SU757824A1 - Способ обжига электродных изделий 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к технологии обжига электродных изделий например, анодов алюминиевых электролизеров, используемых при производстве алюминия.

Обжиг электродной, в частности, анодной продукции осуществляется в кольцевых печах ⁵ открытого и закрытого типов. Кольцевые печи представляют собой систему камер, соединенных друг с другом, причем любая камера при помощи специальных устройств может присоединяться к борову для отвода дымовых газов. При- ^,0 родный газ, необходимый для нагрева изделий, может подаваться в любую из камер. Обычно ' нагревают первые две камеры и отходящие газы проходят такое количество камер, чтобы обеспечить температуру дымовых газов перед ¹⁵ сбросом в боров 100-150°С. Совокупность последовательно соединенных камер от огневой камеры до конечной, из которой отсасываются

дымовые газы, называются камерами системы „

20

одного огня. При большом числе камер печь может работать на два или даже три огня.

После того как будет закончен обжиг продукции в первой камере, горение перебрасывается в по2

следующую. Одновременно устройство для отвода дымовых газов перебрасывается на следующую камеру от конечной. Промежуток времени между перебрасыванием устройства для отвода дымовых газов из предыдущей в последующую, равный соответственно времени между перебрасыванием огня, называется темпом огня. Вышеописанные операции будут продолжаться по замкнутому циклу бесконечно.

Известен способ обжига угольных блоков, характеризующийся тем, что сырье обжигают вначале при температуре в сердцевине продукта до 120-170°С, а затем очень быстро его нагревают до тех пор, пока поверхность продукта не достигнет 5О0-7ОО°С. Когда сердцевина продукта нагревается до 450°С, нагрев возобновляют до температуры обжига [1].

Известен способ обжига электродных изде- ’ лий, в котором для повышения эффективности нагрева термообработку предлагается гг оизво-¹ дать с выдержками соответственно при 390400°С - 12-24 ч; 550-600°С - 24-36 ч; 750850°С - 24-36 ч; 1100-1300° С - 36-60 ч ' (температуры указаны по тОпочным газам) [2].

. 3 75

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обжига электродной продукции с постепенным подъемом температуры топочных газов от температуры окружающей среды до 300° со скоростью 3°/ч, далее от 300-500°1Л°/ч, и, наконец, от 550° до 1250° -6°/ч [3)

Как показывает практика производства обожженной продукции, ведение процесса в значительной степени осложняется отложением в газоходной системе смолистых погонов, конденсирующихся из отходящих газов.

Смолистые углеводороды выделяются из анодов при температуре 300-500°С, фильтруются через слой пересыпки и далее смешиваются с потоком топочных газов. Так как температура газов в последующих камерах по движению топочных газов постепенно снижается, то смолистые составляющие, не претерпевая существенных изменений, выносятся топочными газами в газоходную систему и гам осаждаются, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления газоходов, ухудшает тяговой режим печи и режим горения и, в конечном счете, приводит к повышенному расходу топлива и увеличению выхода брака. Для предотвращения этого необходима периодическая чистка боровов, что связано с выполнением трудоемких работ (разогрезом, откачкой, транспортировкой смол), хранением и утилизацией этих канцерогенных продуктов. Однако эти мероприятия следует рассматривать как вынудженные, а не радиальные операции.

Исследованиями установлено, что при нагреве ₃₅ анодов до 250-300° практически не происходит выделение летучих и не протекают процессы усадки обжигаемых изделий. Таким образом, время подъема температуры анодов до 250-300°С (согласно существующему графику 240-264 ч) ничем не обосновано и приводит к нерациональному увеличению общей длительности процесса обжига за счет, начального периода.

• Цель изобретения - улучшение качества продукции вследствие повышения равномерности температурного поля в объеме камеры и улучшение условий труда за счет снижения содержания смолистых веществ в отходящих газах, уменьшение затрат на их очистку.

Это достигается тем, что в способе обжига

50

электродных изделии в многокамерных кольцевых печах путем нагрева дымовыми газами с температурой 1100-1300° С со скоростью нагрева от 5ОО-55О°С 6°С/ч, нагрев осуществляют с изотермической выдержкой в течение 20-30 ч . при I = 600-1000° С при скорости нагрева до температуры выдержки 150-250°С/ч е последующим охлаждением до т = 300-500°С и на- ’ ~ гревом до температуры обжига.

824 4

Увеличение температуры гоночных газов позволяет существенно интенсифицировать теплопередачу к конструктивным элементам печи и изделиям, обеспечивая гем самым заданную скорость подъема температуры анодов и снижение температуры отходящих газов за счет большого температурного перепада между греющими газами и загружаемыми изделиями. Дальнейший подъем температуры изделий (выше 350°) ведется со скоростью,установленной ранее, что позволяет сохранить без изменения отработанные условия обжига, обеспечивающие получение продукции удовлетворительного качества.

Таким образом, помимо увеличения производительности печи при применении данного способа резко снижается поступление в газоходную систему смолистых погонов. Отмеченное значительно упрощает эксплуатацию печей и улучшает условия труда, так как при этом отпадает необходимость разогрева, откачки и утилизации накапливающихся в боровах смол. Кроме того, отсутствие засмоления газоходов существенно улучшит тяговый режим эвакуации газов из печи, что положительно отразится как на показателях работы печи, так и на качестве обожженной продукции. Дополнительные энергетические затраты топлива на подъем температуры в одной из последних камер будут незначительны, так как сжигаемые продукты разложения смол являются основным источником тепла в начальный период.

Пример, Способ испытан на опытной камере и двух промышленных печах Днепровского, электродного завода. При этом печь работает на трех огнях, на каждом огне находилось шесть камер. После подключения устройства для отвода дымовых газов к последней камере в системе одного огня, в ней путем подачи природного газа поддерживается температура 850° С в течение темпа огня — 25 ч. После переноса устройства для отвода дымовых газов (элефанта) на следующую камеру температура в предыдущей снижается для предотвращения быстрого нагрева изделий до 500°С, а в подключенной камере в свою очередь доводится до 850°С. Дальше изделия нагреваются до температуры обжига по способу.

На чертеже ускоренный график (кривые 1 и 3). представлен в сравнении с существующим (кривые 2 и 4). Как видно из графика, резкий подъем температуры топочных газов в начальный период нагрева· с последующим снижением позволил осуществить нагрев изделий до 250° со скоростью; 10°/ч за 25 ч вместо 216 ч по существующему графику (кривая 2 и 4). Дальнейший подъем температуры анодов осуществлял5

757824

6

ся с небольшим превышением по сравнению с существующим графиком.

Таким образом, условия формирования структуры и свойств обоженной продукции сохранены в основном без изменений. Благодаря тому, что нагрев осуществлялся в форсированном режиме, удалось получить конечную температуру в изделиях приблизительно на 100° выше а перепад между низом и верхом камеры снизился на 150-200° (составлял 60-70°) по сравнению с существующим графиком.

В целом весь цикл обжига до момента разгрузки составил 288 ч вместо 456 ч по существующему графику.

В таблице представлены сравнительные характеристики анодов, обожженных по существующему и ускоренному графикам.

Показатели	Существующий график	Ускоренный график
Объемная плотность, г/см3	1,57	1,59
Удельное электросопротивление, Ом· м м2/м.	65	58
Осыпаемость в токе СО2, м2/см2 · ч	40	31

Как видно из таблицы, физико-химические свойства анодов, обожженных по ускоренному графику, лучше, чем у анодов по существующему графику.

Содержание смолистых веществ в отходящих газах печей, работающих по сокращенному графику, снизилось с 1,0 г/нм³ до 0,07 г/нм³, т.е. в 14 раз.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ обжига электродных изделий в многокамерных кольцевых печах путем нагрева ды15 мо вы ми газами с температурой 1100-1300°С со скоростью нагрева от 500-550°С 6°С в час, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий, улучшения условий труда за счет снижения содержания смолистых 2θ веществ в дымовых газах, уменьшения затрат на их очистку, нагрев осуществляют с изотермической выдержкой в течение 20-30 часов при Т = 600-1000°С при скорости нагрева до температуры выдержки 150-250°С/ч с последующим ₂₅ охлаждением до ί = ЗОО-5ОО°С и нагревом до температуры обжига.