炭素生產(chǎn)車間操作流程手冊前言炭素制品廣泛應(yīng)用于冶金、化工、新能源等領(lǐng)域，其生產(chǎn)過程涉及多道工序，操作規(guī)范性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全與效率。本手冊旨在為炭素生產(chǎn)車間操作人員提供系統(tǒng)、實用的操作指引，明確各工序流程、質(zhì)量控制要點及安全規(guī)范，助力車間標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。一、原料準(zhǔn)備工序（一）原料驗收與存儲炭素生產(chǎn)原料主要包括石油焦、瀝青焦、無煙煤、瀝青（粘結(jié)劑）等。原料驗收需依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，重點核查粒度分布（如石油焦粒度≤30mm占比≥95%）、灰分（石油焦灰分≤0.5%）、揮發(fā)分（石油焦揮發(fā)分≤12%）等指標(biāo)，抽樣檢測需覆蓋每批次原料。原料存儲應(yīng)遵循“分區(qū)、防潮、標(biāo)識清晰”原則：不同原料（如骨料與粘結(jié)劑）分區(qū)存放，避免交叉污染；存儲場地需硬化、防雨，堆垛高度≤3m（防止坍塌）；原料堆旁懸掛標(biāo)識牌，注明名稱、批次、驗收日期及質(zhì)量指標(biāo)。（二）原料預(yù)處理1.篩分：采用振動篩去除原料中雜質(zhì)（如石塊、金屬屑）。操作前檢查篩網(wǎng)張緊度、振動電機地腳螺栓，確認(rèn)無松動后啟動設(shè)備；進料時控制流量（≤設(shè)備額定產(chǎn)能的80%），避免過載堵料；停機后清理篩網(wǎng)殘留物料，檢查篩網(wǎng)磨損情況（如網(wǎng)孔變形需及時更換）。2.干燥：潮濕原料（如露天存儲的無煙煤）需經(jīng)干燥處理，采用轉(zhuǎn)筒干燥機時，設(shè)定進口溫度≤300℃、出口溫度≤120℃，干燥時間根據(jù)原料含水率調(diào)整（一般為2-4小時），確保出料含水率≤1%。二、煅燒工序煅燒是通過高溫去除原料揮發(fā)分、提高真密度的核心工序，以回轉(zhuǎn)窯或罐式爐為例：（一）煅燒爐操作1.裝爐：將預(yù)處理后的原料均勻裝入爐內(nèi)，避免局部堆積（如罐式爐裝料高度距罐口≥100mm，防止搭橋）。2.升溫與保溫：低溫階段（室溫-500℃）：緩慢升溫（速率≤5℃/min），脫除原料表面水分；中溫階段（500-1000℃）：加快升溫（速率≤10℃/min），脫除揮發(fā)分（需監(jiān)控爐內(nèi)壓力，保持微負(fù)壓，防止揮發(fā)分外溢）；高溫階段（1000-1300℃）：恒溫煅燒（保溫時間2-3小時），確保揮發(fā)分充分脫除。燃料（如煤氣）供給量隨溫度階段調(diào)整，通過熱電偶、壓力傳感器實時監(jiān)控爐內(nèi)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)溫度波動超±20℃時，及時調(diào)整燃料閥門開度。3.出爐與冷卻：煅燒終點以“揮發(fā)分殘留≤0.5%”為判斷依據(jù)，出爐時先將煅后料轉(zhuǎn)入冷卻車，自然冷卻至≤150℃（或強制風(fēng)冷至≤80℃），防止二次氧化。（二）質(zhì)量控制煅后料需檢測真密度（石油焦煅后真密度≥2.05g/cm3）、電阻率（≤650μΩ·m）、灰分（≤0.6%）。每爐隨機抽取3個樣品，若某指標(biāo)超標(biāo)，需排查升溫曲線、燃料純度等因素，必要時重新煅燒。三、破碎與篩分工序（一）破碎作業(yè)根據(jù)產(chǎn)品粒度要求選擇破碎設(shè)備（如顎式破碎機處理粗碎，圓錐破碎機處理中碎）：1.開機前檢查：確認(rèn)破碎機腔體內(nèi)無殘留物料，潤滑點油量充足（如軸承潤滑脂油位占油腔1/2-2/3），緊固件無松動。2.進料控制：通過皮帶秤調(diào)節(jié)進料量，保持均勻連續(xù)（如顎式破碎機進料粒度≤300mm，出料粒度≤50mm）；若出現(xiàn)堵料，立即停機清理（嚴(yán)禁開機時用工具捅料）。3.停機維護：斷電后打開檢修門，清理腔體內(nèi)積料，檢查襯板、錘頭磨損情況（如磨損量≥原厚度1/3，需更換）。（二）篩分作業(yè)采用振動篩對破碎料分級，篩網(wǎng)目數(shù)根據(jù)產(chǎn)品要求選擇（如陽極生產(chǎn)需2-5mm、5-10mm等粒度級配）：1.篩網(wǎng)安裝：張緊度適中（用手按壓篩網(wǎng)，撓度≤5mm），防止物料“跑粗”；2.分級存儲：不同粒度的物料通過溜槽導(dǎo)入對應(yīng)料倉，不合格粒度（如超粗顆粒）返回破碎工序重新加工。四、成型工序成型是將骨料與粘結(jié)劑混合后壓制成型的工序，以模壓成型為例：（一）混捏與成型1.混捏：按配方比例（如骨料∶瀝青=9∶1）將煅后料與熔融瀝青加入混捏鍋，設(shè)定混捏溫度（瀝青軟化點+30℃，如瀝青軟化點100℃時，混捏溫度130℃），攪拌時間30-40分鐘，確保物料均勻包覆瀝青。2.成型：模具準(zhǔn)備：預(yù)熱模具至80-100℃，內(nèi)壁涂脫模劑（如機油），防止粘模；裝料與加壓：將混捏料裝入模具，采用液壓機加壓（壓力≥100MPa），保壓時間1-2分鐘；脫模：卸壓后緩慢頂出坯體，檢查外觀（無裂紋、缺角為合格）。（二）生坯處理生坯需在恒溫（20-25℃）、恒濕（RH≤60%）環(huán)境中存放，防止變形；每批生坯隨機抽取5件，用卡尺檢測尺寸偏差（≤±1mm為合格），不合格品可修補（如小裂紋用瀝青漿填補）或報廢。五、焙燒工序焙燒通過隔絕空氣加熱，使粘結(jié)劑碳化，增強坯體強度，以環(huán)式焙燒爐為例：（一）焙燒爐操作1.裝爐：生坯與填充料（冶金焦粉，粒度≤3mm）分層裝入爐室，生坯間距≥50mm，填充料厚度≥30mm（防止坯體粘連）。2.焙燒曲線：升溫階段（室溫-600℃）：速率≤5℃/h，脫除粘結(jié)劑揮發(fā)分（需監(jiān)控爐內(nèi)CO濃度，≤0.5%，防止爆炸）；保溫階段（600-1200℃）：恒溫10-15小時，確保粘結(jié)劑充分碳化；降溫階段（1200-室溫）：速率≤10℃/h，防止坯體急冷開裂。3.出爐與冷卻：出爐溫度≤200℃，將焙燒品轉(zhuǎn)入冷卻區(qū)自然冷卻至室溫，檢查坯體表面（無明顯裂紋、密度均勻為合格）。（二）異常處理若爐內(nèi)局部過熱導(dǎo)致坯體裂紋，立即調(diào)整該區(qū)域燃燒器功率，補加填充料隔離過熱區(qū)；若溫度不均，檢查加熱元件（如燒嘴堵塞）或燃料管道，及時清理疏通。六、石墨化工序石墨化通過高溫（≥2800℃）使焙燒品石墨化，提升導(dǎo)電性能，以艾奇遜石墨化爐為例：（一）石墨化爐操作1.裝爐：焙燒品與導(dǎo)電料（冶金焦，粒度5-10mm）交替填充，焙燒品間距≥20mm，導(dǎo)電料填充密實（保證電流均勻分布）。2.通電升溫：低功率階段（電流≤50kA）：緩慢升溫（速率≤50℃/h），脫除殘余揮發(fā)分；高功率階段（電流≥80kA）：快速升溫至2800℃，保溫4-6小時（通過電壓調(diào)整溫度，電壓≥100V時，溫度≥2800℃）。3.冷卻與出爐：斷電后自然冷卻48小時，出爐后檢測石墨化品電阻率（≤15μΩ·m）、密度（≥1.85g/cm3）。（二）安全注意事項石墨化爐運行時，爐體表面溫度≥500℃，操作時需佩戴耐高溫手套、護目鏡，嚴(yán)禁觸碰爐體；爐內(nèi)揮發(fā)物（如瀝青煙氣）需通過集氣罩收集，經(jīng)凈化后排放（凈化效率≥95%）。七、機加工工序機加工使炭素制品達到設(shè)計尺寸精度，以陽極導(dǎo)桿加工為例：（一）加工設(shè)備操作1.開機前檢查：車床主軸潤滑脂充足，刀具安裝牢固（刀柄與主軸同心度≤0.02mm），工件裝夾用三爪卡盤（夾緊力≥5kN，防止打滑）。2.切削參數(shù)：根據(jù)炭素硬度（肖氏硬度≥40）設(shè)定轉(zhuǎn)速（80-120r/min）、進給量（0.1-0.2mm/r），切削液（如乳化液）連續(xù)噴淋，降低切削溫度。3.尺寸控制：加工過程中用卡尺、千分尺實時檢測（如導(dǎo)桿螺紋公差≤±0.1mm），超差時調(diào)整刀具補償量。（二）質(zhì)量檢驗加工后產(chǎn)品需檢測尺寸精度（如炭塊平面度≤0.5mm/m）、表面粗糙度（Ra≤6.3μm），采用表面粗糙度儀、三坐標(biāo)測量儀等工具，不合格品可返工（如超差尺寸通過二次加工修正）或報廢。八、安全操作規(guī)范（一）通用安全要求個人防護：進入車間必須佩戴安全帽、防塵口罩、耐高溫鞋，接觸高溫物料時加穿隔熱服；設(shè)備安全：設(shè)備啟動前需確認(rèn)急停按鈕處于釋放狀態(tài)，檢修時懸掛“禁止合閘”警示牌，斷電驗電后作業(yè)；現(xiàn)場管理：車間通道寬度≥1.5m，物料堆垛距設(shè)備≥0.8m，消防設(shè)施（滅火器、消防栓）每月檢查，確保完好有效。（二）特殊工序安全高溫作業(yè)（煅燒、焙燒、石墨化）：熱料搬運使用專用夾具（如鐵鉤、叉車），嚴(yán)禁徒手接觸；爐體附近設(shè)置“高溫危險”警示標(biāo)識。粉塵作業(yè)（破碎、篩分）：佩戴KN95級防塵口罩，每班清理設(shè)備及地面粉塵（粉塵濃度≤10mg/m3），禁止在粉塵區(qū)動火。易燃易爆物（瀝青、煤氣）：瀝青儲存罐溫度≤180℃，煤氣管道定期檢漏（用肥皂水檢測，嚴(yán)禁明火檢漏），泄漏時立即關(guān)閉閥門，通風(fēng)置換。九、設(shè)備維護與保養(yǎng)（一）日常維護清潔：每班生產(chǎn)結(jié)束后，清理設(shè)備表面積塵、料倉殘留物料，混捏鍋、破碎機腔體內(nèi)無結(jié)塊。潤滑：按潤滑圖表加注潤滑油（如破碎機軸承每周加鈣基潤滑脂，混捏鍋齒輪箱每月?lián)Q齒輪油），油位保持在視鏡1/2-2/3處。緊固件：每班檢查設(shè)備地腳螺栓、皮帶輪螺栓，松動時及時緊固（扭矩≥20N·m）。（二）定期保養(yǎng)周保養(yǎng)：檢查皮帶磨損（如皮帶裂紋≥5mm需更換）、篩網(wǎng)破損（網(wǎng)孔堵塞率≥10%時清理或更換），刀具刃口磨損（磨損量≥0.5mm時刃磨）。月保養(yǎng)：檢測電機絕緣電阻（≥0.5MΩ為合格），校準(zhǔn)溫度儀表（誤差≤±5℃），更換老化密封件（如混捏鍋密封圈）。年保養(yǎng)：對破碎機、液壓機等設(shè)備進行大修，更換磨損的主軸、襯板等關(guān)鍵部件，進行空載試運行（運行時間≥2小時，無異常振動、噪音）。十、應(yīng)急處理流程（一）設(shè)備故障突然停機：檢查電源開關(guān)、過載保護器，排除短路、過載后重啟；若電機冒煙，立即斷電，聯(lián)系維修（嚴(yán)禁強行啟動）。煤氣泄漏：關(guān)閉氣源閥門，打開門窗通風(fēng)，禁止開關(guān)電器（如照明燈、手機），通知煤氣站檢修。（二）安全事故火災(zāi)：若瀝青起火，用干粉滅火器（MFZ/ABC4型）撲救；電氣火災(zāi)先斷電，再用二氧化碳滅火器；火勢較大時，撥打火警電話，組織人員沿安全通道疏散。燙傷/觸電：燙傷時立即用冷水沖洗（≥15分鐘），涂抹燙傷膏