Способ изготовления обожженных анодов для производства алюминия электролизом

 

Изобретение относится к производству алюминия электролизом, в частности к способам изготовления обожженных анодов. Целью изобретения является повышение качества анодов. Сущность изобретения заключается в получении анодов с максимальной плотностью. Для этого при смешении углеродистого наполнителя и пека используют оптимальное количество пека. Оптимальное содержание пека позволяет получить максимальную плотность анода. 4 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

С01.1ИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU, 159710 (5l)5 С 25 С 3/06, 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! .(21) 4202796/27 02 (22) 23,06.87 (31) 86 09805 (32) 24 ° 06 ° 86 (33) РК (46) 30.09 ° 90, Бюл» 1"- 36 (71) Ашоминиюм Пешинэ (FR) (72) Клод Ванворен (FR) (53) 669.713 ° 72(088.8) (56) Патент Франции 11 - 2436763, кл ° С 04 В 35/52, опублик» 1980, Изобретение относится к производству алюминия электролизом, в частности к способам изготовления обожженных анодов.

Целью изобретения является повышение качества анодов.

Сущностью изобретения является способ регулирования изготовления сырого анода (изменяя процентное содержание пека), который позволяет приводить к максимуму плотность нагретого анода беэ необходимости ожидания результатов обжига.

На уровне заданного постоянного качества нефтяного кокса кажущаяся плотность нагретого анода существенно зависит от сухой плотности сырого анода, Последняя непосредственно отражает действительное уплотнение сухих веществ в аноде °

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЖЖЕННЫХ

Ah0g0B ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮГЫНИЯ

ЭЛЕКТРОЛИЗОМ (57) Изобретение относится к произ- . водству алюминия электролиэом, в частности к способам изготовления обожженных анодов. Целью изобретения является повышение качества анодов, Сущность изобретения заключается в получении анодов с максимальной плотностью. Для этого при смешении

; глеродистого наполнителя и пека используют оптимальное количество пека Оптимальное содержание пека позволяет получить максимальную плотность анода. 4 ил.

Эта сухая плотность связана с кажущейся плотностью сырого анода и с содержанием пека зависимостью

ДБ = ДА сырая х (100 - % пек) /100, где ДЯ сухая плотность сырого анода;

ДА сырая - кажущаяся плотность сырого анода (непосредственно измеренная);

% пек - содержание пека, выраженное в весовых процентах.

Для заданной пары первичных веществ и для условий изготовления (гранулометрия, перемешивание °, ° ) и формования массы сухая плотность полученных сырых анодов проходит че» рез оптимум при определенном содержании пека, 1597108

На фиг, I показано изменение сухой плотности сырого анода в зависимос-!! тя от содержания связывающего при параметре: подаваемое напряжение при формовании; на фиг.2 --изменение ос новных параметров анодов в зависимости от содержания пека для задан ного уровня напряжения уплотнения; на фиг 3 - регулирование содержания пека согласно предлагаемому способу; на фиг4 - изменение плотности анода в зависимости от содержания пека, Оптимальное содержание пека, которое позволяет получить максималь» ную кажущуюся плотность нагретого анода, показано на фиг,2. Отмечено„. что оно соответствует содержанию, которое позволяет получить максималь ную сухую плотность сырого анода, следовательно, предлагаемый способ позволяет оптимизировать кажущуюся плотность нагретых анодов, учитывая только измерения сырых анодов на вы ходе уплотнения, следовательно, с возможностью немедленного управления системой регулирования, Кроме того, оптимальная сухая плотность является относительной и,. очевидно, изменяется с параметрами изготовления (первичные вещества, гранулометрия:,„„). Вследствие это.го эа исключением переходных перио дов оптимизация сухой плотности приводит во всех случаях к оптимизации плотности нагретого анода.

Способ осуществляется следующим образом»

В смеситель карбюрированной массы подается измельченный кокс с зара нее определенным гранулометрическим составом, который выдерживают по стоянным, причем коэффициент подачи кокса также выдерживается постоянным, а также пек, процентное содержание которого В (%) по отношению к коксу является регулируемым либо ручным способом, либо программируемым автоматом или микропроцессором.

На выходе смесителя карбюрированная масса вводится в уплотнительное устройство, а уплотненные аноды выпускаются на рольганг»

В случае использования смесителя прерывистого действия доза карбюрированной массы имеет постоянный состав. Следовательно, любое изменение процентного содержания пека отража20

55 ется на всех 11 анодах, полученных иэ дозы, В случае использования смесителя непрерывного действия имеет сдвиг между моментом, когда изменяют со держание пека в головной части сме сителя, и моментом, когда появляется первый уплотнительный анод с измененным составом массы. Этот сдвиг обозначен d (на практике он может составлять 3-6 анодов). В этом случае вычислительная машина программируется с учетом этого положения, Кажущаяся плотность сырого анода зависит от веса и объема анода.

Вес измеряется с погрешностью меньше 0,1%, Опыт показывае- что длина и ширина после уплотнения могут считаться постоянными с аналогичным уточнением для содержании пека с погрешностью, не превышающей

1% (абсолютные величины), по отношению к средней величине. Следовательно, достаточно измерить высоту

Н уплотненного анода, чтобы узнать его объем, В вычислительную машину вводят; измеренный вес, длину и ширину (являются постоянными, но их можно при необходимости исправить), измеренную высоту, а также процентное содержание пека.

Следовательно, имеют

ДА сухая = Вес анода Р/1(Н h ) х х 1 1 + v09 причем V — объем "головки" анода, т.е» верхней части, которая содержит фаски, пробки анодов и различные возможные оболочки, и — высота головки анода .

Сухая плотность сырого анода

Д$ = ДА сырая х (100 - % пек)/100»

Эти данные вводятся в вычислительную машину.

Вычислительная машина учитывает также исходное содержание пека В (%), которое фиксируют по опыту изготовления; аноды, изготовленные в этих условиях, имеют сухую плотность, которую обозна .ают т(В ).

Затем приращивают исходное содержание пека В, на величину х (напри мер, 0,1 или 0,2%, абсолютные величины). Аноды, полученные с новым содержанием пека В » + х, имеют сухую плотность т(В, + х ), которая в среднем измеряется по п анодам (например, 5 20, предпочтительно 10) для определения небольших колебаний

5 159710

Приращивание х может быть положительным или отрицательным, Сравнивают у (В, + х ) с {В, ) (средние величины). Если (В + х) ) у(В ), приращива

5 ют В + х на величину х с таким же знаком, что и предыдущее значение»

Если у(В, + х) (у(В,), приращивают В + х на величину х, но со знаком, противоположным предыдущему значению, и:т,д,, причем каждая стадия способа заключается в сравнивании величины плотности, полученной на рассматриваемой стадии, с величиной, полученной на предыдущей стадии.

Можно принять этот алгоритм, отметив, что, если увеличение В (приращивание положительного х) при- 20 водит к повышению сухой плотности анодов, это доказывает, что находятся ниже оптимума В, если это увеличение В приводит к снижению сухой о плотности, то оптимум В превышен 25

Аналогично, если уменьшение В (приращивание отрицательного х) приводит к снижению сухой плотности, это доказывает, что, вероятно, находятся ниже оптимального содержания

В ; если уменьшение В приводит к повышению сухой плотности, должны находиться выше оптимума В

Если какое-либо из сравнений между (В, + nx) и у(В, + (п+1) х) приводит к равенству, можно составить следующие инструкции оператору или автомату: - выдерживать неизменным содержание пека на уровне значения В,+(и+1)х; 4О

- переходить на (В +(п+1) ) +х, где х положительный или отрицательный, причем эта операция может осуществляться с приращиванием х равным х или меньше х (например, х = 45

= x/2) с тем, чтобы не слишком от, о клоняться от оптимальйого В, если полагают, что находятся близко к этому значению, Устанавливают максимальный предел изменениям В „ Этот предел В, +x (фиг,3) может устанавливатьсн при .и шагов приращения х. Каждый из этих шагов может, например, иметь величину 0,1, или 0,2% пека (в абсолютных %)- 55 и х может устанавливаться, например

+0,5 или +0,6% (абсолютные величины), Во избежание слишком большой амп литуды изменений вокруг оптимального значения В можно после определенного времени установления равновесия снова заложить исходное значение В содержания пека и придать ему новое значение, равное или почти равное оптимальному значению В, такому, ка кое можно вычислить из фактической кривой изменения сухой плотности в зависимости от содержания пека (см, фиг.4), причем это значение вычислительная машина может определить автоматически.

Все зти операции могут осуществ ляться следующим образом:

- ручным способом (в этом случае, оператор снимает данные, которые ему препставляет вычислительная машина, и осуществляет приращения х в заданном направлении и в пределах, устанозленных для общих изменений х = х);

- автоматически (расчетные данные вводятся в программируемый автомат или в микропроцессор с индикацией и/или с печатанием изменений различных параметров).

На фиг.4 нанесена экспериментальная кривая, описывающая для содержания пека весь диапазон от 13,4 до 14,5%.

Очевидно, что для каждого значе ния содержания пека измеренные величины сухой плотности объединяются на линии разброса с амплитудой порядка +0,002 пункта от абсолютной величины сухой плотности °

Пример На линии изготовления анодов, предназначенных для ряда электролизных ванн, установили В

13,4% пека, х — 0,1% и х - +0,6%.

Было отмечено, что устройство регу» лирования оптимизирует содержание пека порядка 13,6% соответствующее максимальной плотности (сухая плотность) 1,416,.т е ° плотность сырого анода, что обеспечивает высокий уровень качества нагретых анодов»

Формула и з о б р е т е н и я

Способ изготовления обожженных анодов для производства алюминия электролизом, включающий смешенйе углеродистого наполнителя и коксующегося пека при нагревании, формова ние анода уплотнением, определение плотности сырого анода путем измере ния его веса и усадки по высоте и

1597108 обжиг изделия, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества анодов, после определения плотности сырого анода определяют максимальную плотность сухого анода по уравнению

gS ДА сырая. 1100 - Ж пека )/100, Юлдуз/ЮСщь нагцияегс

ИНОМУ где ДБ - плотность сухого анода;

ДА - плотность. сырого анода;

% пека выбирают из интервала 13 414,5 мас.Х, 5

4 и при смешении берут содержание пека, соответствующее максимальному значению плотности сухого анода, 1597108

Йрсиз3оиькая шкап

%Вт

Фие. Я

1410

1410

ПЙК

P едактор . Л, Веселовская

Заказ 2919 Тираж 536 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ",KF1. СЧСР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Сухая

ПЯОРНОСЯЙ

1ОО

1 ЯУ8

Составитель:0 Голыжникова

Техред М.Дидык Корректор ОаЦипле