ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство угольных и графитированных электродов из "Общая химическая технология Том 2" На стр. 26 были приведены краткие сведения об угольных электродах, применяемых в производстве карбида кальция. [c.36] Расход угольных электродов в электротермических процессах производство карбида кальция, фосфора, специальных сталей и др.) н при электрохимическом получении алюминия, магния, натрия, калия и других металлов весьма значителен. Поэтому на многих крупных химических и металлургических заводах организовано собственное производство электродов и электродной массы. [c.36] В современном производстве электродов применяют преимущественно каменноугольный и нефтяной кокс, реже—антрацит и весьма редко—естественный графит и графит, искусственно полученный из углеводородных газов. Графит применяют главным образом как добавку к электродной массе для уменьшения трения при ее прессовании. [c.36] Углеродный материал, используемый для получения высококачественных электродов, должен быть возможно более чистым—с минимальным содержанием золы, серы и летучих веществ. Удаление примесей достигается промывкой углеродного материала разбавленной соляной кислотой и прокаливанием при температуре не ииже температуры обжига электродной массы. В результате удаления летучих веществ при прокаливании предотвращается возможность дальнейшей усадки и образования трещин в электродной массе при ее обжиге. При удалении других примесей достигается большая стойкость электродов по отношению к. кислороду и уменьшается их износ. [c.37] Углеродные материалы прокаливают преимущественно во вращающихся цилиндрических печах с внутренним обогревом или в электрических печах сопротивления. Перед прокаливанием крупные куски кокса или антрацита подвергаются дроблению до размеров 30—80 мм в поперечнике, Прокаленный углеродный материал измельчают в шаровых мельницах и рассевают на барабанных ситах для получения фракции определенного гранулометрического состава. Крупные частицы (большей частью до 12—20 мм в поперечнике) образуют структуру, или скелет , электрода мелкие (менее 0,5 мм в поперечнике) смешивают со смолой и пеком. При этом образуется пластичная масса, связывающая крупные зерна углеродного материала. [c.37] К связующим материалам также предъявляют определенные требования в отношении температуры их размягчения, вязкости, эластичности и адгезионных свойств. [c.37] Весьма важной составной частью связующего являются асфальтены, присутствие которых способствует уменьшению пористости электродов и их удельного электрического сопротивления. Кроме того, в состав связующего входят вещества, играющие роль растворителей, снижающих температуру плавления связующего и облегчающих прессование электродной массы (например, антраценовое масло). [c.37] Приготовление электродной массы заключается в составлении шихты, из которой можно получить наиболее плотную и однородную массу. Примерный состав электродной массы 80% кокса, 15% пека и 5% смолы. Смешение проводят большей частью в горизонтальных барабанах, внутри которых вращаются в противоположные стороны Z-образные лопасти, или на бегунах. [c.37] Для придания электродам требуемой формы (круглое или прямоугольное сечение) электродную массу подвергают прессованию давление в прессах составляет от 200 до 1500 ат. Вязкая электродная масса либо впрессовывается в замкнутую форму, либо выдавливается через мундштук определенного сечения, после чего разрезается на отрезки соответствующей длины. [c.37] Таким образом, обжиг длится 5—8 суток, а охлаждение 6—10 суток. Медленное проведение процессов обжига и охлаждения требуется, чтобы предотвратить деформацию обжигаемого материала, появление внутренних напряжений и образование трещин. В результате обжига электроды приобретают большую механическую прочность, а их электропроводность сильно повышается. [c.38] Обжиг электродов проводится либо в кольцевых печах, подобных печам, применяемым для обжига кирпича (см. главу XXIV, стр. 95), либо в канальных печах, подобных цианамидным (см. рис. 17 и 18 на стр. 34). Электрические печи косвенного нагрева для обжига электродов применяются редко—при наличии весьма дешевой электроэнергии. [c.38] Процесс электротермического производства электродов путем непрерывного наращивания и спекания их кратко описан на стр. 28. [c.38] В электрохимических производствах большое распространение получили так называемые графитированные электроды, обладающие гораздо большей (в 3—6 раз) электропроводностью и окисляющиеся при более высокой температуре (на 200° выше), чем угольные. Относительная теплопроводность графитированных электродов в 3—8 раз больше, чем угольных. Для получения графитированных электродов угольные электроды нагревают до 2400—2500° без доступа воздуха. [c.38] Процесс графитирования заключается в росте мелких кристаллов углерода при испарении части углерода и конденсации его на твердых частицах (зародышах). Например, при графитировании антрацита размеры кристаллических частиц увеличиваются от тысячных долей микрона до десятых долей и даже до микрона. Согласно другой теории, при графитировании происходит термическая рекристаллизация или перекристаллизация углерода также с укрупнением кристаллов. [c.38] Для графитирования применяют электрические печи сопротивления с косвенным нагревом длина печей 20—24 м. Угольные электроды, уложенные на слой измельченного карборунда, пересыпают зерненым (2—3 жив поперечнике) антрацитом или коксом, иногда в смеси с древесными опилками (для облегчения выделения газов). Сверху электроды засыпают измельченным карборундом с добавкой песка. [c.38] Через печь пропускают ток напряжением до 280 в и силой около 5000 а. По мере понижения сопротивления шихты напряжение постепенно уменьшается примерно до 80—90 в, а сила тока возрастает до 16 ООО— 18 ООО а. [c.38] Процесс графитирования длится 2—3 суток, в течение которых материал около 15 час. находится при температуре 2400°. Весь цикл графитирования партии электродов длится около 10 суток, включая операции укладки, охлаждения и др. [c.38] Расход электроэнергии па графитирование 1 т электродов в печи длиной 23 м составляет 6000—8000 квт-ч. [c.38] Вернуться к основной статье