双臂混捏机、开炼机、密炼机等。连续式混捏机的种类很多，如单螺杆挤出机、双螺

　　杆挤出机、Ｂｕｓｓ．Ｉｏｅａｄｅｒ混捏机、Ｍ．Ｐ型混捏机、ＺＳＫ双螺旋混捏机以及本文所要重

　　点研究的立式双轴强力冷却混捏机等。相对于间歇式混捏机，连续式混捏机有着通用

　　备，该设备对干的碳粉和沥青物料进行混合搅拌均匀。原有设备属于间歇式混捏机其

　　混涅效果并不理想，有些碳粉和沥青之间没有搅拌完全，对后续阴极生产埋下重大隐

　　刀进行理论分析，确定出较为合理的一个叶片安装角度。对搅拌设备不同的水平高度

　　在桶体内循环流动，对布置方式进行优化配置，包括单轴上的叶片安装布置和双轴的

　　最后利用ＡＳＡＱＵＳ有限元分析软件对搅刀进行模拟，分析其受力情况，通过对

　　比改进前后的搅刀的不同应力分布状况来表征优化效果。依据应力分析云图来确定硬

　　ｃ觚ｂｅｄｉＶｉｄｅｄｉｎｔｏｉｎｔｅ加ｆｌｉｔｔｅｎｔ锄ｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ

　　ｌ（Ｉｌｅａｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｍｌｓｌ（１１ｅａｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，

　　ｓｉｎｇｌｅ・ｓｃｒｅｗｅｘ协Ｊｄｅｒ，ｔ、访ｎ—ｓｃｒｅｗｅｘｔｍｄｅｒ，ＢｕｓｓＫｎｅａｄｅｒ

　　ｈｉ曲ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆ！Ｅｉｃｉｅｎｃｙ，ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ・丘ｅｅ，ａｎｄｍａＩｌｙ

　　ｆｏｒｃｅｄｏｎｔｌｌｅＳｔｉｌｌｒｅｄｋ１１ｉｆｅｔｔｌａｔｉｓｏｎｅｏｆ也ｅｍｏｓｔ

　　ｍｏｄｅｏｆｍｉｓｍａｃｈｉｎｅ、ｖｉｔｔｌｂｏｔｌｌｓｈａＲｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓ

　　ｃｏｎｔａｉｎｂｏｔｌｌｍｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅ

　　ｉｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｆｏｒｃｅｔｈａｔａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｓｔｉｌｌｒｅｄ

　　ｍｏｄｅｌ、Ｖｅｃａｎｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓ臼ｅｓｓｏｆｓｔｉｌｌｒｅｄｋｎｉｆｅａｎｄ

　　ｄｉ低坨ｎｔｏｆｓ缸．ｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｌｌＳｔｈａｔｔｈｅ

　　Ｋｑ唧ｏｒｄｓ：ｓｔｉ玎Ｉ甜ｌ（１１ｉｆｅ；ｍｉｘｅｒＳｒａｔｉｏｎａｌｅ；ｌｅａｆｉｎｓｔａＪｌｅｄ

　　本设备为立式双轴强力冷却混捏机，是铝电解用碳素成型车间的重要设备，其功能

　　主要是将干粉物料（粒度不同的碳粉）和熔融沥青进行混合，使其达到均匀分布，为后

　　混捏是阴极生产的重要工序，主要完成煅后焦炭颗粒的均匀混合及骨料与粘结剂的

　　捏合，赋予糊料较强的塑性。混捏工序执行技术条件的好坏，将直接影响炭阴极的质量，

　　为了提高产品质量，近几年，国内一些大的电解铝企业先后引进了部分国外生产的

　　混捏机，如ＥＩⅪＣＨ公司的Ｄ２９Ｂｕ型立式双搅拌轴混捏机等。它较传统的电解铝用阴

　　极混捏锅具有技术先进、通用性强、生产效率高、无污染等诸多优点，提高了阴极碳块

　　的产品质量，同时也改善了工作环境。这些混捏机由于结构上的设计优化，通用性强，

　　集成度高，显著提高了阴极碳块的产品质量，同时也改善了工作环境，对企业的技术进

　　然而，对于国内大中型企业和行业骨干企业而言，产品的关键生产技术不能完全依

　　Kaiyun（开云）体育官方网站

　　赖于引进，生产线上的关键设备必须实现国产化，这样，才能让引进设备适应本国生产

　　为了对引进的Ｄ２９Ｂｕ型立式双搅拌轴混捏机实现国产化，需要从混捏机理上深入

　　研究该设备的运行过程，只有从根本上了解该设备的工作机理，才能确保该设备国产化

　　过程中性能不降低或者有所优化，并且研究成果也可为改造其他生产车间传统的混捏设

　　总之，对引进的双轴强力冷混捏机混捏原理进行深入分析，对于实现该混捏机的国

　　总成，底部开口卸料阀总成，冷却喷淋系统总成，润滑油泵总成等几部分组成：规格尺

　　驱动右搅拌轴总成电机：７５ＫＷ直接起动（左右搅拌轴以测绘总装图所示进行区

　　混捏机在炭素生产工艺过程中占有很重要的位置。混捏机主要应用在预焙电极生产

　　１．捏合操作往往伴有加热或冷却过程，一方面捏合机的单位容积具有足够的传热

　　面，另一方面运动零部件应能稳定快速地刮除传热面上粘着的物料并送回高剪切区，以

　　２．在捏合机中很小间隙的高剪切区能产生高的切应力，使物料分散，同时混合机中

　　作驱动的零部件形状（如叶轮形状），能保证物料在捏合机内的运动路径和运动范围不断

　　３．和其他混合操作相比，捏合操作难度大，混合时间长，且最终只能得到统计意义

　　对于混捏存在的上述特点，本文分析现有的设备的基本原理以及存在的各项问题，

　　本设备的在整条工艺生产线中的作用如下：把经过预热达到一定温度的多粒度煅后

　　优质无烟煤干料和定量液体沥青共同进入连续混捏机进行充分的搅拌混捏，得到的均质

　　电极糊料，这些糊料进入强力冷却机进行糊料冷却，最终得到理想的塑性材料，完成阴

　　极糊料的制备工作最终进入挤压成型机，生产出合格的生炭块。本设备具体的过程如下：

　　首先，在电气自动检测到混捏机运行状态良好、混捏机空载及底开阀关闭时，已在

　　电阻加热器内加热到约１５５℃的物料排到混捏机中进行干混；干混一定时间后，加入液

　　湿混一段时间待基本搅拌均匀后，加入生碎料，进行混捏；混捏均匀后，喷淋冷却

　　水至预定检测温度，开启排风系统，抽走水蒸汽；再次混捏直至达到物料卸料温度；混

　　生产目的不同，所采用的混捏机的类型和结构也不一样。我国大型预焙电极厂的阴

　　极糊生产线基本都是使用卧式混捏锅后加滚筒式凉料机（强制间接冷却）或其他输送

　　设备（自然冷却）的工艺方案。这种方案一直存在着提高｛混捏温度和糊料成型温度之间 ，

　　近几年，随着ＥＩ对ＣＨ冷却机在国内大型预焙阴极糊料连续生产线上成功应用和

　　推广，在未来的一定时期内，糊料连续生产线的工艺流程将以卧式混捏机＋ＥＩⅪＣＨ冷

　　却机或ＥＩｍＣＨ混捏机＋ＥＩ对ＣＨ冷却机为主。事实上除了目前新建的预焙阴极厂大多采

　　用以上两种工艺流程外，一些传统糊料生产企业已经进行或准备进行，用ＥＩＲＪｃＨ冷 箩

　　却机和原混捏机进行组合的改造。ＥＩⅪＣＨ公司立式双搅拌轴强力冷却混捏机无论在生

　　产工艺、内部结构还是混捏原理方面，都同国内常用的螺旋型混捏机有着很大的差另０。

　　ＥＩ对ＣＨ公司的炭素混捏系统主要由称量装置、加料装置、混捏机和台式给料器等

　　组成。炭素生产过程中，原料通过中碎、筛分、磨粉等工序产生不同粒级的物料。按照

　　工艺要求，这些物料以一定的配比分别进入两台干料秤中进行称重，称重完毕后，一起

　　排入干料加热器（ＥＷＫ）中加热，达到设定的加热功率后，排至强力混捏机进行干混。

　　干混完成后，从沥青秤向混捏机加入液体沥青，进行湿混，湿混结束后，根据出糊温度

　　要求，对糊料进行喷水冷却。喷水冷却完成后，糊料达到设定的出糊温度，糊料由混捏

　　如图１．３所示，混捏盘驱动电机带动混捏机转盘进行旋转，同时搅拌驱动电机通过

　　三角皮带驱动齿轮箱工作，带动搅拌装置高速旋转。通过一个旋转混合盘，以及偏心转

　　子和固定多功能刀具来实现物料的混合。多功能刀具分离并改变物料流。分离的物流被

　　导向反方向。转子高速旋转，作用于被混台盘和多功能刀具带动旋转运动的物流、混台

　　盘旋转。采用特殊的混合工具和加工技术，使物料产生水平和垂直方向的运动，以达到

　　最优化的混合均匀度。ＥＩⅪＣＨ混捏机可以设定为逆流或错流操作，这一设计无论在分

　　混捏机的结构是决定混捏机理和物料运动轨迹的关键因素。ＥＩⅪＣＨ公司所生产

　　的立式双搅拌轴强力冷却混捏机是一种新型的立轴行星式搅拌机。其结构特点是：搅拌

　　叶片的回转中心与拌筒的几何中心不重合，二者之间有一个偏心距。工作时，搅拌叶片

　　除了有绕自身轴线的自转运动外，其转轴与拌筒还有相对转动，如图１．４所示。

　　ＥＩⅪＣＨ公司所生产的立式双搅拌轴强力冷却混捏机内，装有大小两个搅拌叶片

　　组。工作时，一方面，搅拌叶片绕着自己的轴线转动（自转），另一方面，搅拌桶在电机

　　带动下缓慢旋转，这样，搅拌叶片组的转轴与拌筒形成了绕圆盘中心轴相对的转动（公

　　转）。这样，若干个叶片围绕圆盘中心公转的同时，还绕自身轴线自转，从而形成较为

　　复杂的运动轨迹，布满整个拌筒（图１．５）。行星式搅拌混捏机搅拌时，运动速度和方向

　　时刻变化，能对拌筒内所有物料进行有效搅拌，因而“死区”范围很小，这是ＥＩⅪＣＨ双

　　在糊料的孔隙率方面，ＥＩⅪＣＨ混捏机的平均值为０．４３ｃｍ３儋，传统混捏机的平均

　　值为Ｏ．５７ｃｍ３儋（挪威海德鲁铝业研究成果），由此可以看出ＥＩ砌ＣＨ混捏机明显优于传

　　统混捏机。表１．１是ＥＩｍＣＨ混捏机在国内某厂使用的工艺参数，所获得产品的技术参

　　安装在很长的单轴上，筒体上安装多个定搅刀，设备传动装置复杂一主轴既有转动又有

　　轴向往复运动，设备维护检修及消耗件准备较难；碳素阴极混捏锅，其生产能力较弱，

　　对环境的污染较为严重。而且，执行工艺任务单一，还需在后续工序安装冷却设备，加

　　大了设备维护工作，降低了生产的连续性，增加对产品质量控制的难度。为提高铝电解

　　用碳素制品产量和质量，降低生产运行成本， 当前国外在生产过程中已开始使用将生

　　以德国ＥＩⅪＣＨ公司为代表的国外混捏机制造公司已开发出立式单、双搅拌轴强

　　力冷却混捏机，优点在于生产连续性强、安装空间较原螺旋型混捏机小、环保效果好、

　　搅刀形式简单便于更换和加工等。中铝贵州分公司已引进该公司生产的立式单、双搅拌

　　轴强力冷却混捏机。其中，立式单搅拌轴强力冷却混捏机用于碳素阳极生产，立式双搅

　　拌轴强力冷却混捏机用于碳素阴极生产。本文分析研究的是立式双搅拌轴强力冷却混捏

　　今世界铝工业的发展的主要方向。采用大型预焙阳极电解槽，能极大地降低能耗，较好

　　Kaiyun（开云）体育官方网站

　　地解决电解铝生产过程中存在的环境污染问题。因此生产技术装备大容量、自动化、智

　　新建电解铝生产企业普遍采用预焙槽技术，且槽容量不断加大。３２０～３３０ｌＡ预焙

　　槽是目前世界上投入工业化生产的最大容量预焙电解槽，吨铝直流电耗１３０００～

　　１３５００ｋＷ／ｈ，电流效率高达９４％～９６％；生产工艺过程全自动控制；采用高效、低能

　　耗的烟气净化装备，满足日益严格的污染物排放标准，减少环境污染，是对混捏机提出

　　此外进口混捏机的零备件问题一直困扰着国内诸多炭素厂商，由于原装进口的零备

　　件成本价格高、供货时间长等原因使得先进的混捏设备在很长一部分时间只能闲置，极

　　大浪费了资源。对于这些问题需要深入研究进口设备的机理，开发出适合国内情况的混

　　目前国内还不能生产该设备，而且设备的许多零备件无法直接从国内厂商直接加工

　　获得，需要依赖进口，这对生产造成了严峻的挑战，也增加很多不必要的非生产性成本，

　　这给实际生产带来了很大不利，需要频繁更换刀具，不仅耽误了生产进度，而且对搅拌

　　为更好地发挥引进设备的效能，确保生产线的正常运行和降低运行成本，必须实现

　　国产化。然而，该混捏机混捏方式与传统的混捏机（锅）完全不同。因此，深入分析研

　　究该混捏机的混捏原理势在必行，进而从根本上了解其搅刀的工作机理，优化搅刀的结

　　构尺寸，提高搅刀的使用寿命，从而提高阴极碳块的产量和质量，为改造其他生产车间