ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство коксовых анодов для алюминиевой промышленности и их применение из "Облагораживание и применение нефтяного кокса" Из всего количества углеродистых веществ, используемых для производства электродной продукции, около 90% идет на изготовление анодной массы. Коксовые аноды получают из анодной массы либо непосредственно в процессе электролиза, либо предварительным обжигом (коксованием). Гранулометрический состав шихты, применяемой в производстве анодной массы и другой электродной продукции, неодинаков. [c.144] Для скрепления компонентов анодной шихты в единый монолит и равномерного распределения различных фракций коксовых частиц по всей массе к коксовой шихте добавляют 28,0—33,0% связующего вещества. В стоимости анодной массы 75% составляет стоимость кокса. [c.145] В качестве связующего вещества обычно используют концентрат каменноугольной смолы. Сырая смола для этой цели не пригодна, так как содержит воду и легколетучие фракции. Для извлечения этих ценных фракций смолу подвергают предварительной ректификации. При этом получается концентрат (пек), качество которого зависит от глубины отбора начальных фракций. [c.145] Коксовую шихту смешивают с каменноугольным пеком р греваемых паром смесителях емкостью 1000—2000 л. Сухж териалы дозируют при помощи специальных весов с точное , до 1,0%. После достаточного смешения (определяют лаборатор ным контролем) смесь равномерно охлаждается до температуры прессования 80—110 °С. [c.146] Основное усилие при прессовании затрачивается на преодоление внутреннего трения между слоями. Для достижения достаточного уплотнения смеси шихты и связующего вещества необходимы высокие давления. Аноды прессуют в закрытых прессформах при удельном давлении 800—1000 кПсм . Полученные прессованные заготовки подвергают медленному обжигу в течение 20 суток при определенных условиях. [c.146] В процессе обжига происходит усадка, достигающая 15,0% от всего объема, которая является причиной растрескивания анодов при резком изменении температуры в процессе обжига. [c.146] Процесс изготовления прессованных анодов неэкономичен вследствие применения дорогого оборудования (гидравлические прессы, обжиговые печи). Более прост метод Содерберга, предусматривающий применение в промышленности непрерывных набивных самообжигающихся или самоспекающихся анодов. При этом способе смесь шихты и связующего вещества, называемую анодной массой, набивают в металлический (из листового алюминия) кожух, который опускают на определенную глубину в рабочую зону ванны электролизера. Кожух удерживают над рабочей зоной электролизера ленточными кольцевыми зажимами или обычными электродержателями. Высокая температура в рабочей зоне и медленное опускание кожуха с анодной массой создают условия для удовлетворительного коксования смеси шихты и пека. [c.146] По мере расходования анода (в результате окислительных и восстановительных процессов) кожух непрерывно наращивают и добавляют в него анодную массу, которая переходит постепенно из области низких (500 °С) в область высоких температур (960 °С) и превращается в единый монолит, способный пропускать электрический ток. [c.147] На рис. 42 приведена принципиальная схема электролизера, в котором использован непрерывный анод с горизонтальным подводом тока. [c.147] Высокая температура электролиза способствует также восстановлению СО2 в СО по реакции (15). [c.147] При среднем содержании СО в отходящих анодных газах электролизеров с боковым токоподводом около 38% расход р1 углерода равняется примерно 460 кг на 1 кг алюминия. Практический удельный расход (Р) анодной массы для электролизеров указанной конструкции за счет потерь р и рз значительно выше (около 535 кг на 1 кг алюминия). [c.148] Большое значение при электролизе имеет чистота всех исходных материалов для производства анодной массы. Крайне нежелательными примесями при использовании получаемого алюминия в качестве проводника электрического тока являются ванадий, титан, марганец, магний и кремний. Содержание ванадия и титана не должно превышать 0,03%. Следует отметить, что в золе сернистого и высокосернистого коксов и далее в готовом металле, как правило, содержится большое количество ванадия. [c.148] Алюминий с примесью ванадия можно использовать только в качестве конструкционного материала и в других областях, где не предъявляются особые требования к его электропроводности. [c.148] Примеси кремния в ряде случаев ухудшают качество алюминиевых сплавов, например качество сплава алюминия с магнием. Примеси железа и меди в алюминии, используемом в качестве компонента сплавов, приводят к быстрому разрушению сплавов и наиболее нежелательны. [c.149] Основная масса примесей переходит в алюминий из золы анодов, поэтому получение нефтяного кокса с малой зольностью и малым содержанием в золе ванадия, титана, железа, меди, кремния и других — одно из важнейших условий, от которых зависит качество выплавляемого металла. [c.149] Так как сера, содержащаяся в коксе, входит практически в состав органической массы, то при горении углерода она сгорает одновременно с ним и при использовании анодной массы, изготовленной из сернистого кокса, не загрязняет готовую продукцию. На этом основании и было предложено применять для производства анодной массы сернистый кокс [29]. [c.149] Для производства анодной массы в промышленных условиях было испытано несколько опытных партий сернистого кокса Ново-Уфимского нефтеперерабатывающего завода. Кокс прокаливали во вращающихся печах в течение 30—45 мин, сернистый нефтяной — при 1285—1345 °С, а пековый — при 1250—1300 °С. [c.150] По физико-химическим свойствам, определенным до и после прокалки, сернистый нефтяной кокс существенно отличается от пекового (табл. 33). Изменение гранулометрического состава этих коксов при прокалке показано в табл. 34. [c.150] Как видно из табл. 33 и 34, нефтяной кокс, полученный при низких температурах коксования (480 °С) и содержащий большое количество летучих, при прокалке разрушается очень интенсивно. В результате того, что при прокалке пекового кокса, полученного при высоких температурах (950 °С), сгорает мелочь и таким образом увеличивается средний диаметр кусков, пековый кокс почти не разрушается. [c.150] В процессе прокалки сернистого нефтяного кокса снижается содержание серы. Степень обессеривания зависит от температуры прокалки. Кроме того, вследствие соприкосновения с воздухом и взаимодействия с углекислым газом и парами воды уменьшается масса кокса (особенно нефтяного) из-за удаления содержащихся в нем влаги и летучих веществ. [c.151] Вернуться к основной статье