Способ производства анодной массы


 


Владельцы патента RU 2464360:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и может быть использовано в производстве обожженных анодов. В способе производства анодной массы, включающем предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, кокосовой пыли и расплавленному пеку перед введением в смеситель придают разнополярные электрические заряды, затем разнополярно заряженную смесь подают в смеситель для смешения с коксовой шихтой. Придание разнополярных зарядов коксовой пыли и пеку осуществляют в течение 1-3 с напряжением на электродах высоковольтных зарядных устройств в пределах 24000÷50000 В постоянного тока. Обеспечивается повышение однородности смешивания компонентов анодной массы при ее производстве. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров, и может быть использовано в производстве обожженных анодов.

Качественные характеристики анодной массы, при ее использовании в процессе электролиза, следующие: минимальный выход пены в электролит и наименьший расход анода при электролизе алюминия. Эти показатели в значительной степени зависят от качества смешения и пропитки компонентов шихты пеком на стадии приготовления анодной массы. Наиболее затруднителен этот процесс для пылевой фракции. Поэтому для повышения качества анодной массы наиболее важное значение имеет процесс смешения и пропитки пеком пылевой фракции коксовой шихты.

Известен способ подготовки шихты для получения анодной массы самообжигающихся анодов производства алюминия (SU 1497284 СССР, дата публикации 30.07.1989, кл. C25C 3/12), включающий смешение сухих компонентов шихты, их обработку плазменным потоком с температурой 3000-6000K в течение 0.1-0,5 с, и прессование.

Недостатком известного способа являются повышенные требования к термо- и теплостойкости оборудования производства анодной массы, способного выдержать температуру плазмы. При этом существует риск полного сгорания мелких частиц кокса, что может привести к увеличению его расхода при производстве анодной массы. Кроме этого повышается зольность анодной массы, существенно ухудшающая ее свойства.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства анодной массы (патент RU 2312938, дата публикации 20.12.2007, кл. МПК C25C 3/12), включающий предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой. Для повышения пластичности анодной массы и снижения в ней содержания пека коксовую пыль отдельно смешивают с расплавленным пеком в гидроударно-кавитационном диспергаторе, затем полученную смесь подают в смеситель на перемешивание с коксовой шихтой. Смешивание расплавленного пека с коксовой пылью и перемешивание полученной пылепековой композиции с коксовой шихтой проводят при давлении не более 100 мбар.

Недостатком способа является значительное, порядка 10 минут, время смешения коксовой пыли с пеком в гидроударно-кавитационном диспергаторе, что существенно снижает производительность установки. Другим недостатком является низкое качество пропитки коксовой пыли пеком в гидроударно-кавитационном диспергаторе ввиду только механического воздействия на них и, как следствие, пониженное качество производимой анодной массы, не удовлетворяющее современным требованиям электролизного производства.

Таким образом, предлагаемый способ продолжителен по времени, трудоемок и малоэффективен.

Задачей заявляемого изобретения является: сокращение времени приготовления анодной массы; повышение эффективности смешения компонентов анодной массы - коксовой шихты, коксовой пыли и пека; увеличение пластичности анодной массы с одновременным повышением производительности установки для ее получения.

Технический результат заключается в повышении однородности смешивания компонентов анодной массы при ее производстве.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства анодной массы, включающем предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, согласно заявляемому изобретению кокосовой пыли и расплавленному пеку, перед введением в смеситель, придают разнополярные электрические заряды, затем разнополярно заряженную смесь подают в смеситель для смешения с коксовой шихтой.

Способ дополняют частные отличительные признаки, направленные также на достижение указанного технического результата.

Время придания должного заряда пеку и коксовой пыли зависит от напряженности электрического поля (напряжения на электродах зарядной установки). Так, необходимый заряд пека и коксовой пыли при напряжении 24000 В достигается за 3 с, а при напряжении 50000 В - за 1 с. Поэтому наиболее приемлемым является диапазон напряжения на электродах зарядной установки 24000-50000 В, при котором время придания зарядов пеку и пылевым частицам составляет оптимальное значение (для обеспечения необходимой производительности технологической линии) 1-3 с.

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеются следующие отличия. Коксовую пыль и расплавленный пек непосредственно перед введением в смеситель заряжают разнополярными зарядами в высоковольтных зарядных установках, при этом пеку придают отрицательный заряд контактным методом придания заряда, а коксовую пыль - положительным зарядом комбинированным методом - контактным и трибоэлектризацией.

Отличием заявляемого способа является то, что коксовую шихту, разнополярно заряженные коксовую пыль и пек подают в смеситель на смешивание. При смешивании, когда коксовая пыль и пек заряжены разнополярно, однополярно заряженные частицы пыли, отталкиваясь друг от друга, не образуя комков, распределяются практически по всей поверхности пека, что повышает активную поверхность коксовой пыли и улучшает смачивание ее пеком. А затем разнополярно заряженные частицы коксовой пыли и пека притягиваются друг к другу, что также повышает качество смешения и смачивания коксовой пыли, а в итоге и качество смешения всех компонентов анодной массы.

На чертеже приведена схема установки для осуществления заявляемого способа производства анодной массы.

Установка состоит из бункера коксовой пыли 1, бункеров компонентов коксовой шихты 2, дозаторов компонентов шихты, пыли и пека 3, 4, и 8 соответственно, подогревателей коксовой шихты и коксовой пыли 6 и 9 соответственно, транспортных шнеков 5, высоковольтных зарядных установок 7, смесителя 11 и экструдера 10.

Способ осуществляют следующим образом.

Компоненты коксовой шихты дозаторами 3, из бункеров 2, транспортными шнеками 5 подают в подогреватель шихты 6, где предварительно нагревают до температуры 200-220°C. Нагретые компоненты коксовой шихты подаются в смеситель 11.

Коксовую пыль из бункера 1 дозатором 4 загружают в подогреватель пыли 9 и также нагревают до температуры 200-220°C. В дозатор пека 8 подают предварительно подогретый до температуры 200-240°C пек. Далее пек и коксовая пыль поступают в высовольтные зарядные установки 7, где они в течение 1-3 с приобретают электрические заряды, пек - отрицательный, коксовая пыль - положительный. При этом напряжение на электродах высоковольтных зарядных установок находится в пределах 24000÷50000 В постоянного тока. Заряженные таким образом пек и коксовая пыль также поступают в смеситель 11, где происходит их смешивание между собой и с коксовой шихтой в течение 3-4 минут. Из смесителя анодная масса подается в экструдер 10 и после формовки в нем брикетов анодная масса готова. Процесс приготовления анодной массы занял 4-5 минут, при этом процесс смешения в смесителе обеспечивает получение однородной массы с необходимыми физико-химическими показателями.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность смешения и пропитки пеком пылевидной фракции коксовой шихты.

1. Способ производства анодной массы, включающий предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, отличающийся тем, что коксовую пыль и расплавленный пек перед введением в смеситель разнополярно заряжают в высоковольтных зарядных установках, при этом коксовой пыли придают положительный заряд, а пеку - отрицательный, затем разнополярно заряженные коксовую пыль и пек подают в смеситель и перемешивают с коксовой шихтой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что придание разнополярных зарядов коксовой пыли и пеку осуществляют в течение 1-3 с напряжением на электродах высоковольтных зарядных устройств в пределах 24000÷50000 В постоянного тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера с механизмом перемещения анодной ошиновки. .

Изобретение относится к конструкции анодного токоподвода электролизера для получения алюминия. .

Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве. .

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции инертных анодов электролизеров для производства алюминия.
Изобретение относится к обслуживанию анода электролизера с верхним токоподводом при электролитическом получении алюминия из расплавленных солей, а именно к способу управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом путем увеличения плотности тока в аноде.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженными анодами. .

Изобретение относится к области цветной металлургии и электролитическому получению металлов и может быть использовано при получении алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава с применением инертных анодов.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам при обслуживании самоспекающегося анода на алюминиевых электролизерах с верхним токоподводом в производстве алюминия.

Изобретение относится к технологии получения графитированных материалов, в частности углеродных блоков, и может найти применение в печах электрометаллургии и оснастке к ним, аппаратах для химических производств, машиностроении, спецтехнике.

Изобретение относится к области производства объемносилицированных изделий. .

Изобретение относится к огнеупорам, содержащим углеродистую связку и используемым в производстве чугуна, стали и т.п. .

Изобретение относится к области технологии улучшения механических свойств субмикрокристаллических материалов и может быть использовано в производстве конструкционных изделий в авиастроении, медицине и микроэлектронике и других областях промышленности.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и карбида кремния и изделий из них, теплозащитного, конструкционного назначений, подлежащих эксплуатации в условии комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной и абразивосодержащих средах (авиакосмическая техника, электротермическое оборудование в химической, нефтяной промышленности и металлургии).

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и изделий из них, подлежащих эксплуатации в условиях комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной среде и высокоскоростных потоков продуктов сгорания топлива (авиакосмическая техника, высокотемпературное электротермическое оборудование и т.д.).

Изобретение относится к технологии изготовления углеродсодержащих огнеупорных изделий и может использоваться в химическом машиностроении, а также в электродной и электротехнической промышленности.
Изобретение относится к коксу, армированному углеродным волокном, предпочтительно игольчатому коксу. .
Изобретение относится к производству изделий и конструкционных материалов на основе волокнисто-армированных углерод-карбидокремниевых композиционных материалов и может быть использовано в металлургической промышленности, в автомобиле- и тракторостроении для изготовления деталей, работающих в условиях значительных механических нагрузок, например пресс-форм, узлов торможения и сцепления.

Изобретение относится к обжигу изделий, содержащих в качестве связующего смолу или пек, например графитированных электродов. .
Изобретение относится к способу получения углеродсодержащих образцов, предназначенных для проведения экспресс-оценки качества графитированного наполнителя для изготовления силицированных изделий на его основе
Наверх