Способ формования угольных блоков уплотнением

 

Использование: производство угольных электродов, применяемых для электролитического получения алюминия. Сущность: углеродистую массу помещают в пресс-форму и уплотняют по трем взаимно перпендикулярным осям An, An+l, An+2 последовательными нагрузками crn ,(7n-И . 0h+2 прикладываемыми путем перемещения стенок пресс-формы и поршнем пресса, причем каждая нагрузка прикладывается после частичного снятия предыдущей нагрузки, а амплитуда каждого перемещения стенок по осям An, Ап+1, Ап+2 уменьшается в ходе последовательных циклов уплотнения и обращается в ноль при достижении угольным блоком указанных размеров. 3 ил. ;

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ е

РЕСПУБЛИК (я)5 С 25 С 3/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4203387/02 (22) 29.09.87 (46) 30,04,93, Бюл, ¹ 16 (31) 8613779 (32) 30,09.86. (33) FR (71) Алюминиюм Пешинэ (ЕВ) (72) Клод Ванворан. Бенуа Кост, Жан Бьярез и Франсуа Кэм (FR) (56) Колодин 3.А;, Свердлин В.А., Свобода

P.B. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров, M. Металлургия, 1980, с.58 — 64. (54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ УГОЛЬНЫХ

БЛОКОВ УПЛОТНЕНИЕМ

Изобретение относится к способу формования углеродистых блоков многоосевым уплотнением, в частности, анодов, предназначенных для производства алюминия электролизом по .способу Холла-Геру, для его осуществления.

В настоящее время углеродистые блоки, например, аноды. применяемые для производства алюминия, получают требованием прессованием, виброуплотнением для вибропрессования углеродистой массы, состоящей из конгломерата кокса и (или антрацита) в измельченном состоянии и смолы, Зти четыре способа исходят из одного и того же принципа: углеродистую массу вводят при температуре порядка 120-140 С в недеформирующуюся (так называемую .одометрическую) форму и подвергают ее вертикальному напряжению или последовательности напряжений.

„„Я „„1813121 АЗ (57) Использование; производство угольных электродов, применяемых для злектролити- ческого получения алюминия. Сущность; углеродистую массу помещают в пресс-форму и уплотняют по трем взаимно перпендиКуЛярНЫМ ОСЯМ An Ал+1, Ап+2 ПОСЛЕДОВательными нагрузками Оп, Ои + 1, On + 2 прикладываемыми путем перемещения стенок пресс-формы и поршнем пресса, причем каждая нагрузка прикладывается после частичного снятия предыдущей нагрузки, а амплитуда каждого перемещения стенок по осям An, An+1, An+2 уменьшается в ходе последовательных циклов уплотнения и обращается в ноль при достижении угольным блоком указанных размеров. 3 ил.

Приложение напряжения, называемого

"нагрузкой" может быть единственным: это имеет место при прессовании, и многократным: два или три последовательных прессования в некоторых случаях и до нескольких сотен раз при виброуплотнении, Уровень нагрузок, применяемых в различных случаях, различен, например, 28 МПа в прессе с одним циклов, 2 х 18 МПа с двумя циклами, 0,5-2,5 МПа в виброуплотнителе.

Но во всех случаях уровень уплотнения ограничен или содержанием смолы, когда достигается насыщение смолой межзерен ного пространства конгломерата кокса, или при содержании смолы, меньшем насыщения, тем, что зерна кокса вступают в контакт друг с другом и более не могут приблизиться друг к другу. Следовательно, при одноосевом уплотнении, т,е. при нагрузке, приложенной в одном направлении, имеется физический

1813121 предел, не позволяющий выходить за рамки определенной объемной плотности уплотненного материала.

Изобретение относится к способу многоосевого уплотнения, который заключается в последовательном приложении к уплотняемому материалу нагрузок в различных направлениях, так чтобы вызвать последовательные изменения положения зерен конгломерата, результатом чего является полное заполнение пространства, допускаемое формой зерен, составляющих конгломерат, и содержанием связующего вещества, и к устройству для его осуществления.

Более точно первым предметом изобретения является способ формования многоосевым уплотнением углеродистых блоков. состоящих из углеродистой массы на основе углеродистого конгломерата, например, кокса, антрацита, графита, коксуемого органического связующего, например, смолы и добавок, отличающийся тем, что углеродистую массу вводят в форму, некоторые стенки которой могут реверсивно перемещаться относительно их первоначального положения, и последовательно прилегают к указанной массе по меньшей мере одну нагрузку о» по оси А», затем по меньшей мере одну нагрузку »+1 по оси А»+1, не совпадающей с осью An, затем по меньшей мере одну нагрузку и» +2 по оси An+a, не совпадающей с осью А,+1 и так далее, повторяя, при этом каждая нагрузка прилагается после по меньшей мере частичного снятия нагрузки п(-11.

На фиг,1 изображено движение сближения зерен конгломерата, разбросанных в связующем под действием первой нагрузки (иапример, вертикальной) 01, затем второй нагрузки 2, например, горизонтальной (перпендикулярной о2): на фиг.2 — двухосевое уплотнение согласна изобретению; на фиг.3 —. этапы двухасевого уплотнения с различной . амплитудой согласно изобретению, Для ясности чертежа амплитуда перемещения боковых стенок также изображена преувеличеннойй.

Согласно изобретению уплотняемый блок размещают в форйе пресса. причем, параллелепипедной фбрмы 1, имеющей неподвижное.дно 5, две боковые жесткие противоположные и неподвижные стенки (не видны на разрезе .фиг,2) и две другие боковые стенки 3, подвижные относительно уплатняемого блока, под действием домкратов или пружин 4, Во время загрузки эти упругие средства 4 контролируют и ограничивают расхождение боковых подвижных стенок и после снятия первой нагрузки о1 они оказывают обратное воздействие, которое стремится вернуть стенки в первоначальное положение, Эти средства 4 производят также нагрузки oz когда нагрузка î уменьшена или снята, Повторное изменение положения зерен . кокса 5, покрытых связующим 6, схематически изображено на фиг.2А, 2В, 2С, В первом варианте осуществления изо- . бретения уплотнение двухосевое и включает в себя первые нагрузки оъ затем вторые нагрузки о2 в последовательности на две противоположные стенки 3 формы.

Первая нагрузка 1 может быть, например, вертикальной, но ничто не препятствует тому, чтобы расположить поршень пресса горизонтально.

Во втором варианте осуществления изобретения уплотнение трехосевое и включает в себя, например, последовательность вертикальных, затем боковых нагрузок на две противоположные стенки, затем боковых нагрузок на две другие стенки, затем снова вертикальных нагрузок или в варианте вертикальных, боковых нагрузок на две противоположныЕ стенки. вертикальHblx, боковых нагрузок на две другие стенки, снова вертикальных и т,д. И в данном случае поршень пресса может. перемещаться в направлении, отличающемся от вертикального, что не выходит за рамки изобретения, он может быть расположен горизонтально.

На практике критерием выбора одного или другого из этих вариантов будет природа материала и сложность промышленной аппаратуры, способной осуществлять эти последовательные операции, Вначале уровень уплотнения углеродистой массы, введенной в форму, незначителен; следовательно, можно регулировать айускание поршня и перемещение боковых ,: стенок с относительно большой амплитудой

45 (а) для Обеспечения эффективного перемешйвания заготовки 8 углеродистого блока (фиг,2A, ЗВ). Затем постепенно уменьшают эту амплитуду (Ь) (фиг,ЗС, ЗД). По меньшей мере для последовательного цикла боковые стенки должны быть полностью блокированы съемным средством, изображенным символически элементам 7 (фиг.3Е, ЗГ), так, чтобы придать углеродистому блоку точные окончательные размеры 9, Плотность в сухом состоянии (0S) определяется отношением

DS = DA (100 Д смола) 100

ОА — объемная плотность сырой углеродистой массы, какой ее замеряют и смолы—

1813121 содержание смолы в весовых процентах в сырой массе.

Выигрыш очень показателен и соответствует значительному улучшению качества анодов, Многоосевое уплотнение позволяет работать с меньшими нагрузками (при равном числе анодов) по сравнению с обычными способами, что позволяет изготовить аноды больших размеров данным прессом, просто заменяя форму.

Многоосевое уплотнение позволяет уменьшить анизотропию прессованных анодов, В частности, отмечено, что удельное сопротивление обожженных анодов обычно больше в направлении прессования, чем удельное сопротивление в направлении, перпендикулярном направлению прессования, и стремиться выравниваться в двух направлениях, Наконец, многоосевое уплотнение уве.личивает степень уплотнения анода, следовательно, срок его. службы в злектролизной ванне, что уменьшает частоту смены анода. которая, как известно нарушает тепловое равновесие ванны.

Формула изобретения

Способ формования угольных блоков уплотнением, включающий введение углеродистой массы на основе углеродсодержащего наполнителя и коксующегося

10 органического связующего в пресс-форму и ее уплотнение по. трем взаимно перпендиКуЛярНЫМ ОСЯМ Ал, Ал+1, An+2 ПОСЛЕдОВатЕльными нагРУзками 0>, On + >, О, +2, прикладываемыми путем перемещения сте15 нок пресс-формы и поршнем пресса, о т л ич а ю шийся тем. что, с целью повышения качества углеродных блоков, каждую наГРУЗКУ Оп,0n+1,0n+2, ПРИКЛаДЫВаЮт после частичного снятия предыдущей на о грузки, а амплитуду каждого перемещения

СТЕНОК ПО ОСЯМ Ап, Ап+, An+2 уМЕНЬШаЮт В ходе последовательных циклов уплотнения и доводят до нуля при достижении угольным блоком заданных размеров.

I-2

1813121

ФАЗ с, Составитель Л Кольцова

Техред М.Моргентал Корректор С,Юско

Редактор Л,Кародная

Заказ 1591 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101