Способ изготовления углеродных самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров

 

Изобретение относится к производству углеродных изделий и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является улучшение физико-химических характеристик анодов и упрощение процесса. Способ включает измельчение и классификацию углеродного наполнителя - коксового материала, дозирование его, определение плотности связующего - пека (П) при 140 - 180°С, смещение дозированных фракций коксового материала с П и последующую термообработку полученной смеси, причем навеску дозированных фракций кокса перед смешиванием с П пропитывают смачивающей высокомолекулярной жидкостью с плотностью, близкой к плотности расплавленного П. Затем по специальным формулам определяют расчетное содержание П в смеси и разность между расчетным и заданным количествами П. В соответствии с полученной разностью подают скорректированное количество П на смещение с дозированными фракциями кокса. В качестве высокомолекулярной жидкости используют масла /каменноугольное, антраценовое, фенольное, нафталиновое/ и каменноугольные смолы, гудроны, тяжелые фракции перегонки нефти. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 01 В 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4276191/23-26 (22) 03.07.87 (46) 07,12,89. Бюл, Ф 45

Д1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминйевой, магниевой и электродной промышленности (72) Е.В.Литвинов, А.Ф.Гребенкин и Л.Н.Ласукова (53) 661.666.1:621.3.035.2.4(088.8) (56) Янко Э.А., Воробьев Д.Н, Производство анодной массы. — М.: Металлургия, 1984, с,64-69.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1279958, кл. С Ol В 31/02, С 25 С 3/06, 1984.. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ

САМООБЖИГАЮШИХСЯ АНОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ

ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ (57) Изобретение относится к производству углеродных изделий и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является улучшение физико-химических характеристик анодов и упроИзобретение относится к производству углеродных изделий и может быть использовано в цветной и черной металлургии, химической и других отраслях промышленности, .Цель изобретения — улучшение физико-механических характеристик анодов и упрощение процесса.

Пример 1. Рецептура массы для изготовления самообжигающихся электродов, мас,7: коксовый материал

„„Я0„„1527149 а1

2 щенке процесса. Способ включает измельчение и классификацию углеродного наполиителя — коксового материала, дозирование его, определение плотности связующего — пека (П) при

140-180 С, смешение дозированных фракций коксового материала с П и последующую термообработку полученной смеси, причем навеску дозированных фракций кокса перед смешиванием с П пропитывают смачивающей высоко- . молекулярной жидкостью с плотностью, близкой к плотности расплавленного

П. Затем по специальным формулам определяют расчетное содержание Il в смеси и разность между расчетным и

- заданным количествами,П. В соответствии с полученной разностью подают скорректированное количество П на смешение с дозированными фракциями кокса. В качестве высокомолекулярной жидкости используют масла (каменноугольное, антраценовое, фенольное, нафталиновое) и каменноугольные смолы, гудроны, тяжелые фракции перегонки нефти. 2 з.п.ф-лы, 1 табл, 69; пек 31, В качестве коксового материала используют смесь пекового и нефтяного кокса с действительной плотностью 2,01 г/см . Для приготовления смеси коксовый материал измельчают н классифицируют по фракциям, после чего дозируют полученные фракции в количестве, мас.Х:

4-6 мм 12

4-2 мм 13

2-1 мм 13

1527149

1-0, 16 мм 22

-0,16 мм Остальное

Для корректировки количества пека в смеси берут навеску кокса массой

50 r и помещают ее на стеклянный фильтр "Шотта" В I ° Фильтр устанавливают в колбу Бунзена, в которой помещают мерную пробирку для сбора каменноугольного масла, Шихту на фильтре заливают высокомолекулярной жидко» стью — каменноугольным маслом из мерной бюретки до сметанообраэного состояния, тщательно перемешивают стеклянной палочкой. В колбе Бунзена с 15 пОмощью сжатого воздуха создают избыточное давление в течение 1 ч. В это время происходит пропитка кокса каменноугольным маслом, затем производят фильтрование самотеком до полно-20

ro прекращения фильтрования. Количество каменноугольного масла может быть определено как по объему с помощью мерной пробирки, так и по массе кокса, пропитанного маслом. 25

Расчет производят по следующим формулам;

Объемный способ:

30 и где 4 — действительная плотность и пека при 140-180 С, г/см ; о

m — навеска кокса, г;

Ч вЂ” объем масла, удерживаемого навеской кокса, смЗ, Весовой способ:

100, Х, А

4п

М.-г-+ ш и где М вЂ” масса масла, удерживаемого навеской кокса, г;

d „- плотность пека, г/см, при

140-180 С

3.

d — плотность масла, г/см

m — навеска кокса, r.

Рассчитанное по указанным формулам количество пека составляет 3IX, После ртого определяют разность между рассчитанным по укаэанным формулам количеством пека и его заданным количеством, которая в данном случае равна О, следовательно, для данного гранулометрического состава кокса корректировк пека не требуется.

Коксовый материал в количестве

69 мас, Х смешивают с каменноугольным паком, взятым в количестве 31Х предварительно измельченным до фракции

5 мм, для чего включают нагрев смесителя и при достижении температуры о

150 С включают перемешивающее устройство, состоящее иэ двух Z-образных лопастей, и ведут смешивание в течение 45 мин, после чего полученную смесь загружают в предварительно на гретые до той же температуры металлические (железные) кожухи. Обжиг массы проводят в шахтной печи со скоростью нагрева 100 С/ч до 1000 С и выдерживают при этой температуре 4 ч.

По окончании обжига массу охлаждают в печи до комнатной температуры.

Hs обожженой массы изготавливают образцы диаметром 36 мм длиной 85 и

40 мм для определения показателей качества обожженной электродной мас» сы.

В таблице приведены данные по физико-механическим характеристикам полученной по предлагаемому способу массы и результаты сравнительных примеров.

Иэ представленных в таблице данных следует, что при увеличении в . коксе содержания пылевой фракции—

0,16 мм до 45: навеска кокса удерживает 33% пека, это означает, что необходима корректировка содержания пека в массе, и его дозировку увеличивают íà 2Х. При увеличении в коксе содержания крупных фракций и уменьшении содержания пылевой фракции—

0,16 мм до 37Х навеска удерживает 29Х пека, т.е. следует уменьшить дозировку пека íà 2Х.

Образцы, полученные иэвестнык способом и предлагаемым, идентичны по качественному составу и отличаются по содержанию пека.

Предлагаемый способ позволяет получить самообжигающиеся аноды с пористостью 27-30Х, удельным электрическим сопротивлением 73-75 мк Ом-см, разрушаемостью в токе СО 36-40 мц м ч и пределом прочности 302-307 кг/см . и

Указанные характеристики соответствуют ТУ, в то время как физико-механические характеристики анодов, полученных известным способом, не соот" ветствуют укаэанным техническим условиям.

5 152714

Преимуществом предлагаемого способа является упрощение процесса за счет исключения необходимости определения действительной и насыпной плот-.

5 ности кокса и связанных с этими характеристиками расчетов, следствием чего является повышение оперативности способа не менее чем в 1,5 раза. Это способствует повышению качества самообжигающихся анодов, их эксплуатационных характеристик и снижению их расхода при производстве алюминия.

Предлагаемый способ также позволяет при нестабильности гранулометри- 1 ческого состава сырья получать качественные самообжигающиеся аноды за счет корректировки количества связующего. В качестве наполнителя может быть использован кокс с различным 20 гранулометрическим составом, а также различные виды кокса, в качестве свя9ующего - пек беэ добавки и с добавками пластификаторов, в качестве вы» сокомолекулярных жидкостей — масла: 25 каменноугольное, антраценовое, фенольное, нафталиновое, каменноугольные смолы, гудроны, тяжелые фракции перегонки нефти, имеющие плотность, близкую к плотности расплавленного пека. щ

Формула изобретения

9 6 кокса перед смешиванием с пеком пропитывают смачивающей высокомолекуляр ной жидкостью с плотностью, близкой к плотности расплавленного пека, определяют расчетное содержание пека в смеси по объему или массе и разность между расчетным и заданным количеством пека и в соответствии с полученной разностью подают скорректированное количество пека на смешение с дозированными фракциями кокса.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве высокомолекулярной жидкости используют вещество из ряда, включающего масла— каменноугольное, антраценовое, фенольное, нафталиновое, а также каменноугольные смолы, гудроны, тяжелые фракции перегонки нефти.

3. Способ по пн.1 и 2, о т л и — . ч а ю шийся тем, что расчет содержания пека по объему или массе ведут по формулам (1) и (2) соответственно

Йп V

А = ° 1007;

m+dð V м odï (2) 1003;

dï

М вЂ” + ш 1 м

А

d и где

1. Способ изготовления углеродных самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров, включающий измельче- 35 ние и классификацию углеродного наполнителя — коксового материала, дозирование его, определение плотности связующего — пека при 140-180 С, смешение дозированных фракций коксового 40 материала с пеком и последующую термообработку полученной смеси, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения физико-механических характеристик анодов и упрощения про- 45 цесса, наяеску дозированных фракций количество пека, Х; действительная плотность пека при 140-180 С, г/см плотность высокомолекулярной жидкости, г/см з. навеска кокса, г; объем высокомолекулярной жидкости, удерживаемый навеской кокса, см масса масла, удерживаемого навеской кокса, г.

I527I49

I 4 а

4 е а

° Ъ

1 о

as 1 i аао

44Ъ

41

4 4

44

С44

СЧ е

Е ф 1 аъ ч

C о О л

4О I о и е е ю аъ

В

М 44

СЪ СЧ аъ

4 Ъ

4 Ъ м

41

4 °

4CI

СЧ

44Ъ аЪ

СЧ СЧ

4СЪ

СЧ мЪ

4 4 со о е о

4 \ л м

СЧ

Cl

СЧ о

Cl

СЧ

D О о о

° Ф

СЧ СЧ

Cl о

СЧ о аЪ т

О СЧ л о

cv м л

1: ь о

О о

И

4СЪ л л л

СЮ

СЧ

Cl

4 Ъ л сч

I a c1 и ь

1ь аое е аале к

СКЕЕ

° е е + м 44

СЪ 441 СЧ о м

СЧ CV о

С 4

С4

СЧ е

44 к о к к р сч

v Г к

3I i

I сч м

5 а2

33

3 е а g. о о ."1

aI Lv%

cv втекала аъ аъ л с

Ф Ф С Ъ 4 Ъ

L е ч

3 8

441

СС