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【摘 要】碳素制品用途十分广泛，它的质量的好坏，关系到我们的国计民生。而作为碳素工艺生产过程中的关键工序设备：混捏机，它的质量好坏，性能高低，直接影响碳素制品的质量。该课题研制的预热式双层连续混捏机，促进了碳素行業的技术进步，对碳素行业的发展起着承前启后的作用。
【关键词】电解技术；预热式；混捏机
1、开发背景
目前国内炭素生产厂家使用的混捏设备可大致分为两种类型：间歇式混捏锅、连续混捏机。
1.1.1间歇式混捏锅工作时先将各种干料均匀加热及混合使其达到最佳分散度（简称干混）。干混25min左右，干混温度为130-140℃。然后再向锅体内加入粘结剂沥青，使其与干料进行充分搅拌和捏合（简称湿混）。湿混45分钟左右，糊料温度一般在160-170℃。这样混捏出的糊料粘塑性好，浮于物料表面的沥青少，用这种糊料生产出的阳极块质量均匀，理化性能好。但因为干混和湿混只能依次进行，一个混捏循环需要70分钟左右[1]。设备利用率低，产量低。
1.1.2连续混捏机生产是将配好的干料经过预热达到130-140℃时，与沥青一道从连续混捏机加料口加入混捏机内[2]。物料在机体内边加热边混捏直至成为均匀糊状，从机体排料口连续不断地排出。连续混捏机工作时没有干混和湿混的区分，混捏时间为8－12min。产能高。但由于物料混捏时间短，粘结剂沥青分布性差，不均匀，导致糊料的均匀性差。其优点是机械化程度较高，可以实现自动化生产，劳动条件好。但设备比较复杂，系统调整困难。另外，该设备还主要依赖于进口，价格昂贵[3]。
结合以上两种类型混捏机的优缺点研制出了一种新型高效的混捏机：预热式双层干湿连续混捏机。
2、设备机构及工作原理
该设备分为上下两层，上层为干混，下层为湿混。电动机运行时带动两混捏室搅刀同时运转，达到同时湿混和干混的目的。因此该设备一个混捏周期只需要45min左右。混捏效率高。
工作原理：物料通过干混锅下料口进入锅体内进行混捏加热到一定温度后，通过复合液动插板阀门将预热好的干料均匀排出到湿混锅。排料完毕，关闭插板阀，然后再往干混锅中下干料。
随后向湿混锅中加入沥青，再经过一段时间混捏，加热到要求温度后通过锅底中央底开门将糊料均匀排出。底开门采用翻转结构，卸料时，是通过底开门两轴承的摆动马达旋转，带动升降螺杆旋转使底开门两轴承座下降2.5-3mm，这样底开门与锅体门框有一定间隙，然后推力油缸推动卸料门旋转，旋转90-110度。卸料完毕，液压油缸把卸料门推回原位，随后启动摆动马达，将底开门上移2.5-3mm，将门顶严，完成一个开启和关闭过程。随后再把上层锅加热好的干料排入湿混锅。周而复始。该工作过程均由PLC可编程序控制器自动控制。
3、主要研究内容
湿混锅采用了“并排相交重叠等速型”方式配置两套Z型卵形横截面的搅刀，而不是采用传统的“并排相切不等速型”配置方式。提高了糊料的物理性能，同时有效的减缓了对锅底圆弧衬板的磨损，避免了混捏死角，这种效果在实际生产中被证明是十分明显的；在搅刀部件上，利用了日本松下炭素公司技术，有效的防止了锅体两端部死角的产生。搅刀采用特殊的耐磨合金材质，大大提高了搅刀的使用寿命；衬板采用了特殊材质，不但大大提高了衬板的耐磨性，而且使衬板具有良好的高温抗氧化性和耐腐蚀作用。该衬板特别适用于阴极糊对衬板耐磨性的要求。锅体主体衬板采用了多块衬板结构，方便了最易磨损部位锅底圆弧衬板的更换；锅体加热是采用全面积“之”字形回路，受热面积大，避免了由于卸料门加热引起的控制失灵，所有法兰均采用金属缠绕柔性石墨垫片密封；锅体顶盖两个沥青注入孔均沿轴向对称布置，在沥青孔有分散板，在沥青注入过程中，混捏阻力均匀，有利于整机运行平稳；顶盖增加保温层，提高热效率；液压系统与电控系统联合控制的中央正底部反转开门形式，克服了侧卸式开门和锅体倾翻卸料方式污染环境及卸料门污染，卸料方便，安全自如；干混锅的动力消耗小，通过两台摆线针轮减速器分别带动两副搅刀旋转。湿混锅干混锅传动装置相对独立，避免了链轮传动其中一台锅故障而导致整台锅停产的缺点；锅体加热采用全面积加热回路，并分为四个区域。结构简单可靠，热效率高。
4、该产品的创新点
该设备在使用中，所混捏的物料全部在封闭的状态下进行，解决了粉料在下料或出料过程中粉尘四散的现象，工作环境干净。减小由于环境而造成的设备的损坏，大大延长了设备的使用寿命。
本项目产品的研发和生产为企业带来新的利益增长点，由原来的以煤机产品为主，转变为煤机、碳素设备同等重要，大大增加了公司的生产总值。使公司生产的产品更加多元化，增强了公司在激烈的市场中的竞争能力并延伸了设备产业链。
HNDS—4000L双层混捏机具有结构简单，使用寿命长，加热均匀，物料颗粒均匀，效率比单层锅提高50%，而成本只比单层锅增加20%。自动化程度高，有利于现代化生产，完全满足碳素生产工艺需要。
参考文献
[1]平煤集团开封炭素有限责任公司.间歇式混捏机喷雾冷却装置[P].CN201762111.2011.03.16
[2]蔡冠雄.RV19型连续混捏机冷却机测温装置国产化改造[J]. 铝镁快讯.2008（4）-26-27
[3]鹤煤集团机械设备制造有限公司.新式间歇式混捏机[P].CN201042659.2008.04.02
【关键词】电解技术；预热式；混捏机
1、开发背景
目前国内炭素生产厂家使用的混捏设备可大致分为两种类型：间歇式混捏锅、连续混捏机。
1.1.1间歇式混捏锅工作时先将各种干料均匀加热及混合使其达到最佳分散度（简称干混）。干混25min左右，干混温度为130-140℃。然后再向锅体内加入粘结剂沥青，使其与干料进行充分搅拌和捏合（简称湿混）。湿混45分钟左右，糊料温度一般在160-170℃。这样混捏出的糊料粘塑性好，浮于物料表面的沥青少，用这种糊料生产出的阳极块质量均匀，理化性能好。但因为干混和湿混只能依次进行，一个混捏循环需要70分钟左右[1]。设备利用率低，产量低。
1.1.2连续混捏机生产是将配好的干料经过预热达到130-140℃时，与沥青一道从连续混捏机加料口加入混捏机内[2]。物料在机体内边加热边混捏直至成为均匀糊状，从机体排料口连续不断地排出。连续混捏机工作时没有干混和湿混的区分，混捏时间为8－12min。产能高。但由于物料混捏时间短，粘结剂沥青分布性差，不均匀，导致糊料的均匀性差。其优点是机械化程度较高，可以实现自动化生产，劳动条件好。但设备比较复杂，系统调整困难。另外，该设备还主要依赖于进口，价格昂贵[3]。
结合以上两种类型混捏机的优缺点研制出了一种新型高效的混捏机：预热式双层干湿连续混捏机。
2、设备机构及工作原理
该设备分为上下两层，上层为干混，下层为湿混。电动机运行时带动两混捏室搅刀同时运转，达到同时湿混和干混的目的。因此该设备一个混捏周期只需要45min左右。混捏效率高。
工作原理：物料通过干混锅下料口进入锅体内进行混捏加热到一定温度后，通过复合液动插板阀门将预热好的干料均匀排出到湿混锅。排料完毕，关闭插板阀，然后再往干混锅中下干料。
随后向湿混锅中加入沥青，再经过一段时间混捏，加热到要求温度后通过锅底中央底开门将糊料均匀排出。底开门采用翻转结构，卸料时，是通过底开门两轴承的摆动马达旋转，带动升降螺杆旋转使底开门两轴承座下降2.5-3mm，这样底开门与锅体门框有一定间隙，然后推力油缸推动卸料门旋转，旋转90-110度。卸料完毕，液压油缸把卸料门推回原位，随后启动摆动马达，将底开门上移2.5-3mm，将门顶严，完成一个开启和关闭过程。随后再把上层锅加热好的干料排入湿混锅。周而复始。该工作过程均由PLC可编程序控制器自动控制。
3、主要研究内容
湿混锅采用了“并排相交重叠等速型”方式配置两套Z型卵形横截面的搅刀，而不是采用传统的“并排相切不等速型”配置方式。提高了糊料的物理性能，同时有效的减缓了对锅底圆弧衬板的磨损，避免了混捏死角，这种效果在实际生产中被证明是十分明显的；在搅刀部件上，利用了日本松下炭素公司技术，有效的防止了锅体两端部死角的产生。搅刀采用特殊的耐磨合金材质，大大提高了搅刀的使用寿命；衬板采用了特殊材质，不但大大提高了衬板的耐磨性，而且使衬板具有良好的高温抗氧化性和耐腐蚀作用。该衬板特别适用于阴极糊对衬板耐磨性的要求。锅体主体衬板采用了多块衬板结构，方便了最易磨损部位锅底圆弧衬板的更换；锅体加热是采用全面积“之”字形回路，受热面积大，避免了由于卸料门加热引起的控制失灵，所有法兰均采用金属缠绕柔性石墨垫片密封；锅体顶盖两个沥青注入孔均沿轴向对称布置，在沥青孔有分散板，在沥青注入过程中，混捏阻力均匀，有利于整机运行平稳；顶盖增加保温层，提高热效率；液压系统与电控系统联合控制的中央正底部反转开门形式，克服了侧卸式开门和锅体倾翻卸料方式污染环境及卸料门污染，卸料方便，安全自如；干混锅的动力消耗小，通过两台摆线针轮减速器分别带动两副搅刀旋转。湿混锅干混锅传动装置相对独立，避免了链轮传动其中一台锅故障而导致整台锅停产的缺点；锅体加热采用全面积加热回路，并分为四个区域。结构简单可靠，热效率高。
4、该产品的创新点
该设备在使用中，所混捏的物料全部在封闭的状态下进行，解决了粉料在下料或出料过程中粉尘四散的现象，工作环境干净。减小由于环境而造成的设备的损坏，大大延长了设备的使用寿命。
本项目产品的研发和生产为企业带来新的利益增长点，由原来的以煤机产品为主，转变为煤机、碳素设备同等重要，大大增加了公司的生产总值。使公司生产的产品更加多元化，增强了公司在激烈的市场中的竞争能力并延伸了设备产业链。
HNDS—4000L双层混捏机具有结构简单，使用寿命长，加热均匀，物料颗粒均匀，效率比单层锅提高50%，而成本只比单层锅增加20%。自动化程度高，有利于现代化生产，完全满足碳素生产工艺需要。
参考文献
[1]平煤集团开封炭素有限责任公司.间歇式混捏机喷雾冷却装置[P].CN201762111.2011.03.16
[2]蔡冠雄.RV19型连续混捏机冷却机测温装置国产化改造[J]. 铝镁快讯.2008（4）-26-27
[3]鹤煤集团机械设备制造有限公司.新式间歇式混捏机[P].CN201042659.2008.04.02