 差大，为减少裂纹及废品，升温曲线要长，升温速度慢。 A产品在焙烧过程中的变化规律 B产品种类和规格 C生坯制品的组成和性质 D炉型结构 2、根据（ ）制定烧焙曲线，焙烧曲线要遵循“两头快、中间慢 ”的原则。 A 产品在焙烧过程中的变化规律 B炉型结构 C产品种类和规格 D填充料的种类和燃料种类 3炭制品生坯焙烧后，重量损失值和体积收缩值分别为（ ）， 所以焙烧制品的体积密度一般小于生坯制品的体积密度。 (A)5-9%和1-2% (B)9-13%和1-2% (C)9-13%和2-3% (D)5-9%和2-3% 4炭阳极块高温焙烧阶段是进一步排除残留挥发份、使焦化更 彻底、提高制品各种理化性能的阶段，该阶段制品温度在（）。 (A)800-1100，明火温度约为900-1200之间。 (B)700-1000，明火温度约为850-1300之间。 (C)850-1150，明火温度约为950-1300之间。 (D)900-1200，明火温度约为1000-1300之间。 5炭阳极块焙烧的低温预热阶段，是制品从（ ）。 (A)室温升到100，明火温度大约为250 (B)室温升到200，明火温度大约为350 (C)室温升到250，明火温度大约为400 (D)室温升到300，明火温度大约为450 6炭素制品如果骨料粒度过大时，则比表面积小，骨料与粘结 剂接触面小，造成生坯焙烧时粘结剂迁移，容易使产品（ ）。 (A)产生横裂 (B)产生纵裂 C)产品表面不规则裂纹 (D)产生变形 7根据（ ）制定焙烧曲线时，要遵循“两头快，中间慢”的原 则。 (A)炉型结构 (B)填充料的种类和燃料的种类 (C)产品的种类和规格 (D)产品在焙烧过程中的变化规律 8炭阳极焙烧系统冷却区的管理主要是对降温的管理，温度在 （ ）降温速度不易太快。 (A)1300-900之间 (B)1200-800之间 (C)1000-700之间 (D)800以下时 9炭素生制品焙烧的升温曲线制定，直接关系到产品的产量和 质量，根据生制品的组成和性质制定焙烧曲线时，应该考虑当（ ）的生温曲线。 (A)生制品的体积密度大，应制定升温速度要慢些 (B)生制品骨料粒度小，应制定升温速度可以慢一些 (C)生制品骨料粒度大，应制定升温速度可以快一些 (D)生制品粘结剂用量偏小，应制定升温速度可以快些 10炭阳极焙烧的冷却阶段，降温速度过快，产品容易（ ）。 (A)引发裂纹 (B)弯曲变形 (C)产生麻面变形 (D)产生碳腕塌落变形 11炭阳极生坯焙烧时，当制品的温度在（ ），由于炭青质的 生成，而形成具有运动电子的平行原子层的堆状结构炭青质 结构，比电阻急剧下降。 (A)500以后大约550时 (B)550以后大约600时 (C)600以后大约700时 (D)800以后大约900时 12炭素制品如果生坯糊料含粘结剂数量偏多，焙烧时容易出现 （ ）。 (A)裂纹废品 (B)麻面变形 (C)氧化现象 (D)弯曲变形 13炭阳极焙烧时，如果填充料没有填实或棚料（暴露），产品容 易（ ）。 (A)弯曲变形 (B)产生纵、横裂纹 (C)氧化变形 (D)网状裂纹 14一敞开式环式焙烧炉烘炉时7炉室运行，336h的烘炉曲线， 加热时每隔（ ）向后移动一个炉室。 (A)36h (B)48h (C)30h (D)35h 15、 炭阳极敞开式环式焙烧炉火焰系统移动好后，应先（ ）。 (A)点火燃烧，然后恢复负压 (B)恢复鼓风，后恢复排烟 (C)恢复负压，然后点火燃烧 (D)恢复鼓风，后点火燃烧 16我国有色金属行业炭阳极质量标准（YS/T285-1998）中的 TY-1的标准规定为：（ ）。 (A)灰分不大于0.5%；电阻率不大于55m；体积密度不小于1.5g/cm3 (B)灰分不大于0.6%；电阻率不大于60m；体积密度不小于1.5g/cm3 (C)灰分不大于1.0%；电阻率不大于65m；体积密度不小于1.48g/cm3 (D)灰分不大于1.2%；电阻率不大于70m；体积密度不小于1.48g/cm3 17、炭素制品焙烧时，升温曲线不合理，在挥发分排除阶段，升 温过快，造成产品内外温差大，从而使产品（ ）。 A弯曲变形 B引发裂纹 C产生麻面变形 D产生碳碗塌陷变形 18炭阳极块焙烧时，体积收缩随温度的升高而逐渐产生，恒速 加热时，收缩大约从（ ）起速度急剧增。 (A)100-200 (B)200-300 (C)300-400 (D)800以后 19炭阳极块焙烧的中温剧变阶段，制品的温度在（ ）。 (A)300-700之间，明火温度大约为400-850之间。 (B)100-500之间，明火温度大约为250-650之间。 (C)200-700之间，明火温度大约为350-850之间。 (D)350-750之间，明火温度大约为500-900之间。 20炭阳极敞开式环式焙烧炉火焰系统移动作业开始时，应先（ ）。 (A)切断负压，再停止燃烧 (B)移动热电偶，后移燃烧架 (C)停止燃烧，然后切断负压 (D)移动鼓风架和冷却架， 后停止燃烧 22炭阳极块焙烧的中温剧变阶段，特别是炭素制品在（ ）， 升温速度一定要慢，应均匀缓慢。 (A)200-500之间 (B)300-600之间 (C)300-550之间 (D)350-650之间 23、炭和石墨材料属于多孔物质。测量多孔物质密度的方法为（ ）。 A真密度法和假密度法 B真密度法和比较称量法 C假密度法和X射线衍射法 D比较称量法和X射线衍射法 24、由气孔率的计算公式可知，各种炭材料或石墨制品的孔率大 小与（ ）的大小有关。 A、闭口气孔 B、真密度和假密度 C、开口气孔 D、贯通气孔 25炭阳极生坯焙烧时，在（ ）阶段，主要是进一步排除残留 的挥发分，使焦化彻底，进一步提高炭阳极物理化学性能的。 (A)低温预热阶段 (B)中温剧变阶段 (C)高温焙烧阶段 (D)冷却阶段 26炭阳极生坯制品焙烧时，从（ ）时起，粘结剂开始分解和 聚合，随着温度的升高，分解和聚合不断进行，气体排除量显著 增加。 (A)350 (B)200 (C)500 (D)600 27、自然界中（ ）的含碳量约为6090%。 A、煤 B、木材 C、石油 D、天然石墨 28、煤炭是泥煤、褐煤、烟煤及无烟煤等的统称，其中炭化程度 最差的是（ ）。 A、泥煤、 B、褐煤、 C、烟煤 D、无烟煤 29、改质沥青质量标准（yB/T5194-93）规定，一级品软化点为 （ ） A、80-95 B、95-105 C、100-115 D、105-120 30、根据（ ）制定炭素制品焙烧曲线的原则，生坯制品粘结剂 用量偏大，升温速度可以快些。 A 产品焙烧过程中的变化规律 B产品种类和规格 C炉型结构 D生坯制品的组成和性质 31、大型预焙铝电解槽铝电解过程中，预焙阳极炭块的质量非常 重要，它将直流电导入电解槽的同时并参与电化学反应而逐渐消 耗，生产一吨铝要消耗预焙炭阳极炭块（ ）kg。 A、300-400 B、350-450 C、500-600 D、600-700 32、优质（ ）具有良好的耐电解质腐蚀性能，是生产铝电解槽 阴极炭块的主要原料。 A、石油焦 B、焙烧碎 C、天然石墨 D、无烟煤 33、炼焦工业中煤焦油经过蒸馏得到的残渣便是（ ） 。 A、冶金焦 B、煤沥青 C、沥青焦 D、焦炭 34炭阳极块焙烧后，由于挥发份的排除和沥青的焦化形成焦炭 网格与煅后焦颗粒粘结成整体，同时沥青的分解、聚合反应，生 成大量的六角碳环平面网及大兀键，从而使生制品的比电阻由（ ），形成良导体。 (A)10000大幅降为50m左右 (B)10000大幅降为75m左右 (C)12000大幅降为40m左右 (D)12000大幅降为75m左右 35、炭阳极焙烧的（ ）阶段，制品没有发生显著的物理、化学 变化，挥发份排除量不大。 A、低温预热阶段 B、中温剧变阶段 C、高温焙烧阶段 D、冷却阶段 36炭阳极焙烧生产的（ ），粘接剂焦化过程已完成，容易加 剧炭素制品各部分体积变化不均匀，从而产生内应力，为了确保 炭块质量和减轻对炉体寿命的影响，所以一定要减慢该阶段温度 变化速度。 (A)低温预热阶段 (B)中温剧变阶段 (C)高温焙烧阶段 (D)冷却阶段 37由于预焙阳极炭块制品截面大，内外温度差大，为减少裂纹 废品，根据（ ）的原则考虑，应制定的升温曲线要长，升温速 度慢。 (A)根据产品在焙烧过程中的变化规律制定焙烧曲线 (B)根据产品种类和规格制定升温曲线 (C)根据炉型结构制定焙烧曲线 (D)根据填充料种类和燃料种类制定焙烧曲线 38炭素制品如果原料煅烧程度不够，焙烧时骨料颗粒产生二次 收缩，容易（ ） (A)产生纵向裂纹 (B)产生麻面变形 (C)弯曲变形 (D)表面产生不规则小裂纹 39.从自然界中取得的纯碳是历经漫长转化过程的生成物，下列近乎纯碳的原 始物，其含碳量由低至高排列正确的是（ ）。 (A)木材，无烟煤，石油，天然石墨 (B)无烟煤，木材，石油，天然石墨 (C)无烟煤，木材，天然石墨，石油 (D)木材，石油，无烟煤，天然石墨 40.石油焦是由渣油经过焦化工艺而制得的产品，而渣油的组成很复杂。下列 不属于渣油烃类化合物的是（ ）。 (A)烷烃 (B)烯烃 (C)环烷烃 (D)芳香烃 41.焙烧是生产炭阳极最重要的热处理工序之一，以下关于其目的的说法，有 误的是（ ）。 (A)挥发份小于0.5% (B)粘结焦化率达80%左右 (C)提高导电性能 (D)提高导热性能 42.要使燃料在火道内充分燃烧，必须满足的条件是（ ）。 有足够的空气且与燃料充分混合； 足够的燃烧空间； 足够的燃烧时间； 燃烧产物能及时排除。 (A) (B) (C) (D) 三、判断题 1、金刚石、石墨和无定形炭都是炭的同素异构体，也都是结晶 形体。（ ） 2、炭阳极焙烧中，生制品粘结剂用量偏大时，升温速度可以更 慢些。（ ） 3在炭素原料中，苯环中的碳碳键能大于碳和其它元素之间 的键能，因此热解时除个别情况外，大多数异类原子首先分解逸 出，于是碳原子就富集于未挥发的残渣中成为焦炭。（ ） 4、石墨的导电性、导热性都相当好，其导热性甚至超过了铁、 钢、铝等金属材料。（ ） 5、炭阳极生坯焙烧的目的使粘结剂焦化，当焙烧温度达到850 时，粘结剂已经焦化，所以继续升温焙烧的实际意义已经不大。 （ ） 6、炭阳极装炉焙烧时，填充料不够补充新填充料时，一般情况 下尽量使新料能与毛坯直接接触，提高焙烧质量。（ ） 7、可燃气体有焰燃烧不易回火，故预热温度不受限制。（ ） 8纯沥青和炭阳极生坯中的粘结剂沥青，都是同一种物质-沥 青，但炭阳极生坯中的沥青粘结剂焙烧焦化是在干料表面进行的 ，它与纯沥青的焦化是不同的。（ ） 9.炭阳极装炉装填充物料时，应该尽可能用松装比重大一些，导 热率高一些，透气性低一些，颗粒粒度适中的新鲜物料作为填充 料。（ ） 10敞开式环式焙烧炉炉底板用较大的方形耐火砖砌成，目的是 便于坐落在上面的火道墙、横墙作膨胀移动。（ ） 11炭阳极块焙烧出炉后不要马上散开，否则冷却过快容易产生 裂纹。（ ） 12.炭阳极焙烧后的出炉作业是，先全部吸出炭块周围的填充料 ，然后逐一取出炭块。（ ） 13、氧（O）是固、液燃料中有害成分，它既不能燃烧，也不能 助燃。（ ） 14.炭阳极焙烧炉的砌筑和维修工作，对耐火材料的热学性质非 常重视，通常酸性耐火制品的热膨胀系数比碱性制品大，而高铝 制品介于两者之间。（ ） 15炭阳极生坯经过焙烧后，重量损失和体积收缩大约分别为9- 13%和23%，真密度会略有下降。（ ） 16炭阳极焙烧系统炉室负压调整的原则为：在满足升温曲线要 求的前提下，负压应调整到最小程度。（ ） 17、敞开式环式炭阳极焙烧炉焙烧时，可燃气体中心射流喷口直 径越小，射流中心线上与空气混合的速度越快。（ ） 18敞开式环式焙烧炉炉体寿命主要取决于生产过程中炉体的冷 却速度。（ ） 19对照我国现行的炭阳极行业标准，我国大部分炭阳极产品都 是优质品，但有些阳极在电解使用中却生成大量碳渣，严重影响 电流效率和电耗指标。（ ） 20、炭阳极空气渗透率和体积密度的关系是体积密度越大，渗透 率越低。（ ） 21.炭阳极焙烧时常用肉眼观察火焰，在正常情况下煤气燃烧的 火焰在白天看是稻黄色，火焰细长呈火炬状，略有白色；当空气 多煤气少时，火焰发暗冒烟，当空气少煤气多时，火焰短，白亮 刺眼。（ ） 22铝电解中，石油焦和沥青焦与二氧化碳的选择性氧化，是造 成炭阳极过量消耗及生成炭渣的主要原因之一。（ ） 23.炭素制品的焙烧过程，主要是沥青进行分解、环化、芳构化 和缩聚等反应的过程。（ ） 24.对于气体燃料燃烧时，设可燃气体流速为W，火焰传播速度 为U，与W方向相反，当W U时，会发生“回火”现象。（ ） 四、简答题 1炭阳极焙烧时生坯制品周围覆盖填充料的作用是什么？填充 料的那些性能与松装密度有关？(p213 214) 2敞开式环式焙烧炉焙烧过程调节的原则是什么？(p209-5) 3什么是产品质量、质量管理？什么是全面质量管理？ 产品质量是指满足产品规范要求的程度； 确定质量方针、目标和职责，并在质 量体系中使其实施的全部管理活动称质量管理。 全面质量管理是以质量管理为中 心，以全员参与为基础，旨在通过让顾客和所有相关方受益而达到长期成功的一种管 理途径。 4简述设备维修工作的原则是什么？什么是“三同时”？ 预防为主，维护保养和计划修理并重； 先维修后生产； 专业维修与群众维修相结 合，以专业维修为主。 安排； 检查考核； 总结评比 5敞开式环式焙烧炉的配套焙烧设备主要由哪几部分组成？ (p206) 6中华人民共和国劳动法对职业培训有哪些规定？ 7简述敞开式环式焙烧炉在结构上由哪几部分组成？ (p200-5) 8什么叫炭阳极块的焙烧？炭阳极块焙烧的目的是什么？ (p219-5) 9当今炭素行业在敞开式环式焙烧炉的技术发展中，着重从 哪些方面进行了改进？（p215） 10、180h升温曲线升温快，但有时会出现烟斗软连接处着火 现象，所以操作时温度控制要求高，有时超温，由于该升温曲 线产量大，合格率较高，同时也和干法净化中烟气温度要求相 配套。考虑到产量、质量、环保等因素，一些厂认为180h 5室 运行比较合理。请你填写下表，做出炭阳极焙烧180h的升温 曲线。 （p196） 表：敞开式环式焙烧炉180h焙烧升温曲线 温度区间间 () 升温速度 (/h) 所需时间时间温度区间间 () 升温速度 (/h) 所需时间时间 (h) 150500合计计180 500800冷却 80010001250800 10001250800以下 1250保 温总总 计计540 五、计算题 1某厂敞开式环式焙烧炉焙烧炭阳极的生产中，采用了240h升 温曲线，生产实践证明，易操作又安全，余热利用好，排出的挥 发分能得到很好燃烧，进人烟斗后温度平均为100，既防止烟 道着火，又对低温炉室起一个很好预热作用，使预热空气得到合 理利用。从产品质量上看，各理化指标和外观质量都比较好。为 此，请你根据焙烧曲线制定原则填写下表，制定出240h焙烧升 温曲线（p196） 表 240h运转升温曲线 温度区间间 () 升温速度 (/h) 所需时间时间 (h) 温度区间间()升温速度(/h)(所需时间时间 (h) 1504501200保温 450600冷却 6007601200 7601200800以下 1200总计600 2某厂有34炉室9火道8料箱敞开式环式焙烧炉，每箱竖放3层， 每层7块，炭阳极尺寸为1530mm590mm560mm，焙烧后的假 密度为1.59g/cm3,升温曲线为280h，7炉室运转，年产炭阳极能 多少吨（按360天计算）？ 分析： 1、为：两个火焰系统；火焰周期=2807=40（h）; 2、单个炭块重量吨数=体积密度 =（1.530.590.56）1.59=0.8038（吨） 3、一个炉室装炉量=块数单块重=（378）0.8038 =1680.8038=135.038（吨） 4、一个火焰系统日产量=每日出（移动）炉数每炉产量 =（2440）135.04=81.023（吨） 5、年产量=81.023 360 2=58336 （吨） 3.某碳素厂新建一座38炉室9火道8料箱敞开式环式焙烧炉，焙烧 阳极成品的规格为1550mm660mm550mm，体积密度为 1.587g/cm；每料箱装炉量为立装3层，每层7块；两组火焰系统 焙烧，火焰移动周期36h。每年按360天生产天数计算；该敞开 式环式焙烧炉年生产能力为多少吨？（72000 t） （二）实操部分 1什么是耐火材料？工业生产实践中对耐火材料有哪些要求？ （p239240） 2、请将炭素制品在焙烧过程中的理化指标变化填在下表中。 （p195） 指标标生坯焙烧烧品指标标生坯焙烧烧品 挥发挥发 份含 量 13-16体积积密度g/m31.65-1.70 真密度g/m3-抗压压强度49-60 电电阻率m10000重量损损失% 孔隙率%3-4体积积收缩缩% 3、什么是职业道德？它有哪些特点？ 职业道德是指从事一定职业的人，在职业活动中应遵循的行为准则。 职业道德的特点：1鲜明的职业性； 2较大的稳定性； 3适用范围的普遍性和内容、形式的多样性 4、什么叫火焰的传播？影响火焰传播速度的因素有哪些？（p58） 5、耐火材料按照材质（即化学矿物组成）可分为哪几类？（p244 ） 6、在焙烧工作中，简述炭阳极装炉过程及要求。 （p213） 7、如下图：简述炭阳极焙烧火焰系统移动工作各阶段作业的内 容及要求（p212） 8.什么叫燃烧？炭素生产所用燃料一般应具备哪些条件？（p55 .51 ） 9、常用燃料的特性主要包括哪两个方面？ （p52） 10、炭素制品的焙烧过程，主要是粘结剂沥青的焦化过程，即是 沥青进行分解、环化、芳构化和缩聚等反应的过程。反应受到各 种可变因素影响而变得复杂。所以焙烧过程的变化决定着炭素制 品物理、化学性能的变化，为此，请你根据你厂焙烧生产的实际 谈一谈你对焙烧过程的认识。 （p192193） 11、社会主义职业道德的基本原则、基本要求和核心是什么？ 社会主义道德的基本原则： 集体主义； 基本要求： 爱祖国、爱人民、爱劳动、爱科学、爱社会主义； 核心： 为人民服务。 12、按照焙烧炉燃烧系统的位置分布(见下图)，按照焙烧的四个 阶段来，简述各炉室所处位置及焙烧情况 （p192） 13、职业道德规范主要包括那些内容？ 职业道德规范： 1、爱岗敬业 恪尽职守 ； 2、遵纪守法 奉献社会； 3、勤于钻研 精益求精； 4、以人为本 开拓创新； 5、提高素质 促进发展。 14、可燃气体的燃烧包括哪三个阶段？ （p56） 15、燃料是由哪七种元素和物质所组成？哪些是发热的？哪些是 有害和不发热的？（p5253) 16 通过你厂工业炉实践，谈谈对耐火材料的性能有哪些要求？ （p239240) 17、简述碳阳极生产工艺流程。（p33) 河南省2014年炭素焙烧工技能竞赛试题 一、选择题 1.从自然界中取得的纯碳是历经漫长转化过程的生成物，下列近乎纯碳的原始 物，其含碳量由低至高排列正确的是（ ）。 (A)木