SU1279958A1

SU1279958A1 - Способ изготовлени углеродистого анода дл электролитического получени алюмини

Info

Publication number: SU1279958A1
Application number: SU843866089A
Authority: SU
Inventors: Евгений Владимирович Литвинов; Людмила Петровна Ласукова; Анатолий Филиппович Гребенкин; Александр Федорович Товстенко
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1986-12-30

Abstract

Изобретение относитс к области цветной металлургии, в частности к производству анодных материалов дл электролиза алюмини . Цель изобретени повышение прочности, электропроводности и уменьшение расхода анода при электролитическом получении алюмини . Определ ют плотность пека при температуре 140-180С и рассчитывают необходимое количество св зующего по формуле, учитывающей действительную и насьтную плотность прокаленного коксового материала и плотность св зующего. Путем введени в формулу эмпирических коэффициентов учитывают недопропитку кокса пеком, изменение объема шихты за счет образовани пеi ковых прослоек между зернами кокса и. за счет .усилени прессовани . Даны (Л величины этих коэффициентов при изготовлении анодной массы самообжигающихс анодов и при изготовлении обожженных анодов, 2 з.п. ф-лы, 2 табл. to -J со со ел 00

Description

Изобретение относитс к цветной металлургии, в частности к производству анодных материалов, включаю- . щих анодную массу и предварительно обожженные аноды, используемые соответственно на электролизерах с самообжигающимис и обожженными анодами дл получени электрического алюмини .

Целью изобретени вл етс повышение прочности, электропроводности и уменьшение расхода анода.

Сущность изобретени заключаетс в том, что необходимое количество св зующего, завис щее от свойств про каленного коксового материала (действительной и насыпной плотности шихты) и плотности св зующего при температуре смешени , определ ют по формуле

. (kd,-k,d,)d

100, (1)

TkdT4c,,d,),d,d,

где А - количество пека-св зующего, мас.%;

dtj - действительна плотность коксового прокаленного материала ,

d,, - насыпна плотность шихты

п

коксового прокаленного материала , dj- - плотность пека-св зующего

при UO-ISO C (1,25-1,30 г/см kиk - коэффициенты, указывающие

на недопропитку кокса пеком и на увеличение объема шихты за счет пековых прослоек между зернами кокса, соответственно равны 0,95 и 0,901 ,15.

Плотность св зующего определ ют при 140-180°С,

Подбор св зующего с учетом пористой структуры кокса и пористости его насыпки, а также плотности св зующего позвол ет получать анодные мате15иалы с высокими эксплуатационными характеристиками (прочность, электрощэоводность и химическа стойкость) niijH использовании коксового материала различного происхождени и определенного гранулометрического состава .

Количество св зующего рассчитываетс исход из необходимости заполн«гни пеком пор в зернах кокса и пространства между ними в коксовой .

Пористость шихты может быть рассчитана по формуле

du-dn

, отн. ед.

Масса единицы объема, заполненного пеком, при этом составит

dij -d u , I ,

d Г/СМЗ. ч

Суммарна масса пека и кокса в единице объема составит

d.-d,

г/см

-dn+d,.

При этом содержание св зующего (в процентах) может быть рассчитано по

формуле

drjIOO

(.-100

СлХХл

-d +d.

При смешении пека с коксом не все поры кокса заполн ютс пеком, это в формуле учтено коэффициентом k-0,95.

Claims

Кроме того, при смешении анодной массы за счет образовани пековых прослоек .происходит увеличение объема коксовой шихты и, таким образом снижени плотности, что учтено коэффициентом ,90. При прессовании за счет воздействи давлени происходит сжатие коксовой шихты, что учитывает Коэффициент k, 1,1 (дл вибралцинного формовани ) иk 1,15 (дл гидравлического прессовани ). - Пример 1. Технологическое опробование анодной массы дл самообжигающихс анодов алюминиевых электролизеров заключалось в следующем. Предварительно определ ли действительную плотность коксовой шихты, насыпную плотность кокса взвешиванием уплотненного объема и плотность пека-св зующего при 140-160°С методом гидростатического взвешивани стального шарика в расплавленном пеке, затем по формуле рассчитывали необходимое количество св зуюш;его , принима значение ,95 и k,0,90. Анодную массу, составленную из кокса-наполнител и пекасв Зующего в количестве, рассчитанном выше, смешивали при 140-160° С и загружали в металлические кожухи. Обжиг проводили в шахтной печи до максимальной температуры 1000i20°C со скоростью 100 град/ч и выдержкой при конечной температуре 2 ч. Характеристики качества кокса-наполнител необожженной и обожженной анодной массы привод тс в табл. 1. Дл более детального исследовани анодных масс в качестве кокса-наполнител бьти вз ты коксы трех видов (с различной термообработкой). Проводили сравнение образца с расчетным (оптимальным) количеством пека-св зующего с образцами, имеющими количество св зующего, отличное от расчетного, а также с прототипом Расчетное количество пека-св зующего приводит к улучшению показателей качества обожженной анодной массы (табл. 1) по сравнению с прототипом . Уменьшение или увеличение количества пека-св зующего по сравнению с расчетным приводит к ухудшению эксплуатационных характеристик: пони жению прочности, увеличению удельно го электросопротивлени и общей раз рушаемости в токе воздуха. При использовании данного способ в производстве анодной массы дл самообжигающихс анодов достигаетс стабильность пластических свойств массы и высока эксплуатационна стойкость анодов при электролизе. Кроме того, данный способ позвол ет получить при любом виде коксового сырь анодную массуповьш енного качества (см. табл. 1). Пример- 2. Проводили технологическое опробование обожженных анодных блоков. Предварительно опре дел ли действительную и насыпную плотности кокса и плотность пекасв зующего при ISO-ISOC, затем рас считывали необходимое количество св зующего материала, прин в ,95, k,1,1. Шихту коксового материала смешивали с пеком. Загружали в матрицу, разогревали до lAO-lbO C и прессова ли образцы при максимальной нагрузк 40 МПа в течение 2 мин. Прессованны анодные блоки обжигали в камерных печах открытого типа в заводских услови х при 1050-1100°С в течение 168 ч и охлаждали 252 ч. Результаты технологического опро бовани приведены в табл. 2. Дл более-детального и глубокого исследовани обожженных анодных бло ков в качестве кокса-наполнител использовали коксы различного происхождени и разной степени Термообработки . Из приведенных данных следует, что образцы с расчетным (оптимальным) количеством пека-св зующего превосход т образцы, изготовленные по способу-прототипу , по пористости, прочности на сжатие и удельному электросопротивлению . Данный способ может быть использован дл любого- вида коксового сырь , в том числе и дл коксов различного происхождени . Отклонение количества пека-св зующего от расчетной величины приводит к ухудшению качества анодных блоков. Таким образом, способ изготовлени углеродистых изделий обеспечивает стабильность свойств и повьшение; эксплуатационных характеристик анодов. Повышение прочности, электропроводности и химической стойкости анодных материалов приведет к уменьшению расхода анодов при электролизе алюмини . Формула изобретени 1. Способ изготовлени углеродистого анода дл электролитического получени алюмини , включающий измельчение и классификацию коксовых материалов, определени действительной и насыпной плотности коксовых материалов, дозировку и смешение их со св зующим пеком, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности, электропроводности и уменьшени расхода анода, дополнительно определ ют плотность пека при температуре 140-180°С и рассчитьшают необходимое количество св зующего по формуле , (,dH)dn Tkd7-k,d,)d,+kk,d,d где А - количество пека-св зующего, мас.%; d - действительна плотность коксового прокаленного материала , г/смJ d, - насыпна плотность шихты н коксового прокаленного материала , г/см; d - плотность св зующего, kиk - коэффициенты, указывающие на недопропитку кокса пеком

и на изменение объема шихты за счет образовани пековых прослоек между зернами кокса и за счет усили прессовани равные соответственно 0,95 и 0,90-1,15.
2. Способ ПОП.1, отличающ и и с тем, что при изготовлении углеродистого анода дл самообжигающихс анодов алюминиевых электролизеров , плотность св зующего

2799586

определ ют при 140-1бО°С, а коэффи-циенты k и k соответственно, равны 0,95 и 0,90.

,
3. Способ ПОП.1, отличаю5 щ и и с тем, что при изготовлении углеродистого анода дл алюминиевых электролизеров с обожженными анодами , плотность св зующего определ ют при 160-180°С, а коэффициенты Ш k и k,/ соответственно равны 0,95 и 1,10-1,15.

Таблица 1

Содержание пека31 ,7 св эующего, % Действительна плотность прокаленного 2,03 2,03 кокса, г/см Насыпна плотность шихты прокаленного 1,249 1,249 кокса Плотность пека-св зующего при140-160 С, г/см1,250 1,250 Пористость обожженной анодной массы, % 25,9 24.,7 Предел прочности на 38,2 45,2 42,1 сжатие, МПа Уд|ельное электросопротивление , мкОмМ 72,4 67,3 74,2 Окисл емость в токе воздуха, % . 26,8 Осыпаемость в токе воз- 0,82 духа, % Коэффициент текучеети анодной массы, отн. ед.1,72 1,98 2,7 27,6 28,9 30,1 2,03 2,035 2,035 2,033 1,249 1,318 1,318 1,318 . 1,250 1,250 1,250 1,250 . 26,2 26,4 25,4 27,2 36,1 45,6 40,8 70,1 63,7 76,2 1,68 2,12 2,35 1,21 Содержание пека127 ,2 . 28,3 29,3 св зукицего, %

Действительна плотность прокаленного кокса, г/см

Насьгана плотность шихты прокаленного I кокса

Плотность пека-св зующего при 140-160 С

г/см

Пористость обожженной

анодной массы, %

Предел прочности на

сжатие, МПа 30,6 38,5 Удельное электросопротивление , мкОм-м 69,3 67,9 78,4 Окисл емоеть в токе 29,2 27,8 42,1 воздуха, % 0,52 0,32 0,47 Осьшаемость в токе духа, % Коэффициент текучести анодной массы, 1,67 2,04 2,40 отн. ед.

2,096 2,030 2,035 2,096

1,358 1,248 1,318 1,358

1,150

28,7 (29. 28,9 30,0 Не более

30

29,2 30,0 37,0 28,0 Не более 30 26,0 28,0 30,0 69,0 68,0 78,5 Не более 75 29,0 28,0 44,0 0,72 0,68 0,90 1,65- 2,07 2,30 1,6-2,4

% 17,80 18,97 2,131 2,131 1 ,334 1,334 Плотность пека при 160-180, 1,248 1,248 1,248 г/см

Пористость обожженных анодных блоков, % 25,3 24,9 Предел прочности на 29,9 38,6 26,6 сжатие, МПа

Удельное электросопротивление , МкОм-м 69,6 57,2 Обща разрушаемость в токе СО, г/см-ч0,127 0,116 0,150

Таблица 2

19,90 16,90 19,03 20,30 18,001

2,131 2,006 2,006 2,006 2,0452

1,334 1,275 1,275 1,275 1,293

28,5 27,4 26,0 29,6 27,0

71,8 73,5 59,8 78,6 65,2 1,248 1,248 1,248 1,48 17,2 38,2 15,9 33,5 0,115 0,108 0,125 0,093

11

127995812

;Продолжение табл. 2