Способ регулирования процесса получения углеродных изделий

 

r — " зкзз на я патентна те:, н:, „„, "олноте .а е

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Сециалмстнческнх

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 021078 (21) 2667200/23-26 (23) Приоритет (32) (>< ) (>8) (8%) M. Ka.

С 01 В 31/02

G 05 0 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (SS) УДК 661.666.2 (088.8) Опубликовано 231280.Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 231280 (72) Автор изобретения

Иностранец

Ричард Уолтер Петерсон (США) Иностранная фирма

"Алюминум Компани оф Америка" (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ

УГЛЕРОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ й

Изобретение относится к производ- ству углеродных изделий и может быть использовано, в частности при получении обожженных углеродных электро дов для алюминиевой промышленности.

Известен способ регулирования процесса получения углеродных изделий путем изменения соотношения количества связующего и углеродного на.полнителя в смеси для формования заготовок в зависимости оТ плотности и других свойств конечного обожженного изделия (1).

° Недостаток способа состоит в неточном воздействии на соотношение связующего и наполнителя, так как свойства конечного иэделия зависят от изменения параметров других переделов процесса. В результате качество изделий ухудшается.

Цель изобретения — повышение качества изделий.

Поставленная цель достигается тем, что способ регулирования процесса получения углеродных иэделий включает изменение соотношения количества связующего и углеродного наполнителя в зависимости от величины усадки (изменения размеров) сформованных заготовок, определяемой с точностью,по крайней мере, до 1/4 мм после форми-, рования перед обжигом. Определение величины усадки сформованных загото-, вок — нового параметра, позволяет быстро воздействовать на процесс получения углеродных изделий изменением соотношения связующего и наполнителя за счет изменения количества связующего в смеси.

На фиг. 1 представлена блок-схема процесса получения и регулирования; на фиг. 2 — график зависимости ширины заготовки анода от содержания связующего; на фиг. 3 — график зависимости ширины заготовки от времени, прошедшего после сформирования заготовки анода.

Углеродные изделия, в частности аноды, изготавливают смешением тонких

1, промежуточных 2 и крупных 3 фракций наполнителя, например кокса замедленного коксования, или иэ кипящего слоя со связующим 4- каменноугольным или нефтяным пеком в смесителе

5 с последующим формованием на прессе 6 ° Сформованные аноды транспортируют на конвейере 7 по,ведущим валикам 8 мимо устройства, измеряющего их размеры для определения усадки.

Установку положения анодов произво791216 дят с помощью спусковой перегородки

9,выполненной в виде металлической пластины, расположенной на пути анода между ведущими валиками 8 конвейера

7. Ведущие валики 8 прижимают анод вплотную к спусковой перегородке 9.

После этого анод перемещается толкателем 10 на пластинчатый конвейер 11, с которого переносится краном 12 в кольцевую обжиговую печь 13.Напротив толкателя 10 расположен дополнительный толкатель 14, предназначенный для отбраковки слишком широких анодов, возврата их на конвейер 7 и вывода с него (показано стрелкой) на измельчение и далее на загрузку в смеситель 5. 15

Устройство для измерения размеров выполнено на основе пропорциональных дифференциальных преобразователей 15, расположенных по одному с каждой стороны анода при его сня- Щ тии с конвейера. Такое расположение обеспечивает независимость измерений от конкретного расположения анода, т.е. от его смещения вправо или влево. Якоря пропорциональных д дифференциальных преобразователей

15 приводятся в движение воспринимающими роликами 16, установленными на осях 17 линейных шариковых муфт, например типа cynepNWN-8-BG фирмы

Томсон Индастриз, Мэнэссет,Нью-йорк.

Якоря обоих преобразователей 15 подпружинены и находятся в крайнем положении. Когда анод проходит на пластинчатый конвейер 11, каждый якорь смещается на измеримое расСтояние. Каждый из преобразователей соединен с демодулятором, вырабатывающим напряжение, прямо пропорциональное перемещению якоря. Выходные напряжения преобразователей склады- 40 ваются в демодуляторе и результирующая сумма поступает на вход самописца. Получаемая на самописце кривая выражает зависимость ширины анода от положения вдоль анода, поскольку и конвейер и лента самописца перемешаются с постоянной скоростью. Эта ширина может быть использована как мера усадки, хотя из нее можно также вычитать внутренний размер прессформы. Обычно усадка имеет максимальное значение в середине анода,и целесообразно проводить измерения именно, в этом месте. Вместо автоматичес-! кой измерительной установки можно ис..пользовать ручные измерительные

55 приборы. Можно применять и другие способы автоматических измерений,например с помощью бесконтактных устройств лазерного типа.

Пример определения зависимости . Щ усадки анода от содержания связующего приведен на фиг.2. Для этого нефтяной кокс замедленного коксования, включающий,41% крупной, 16Ъ промежуточной и 43% мелкой фракций (2) смешивают с каменноугольным пеком,имеющим точку размягчения 110 С при температуре 150 С, а затем прессуют на прессе 6 под давлением 112 кгс/см при температуре 130 С. Измерения усадки проводят через 4 мин после извлечения из пресс-формы. По вертикальной оси графика (фиг.2) отложена максимальная ширина анода в качестве меры усадки. Вес и температура анода влияют на зависимость его размера от содержания связующего. Наклон кривой (фиг.2) соответствует анодам с весом около 454 кг. Размеры меньших анодов, весящих около 227 кг или менее, изменяются в большей степени, благодаря воздействию воздуха, захваченного сырой смесью и расширяющегося после снятия давления, чем в результате усадки. Поскольку количество захваченного анодом воздуха обратно пропорционально количеству связующего, то на кривой зависимости размера анода от содержания связующего может появиться участок с обратным наклоном. По мере возрастания веса анода ус-.äêà становится более ярко выраженной и маскирует влияние расширения воздуха.

Большие аноды остывают медленнее, чем малые, и часто измеряются при температуре размягчения связующего, ! что увеличивает тенденцию к усадке.

Поэтому для больших анодов на графике (фиг.2) наблюдается прямой наклон.

Обнаружено также, что количество связуюшего, соответствующее возникновению заметной усадки, практически совпадает с количеством связуюцего, дающего максимальную плотность после обжига. Практически это дает возможность построить систему обратной связи, при которой в наполнитель вводят столько смолы, сколько он может принять. Когда измерения ширины показывают, что усадка становится существенной,вводится уменьшенное количество c:ëoëû.

Можно использовать не только начальную точку 18 (место перегиба на фиг.2). В частности, можно работать в области существенной усадки, чтобы лучше использовать преимущества максимального содержания смолы в аноде.

Преимуществом изобретения является воэможность обнаруживать неожиданные изменения свойств наполнителя, подаваемого в смеситель. Например, если используется наполнитель при

18%-ном содержании пека, а распределение частиц неожиданно изменяется из-за блокировки введения мелких частиц, становится заметным увеличение усадки. Оператор обнаруживает изменение условий процесса и принимает соответствующие меры, в частности снижает содержание смолы до 17,4%

791216 или же раэблокиравывает входную заслонку.

Другим преимуществом изобретения является то, что измерения усадки сырых анодов позволяет предсказывать возможность получения неудовлетворительных результатов. Это дает возможность отбраковки, измельчения и возвращения сырых анодов обратно в смеситель. Величина усадки является функцией времени, истекшего с момента формования. Если аноды после формования поступают на конвейер и перемещаются по нему с постоянной скоростью, то замеряемая усадка зависит ат того, на каком расстоянии вдоль конвейера производится измерение. Это показано на фиг.З, где па вертикальной оси дан размер заготовок в миллиметрах, а по горизонтальной оси — время в минутах с момента формования. Поэтому на практике, при использовании изобретения, измерения следует проводить через постоянный промежуток времени после формования. Хотя изменения размеров зависят от того, измеряется длина или ширина, графики зависимости их от количества пека являются линейными и приблизительно параллельными друг другу. Поэтому любое иэ этих измерений мажет быть использовано. При измерениях ширины выяснено также влияние высоты точки измерения. Оказалось, что точность измерений лучше, когда ани выполняются в нижней части анода.

Таким образам, использование изобретения позволяет улучшить качества изделий за счет отбраковки после стадии фармования и упростить контроль процесса.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса по10 лучения углеродных иэделий путем изменения соотношения количества связующего и углеродного напалнителя в смеси для формования заготовок, отличающийся тем, что, 5 с целью улучшения качества изделий

l соотношение количества связующего и наполнителя изменяют в зависимости ат величины усадки сформованных заготовок, определяемой с точностью по крайней мере, до 1/4 мм после формования перед обжигом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Окада Дж. и Такеучи И. Зави25 симасть плотности и других свойств углеродного материала от количества связующего в исходной смеси, 4-ая конференция по углероду, Нью-йорк, Пергамон Пресс, 1960, с. 657-669 (прототип).

2. Патент США 9 3855086, кл. 204-67, опублик., 17.12.74.

-. " 7 91216

Ф,Ю

647.

+/å йС

Фиа2 нн

ФЮ|Я

$66,й

Иб;31

Йс фмх.3

Составитель В. Иванов

Техред Н, Ковалева Корректор А; Гриценко

Редактор В. Жиленко

Тираж 565 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытый

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

Заказ 9090/71 филиал ППП "Патент", r.уигород, ул. Проектная;4