Способ изготовления коксовых пластин

 

Использование: получение анодов фторных электролизеров. Сущность изобретения: готовят шихту, формуют пластины, обжигают, пропитывают каменноугольным пеком, повторно обжигают с размещением в верхнем ряду камеры обжиговой печи с выдержкой при 1200 - 1300oС от 140 до 160 ч и замером температуры в точках, расположенных внутри объема загрузки пластин. Срок службы анодов составляет порядка 15 - 20 тыс.ч, количество разрушенных электродов не превышает 3 штук из партии. 1 табл.

Изобретение относится к изготовлению углеродных изделий, в частности, пластин коксовых обожженных для анодов фторных среднетемпературных электролизеров.

Существующая технология изготовления коксовых обожженных пластин преимущественно состоит из операций приготовления шихты из малосернистого кокса и каменноугольного пека, прессования заготовок, двойного обжига заготовок с промежуточной пропиткой каменноугольным пеком для снижения пористости материала.

Однако указанная технология не обеспечивает достаточной химической стойкости полученных пластин, особенно в условиях электрохимического производства фтора вследствие недостаточной химической стойкости материала пластин. Вероятность безотказной работы анодов, равная 1 на интервале срока службы до 100 ч, характерна для коксовых пластин, количество которых может достигать половины объема годовой поставки. Некоторые партии коксовых пластин состоят полностью из такого материала. Эксплуатация анодов с таким материалом коксовых пластин приводит, как правило, к отказу фторного электролизера на интервале срока службы от 100 ч до 4 тыс.ч. вследствие разрушения анодов.

Согласно принятым нормам срок службы аппарата должен составлять 40-50 тыс. ч.

Для обеспечения указанной величины межремонтного срока службы фторного электролизера был введен входной нормоконтроль качества обожженных коксовых заготовок по показаниям дифференциального термогравиметрического анализа материала каждой коксовой пластины.

Недостатком существующего способа изготовления коксовых пластин является малый выход пластин, качество материала которого удовлетворяет требованиям входного контроля. Повторная термообработка некачественных пластин на заводе-изготовителе не гарантирует получение требуемого результата по качеству материала пластин.

В производстве фтора ощущается дефицит качественных пластин, что вынуждает использовать пластины неудовлетворительного качества и аноды, бывшие в употреблении, с большими наработками.

С целью устранения указанных недостатков и получения партии коксовых пластин, удовлетворяющих требованиям входного контроля во всем объеме поставки, время выдержки пластин при температурах 1200-1300oC на операции повторного обжига, должно быть не менее 140 ч.

С увеличением времени выдержки пластин более 140 ч происходит дальнейшая стабилизация и корректировка качества в объеме пластины от неравномерного распределения каменноугольного пека.

Однако увеличение времени выдержки пластин более 160 ч при температурах 1200-1300oC на операции их повторного обжига, как и увеличение температуры пластин больше 1300oC, приводит к разрушению огнеупорной кладки печи, увеличению затрат на амортизационные расходы.

Пример. В таблице приведены результаты испытаний электролизеров, укомплектованных анодами, изготовленными из коксовых пластин рядовых и опытных партий. Время выдержки коксовых заготовок на операции повторного обжига при температурах 1200-1300oC изменяли от 0 до 160 ч. Процесс обжига контролировался по температуре пластин в объеме их загрузки в обжиговой печи.

Из таблицы видно, что на 1-м этапе испытаний материал анодов, обжигавшийся при температурах меньше 1200oC, разрушается уже в пусковом периоде, а срок службы (наработка) электролизеров с такими анодами не больше 4,3 (2,6) тыс.ч. Разрушилось от 7 до 14 анодов из 24-х.

На 2-м этапе с выдержкой пластин на повторном обжиге не больше 25 ч срок службы электролизеров и анодов изменяется в интервале 3,9-12,4 тыс. ч, а наработка - в интервале 2,8-8,4 тыс.ч (43,5 - 116 тыс. кА-ч). Разрушились от 1 до 14 анодов из 24-х.

На 3-м этапе с целью улучшения качества материала пластин проводился их третий дополнительный обжиг на заводе-изготовителе с суммарной выдержкой при температуре 1200-1300oC в объеме загруженных заготовок 100 ч. Из таблицы видно, что срок службы (наработка) электролизеров, укомплектованных указанными анодами, изменяется в интервале 5,2-16,1 (3,7-8,6) тыс. часов. Разрушение двух анодов произошло только в одном электролизере из шести. Усредненная наработка электролизера на 3-м этапе в сравнении с этапом 2 увеличилась от 68 до 87,6 тысяч кА-ч.

На 4-м этапе испытывались аноды, изготовленные из коксовых пластин, суммарная выдержка которых на повторном обжиге при температурах 1200-1300oC равна 140 и 160 ч.

Из таблицы видно: 1) с увеличением времени выдержки пластин на повторном обжиге от 100 до 140 ч усредненный срок службы (наработка) электролизера увеличивается от 8,2 до 14,1 тыс.ч (от 6,4 до 10,7 тыс.ч; от 87,6 до 154,3 тыс. кА-ч) все аноды целые; 2) срок службы анодов опытной партии 9 (выдержка 160 ч) достиг 29,9 тыс. ч. на одном и 20,9 тыс.ч. на другом электролизере, и они продолжают работать. На электролизере, выведенном в ремонт, со сроком службы анодов 37,7 тыс.ч - на одном аноде трещина.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает изготовление коксовых пластин требуемого качества в объеме их поставки.

Предлагаемый способ устраняет дефицит качественного материала анодов в производстве фтора, способствует уменьшению материальных и трудовых затрат на ремонт электролизеров, заказ коксовых пластин, их транспортировку, погрузку и выгрузку, отбор проб на анализ каждой коксовой пластины.

Формула изобретения

Способ изготовления коксовых пластин, включающий приготовление шихты, формование пластин, двойной обжиг пластин с промежуточной пропиткой каменноугольным пеком, при этом повторный обжиг пластин ведут с размещением их в верхнем ряду камеры обжиговой печи и выдержкой при 1200 - 1300oС от 140 до 160 ч с замером температуры в точках, расположенных внутри объема загрузки пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству углеграфитовых материалов, в частности к технологии производства пенографита, используемого для изготовления гибкой графитовой фольги и изделий на ее основе

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности, к получению пенографита, который может быть использован как компонент композиционных материалов, для изготовления гибкой графитовой фольги и т.д

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности, к способу получения окисленного графита, термообработкой которого получают пенографит, используемый для производства гибкой графитовой ленты, а также различных композиционных материалов на его основе

Изобретение относится к области производства углеродокерамических конструкционных материалов, а более конкретно к способам регулирования процесса их получения, и может найти применение при изготовлении тиглей, нагревателей в металлургии, деталей электровакуумных приборов, в электронной и других отраслях техники

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов в частности, к электрохимическому способу получения бисульфата графита с высокой степенью расширения
Изобретение относится к твердым составам для хранения и транспортировки углеводородных газов, а именно к клатратным соединениям включения природных газов на основе фторированного графита общего состава CxFClyzCnH2n+2, где x=1,8-2,5, y=0,08-0,09, z=0,12-0,22, CnH2n+2 метан, этан пропан и бутан

Изобретение относится к деструктивной перегонке углесодержащих материалов для получения расширенного графита из его окисленных форм, который может быть использован в черной и цветной металлургии, атомной, авиационной, автомобильной, судостроительной и химической промышленности, строительстве и в решении задач экологической защиты природной среды
Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к получению расширенного графита

Изобретение относится к области получения антифрикционных углеродных материалов, используемых для изготовления деталей узлов трения машин и агрегатов, работающих без смазки и в условиях спокойной или плавноменяющейся нагрузки: для изготовления уплотнительных колец, вкладышей, подшипников скольжения

Изобретение относится к производству углерода, предпочтительно нитевидного, и водорода из углеводородов

Изобретение относится к электродной промышленности, а именно к способам графитации углеродных изделий, применяемым в электрических печах сопротивления

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к получению окисленного графита, который может быть использован в качестве компонента огнезащитных материалов, а также для получения пенографита, применяемого для изготовления гибкой графитовой фольги

Изобретение относится к химической технологии получения легких материалов высокой реакционной способности, а именно к технологии получения углеродной смеси, обладающей высокой реакционной способностью - реакционной углеродной смеси

Изобретение относится к способу получения вспученного графита и может быть использовано в экологии как методическое и техническое средство очистки различных территорий от загрязняющих веществ, например нефтяных, с помощью сорбента на основе вспученного графита, полученного данным способом непосредственно в зоне загрязнения

Изобретение относится к области экологии, в частности к средствам для получения вспученного графита, и может быть использовано для получения различных материалов, а также в экологии при очистке территорий от загрязняющих веществ, например нефтяных, с помощью сорбента на основе вспученного графита, полученного непосредственно в зоне загрязнения
Наверх