Спосіб виготовлення випалених анодів для виробництва алюмінію електролізом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК B І SV/пі) (19); -і Г* Г\*Ч -Л 1 Qua I (51)5 С 25 С 3/06, 3/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ И ПАТЕНТУ (21) (22) (31) (32) (33) (46) 1 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЖЖЕННЫХ АЬОДОБ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ (57) 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 ис~ пользуют оптимальное количество пека. Оптимальное содержание пека поз»4 воляет получить максимальную плотность анода. 4 ил. 4202796/27-02 23,06.87 86 09805 24.06.86 FR 30.09.90. Бюл. I 36 P (7!) Алюминиюм Пешинэ (FR) (72) Клод Ванворен (FR) (53) 669.713.72(088.8) (56) Патент Франции № 2436763, кл. С 04 В 35/52, опублик. (980. Изобретение относится к производ™ ству алюминия электролизом, в част" ности к способам изготовления обожженных анодов. Целью изобретения является повышение качества анодов. Сущностью изобретения является способ регулирования изготовления сырого анода (изменяя процентное содержание пека), когорый позволяет приводить к максимуму плотность на" гретого анода без необходимости ожидания результатов обжига. На уровне заданного постоянного качества нефтяного кокса кажущаяся плотность нагретого анода существен" но зависит от сухой плотности сырого анода. Последняя непосредственно отражает действительное уплотнение сухих веществ в аноде. Эта сухая плотность связана с кажущейся плотностью сырого анода и с содержанием пека зависимостью ДБ = ДА сырая х (100 ' % пек)/100, где ДБ — сухая плотность сырого анода; ДА сырая -кажущаяся плотность сырого анода (непосредственно измеренная); % пек - содержание пека, выраженное в весовых процентах. 1 п Для заданной пары первичных веществ и для условий изготовления (гранулометрия, перемешивание . . . ) и формования массы сухая плотность полученных сырых анодов проходит через оптимум при определенном содержании пека* 1597108 На фиг в 1 показано изменение сухой плотности сырого анода в зависимое— , ти от содержания связывающего при параметре: подаваемое напряжение при формовании; на фиг*2 - изменение основных параметров анодов в зависимости от содержания пека для заданного уровня напряжения уплотнения; на фиг*3 — регулирование содержания пека согласно предлагаемому способу; на фиг»4 - изменение плотности анода в зависимости от содержания пека» Оптимальное содержание пека, которое позволяет получить максимальную кажущуюся плотность нагретого анода, показано на фиг»2 в Отмечено, что оно соответствует содержанию, которое позволяет получить максимальную сухую плотность сырого анода, следовательно, предлагаемый способ позволяет оптимизировать кажущуюся плотность нагретых анодов, учитывая только измерения сырых анодов на выходе 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 этого за исключением переходных периодов оптимизация сухой плотности приводит во всех случаях к оптимизации плотности нагретого анода. 10 15 20 25 35 Способ осуществляется следующим образом* В смеситель карбюрированной массы подается измельченный кокс с заранее определенным гранулометрическим составом, который выдерживают постоянным, причем коэффициент подачи кокса также выдерживается постоянным, 45 а также пек, процентное содержание которого В о (%) по отношению к коксу является регулируемым либо ручным способом, либо программируемым автоматом или микропроцессором. 50 На выходе смесителя карбюрированная масса вводится в уплотнительное устройство, а уплотненные аноды выпускаются на рольганг« Б случае использования смесителя 55 прерывистого действия доза карбюрированной массы имеет постоянный состав. Следовательно, любое изменение процентного содержания пека отража ется на всех N анодах, полученных из дозы. В случае использования смесителя непрерывного действия имеет сдвиг между моментом, когда изменяют содержание пека в головной части смесителя, 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. Бес измеряется с погрешностью меньше 0,1%« Опыт показывает, что длина и ширина после уплотнения могут считаться постоянными с аналогичным уточнением для содержаний 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/f(H-h ) х к 13 + V o > причем V 0 - объем "головки" анода, т.е« верхней части, которая содержит фаскиj пробки анодов и различные возможные оболочки, h 0 - высота головки анода. Сухая плотность сырого анода ДБ = ДА сырая х (100 - % пек)/100. Эти данные вводятся в вычислительную машину» Вычислительная машина учитывает также исходное содержание пека В о ( % ) , которое фиксируют по опыту изготовления; аноды, изготовленные в этих условиях, имеют сухую плотность, которую обозначают - (В ) . и Затем приращивают исходное содержание пека Б ь на величину х (например, 0,1 или 0,2%, абсолютные величины) . Аноды, полученные с новым содержанием пека Вй + х, имеют сухую плотность т(В 0 + х ) , которая в среднем измеряется no n анодам (например, 5-20, предпочтительно 10) для определения небольших колебаний. 6 1597108 Приращивание х может быть полоВ можно после определеннозначения жительным или отрицательным* го времени установления равновесия Сравнивают * (В * х ) с - ( В ) у снова заложить исходное значение Bd (средние величины). содержания пека и придать ему новое Если (В о + х ) У j( B 0 )» приращивазначение, равное или почти равное ют В 0 + х на величину х с таким же оптимальному значению В м , такому, казнаком, что и предыдущее значение. кое можно вычислить из фактической Если ^(В в + х ) ^ у ( В 4 ) , приракривой изменения сухой плотности в щивают Бр + х на величину х, но со 10 зависимости от содержания пека (см. знаком, противоположным предыдущему ф и г в 4 ) , причем это значение вычислизначению, и т.д., причем каждая стательная машина может определить а в " дия способа заключается в сравниватематически,, нии величины плотности, полученной Все эти операции могут осуществ** на рассматриваемой стадии, с величи- 15 ляться следующим образом: ной, полученной на предыдущей ста— ручным способом (в этом случае, дии. оператор снимает данные, которые ему представляет вычислительная маМожно принять этот алгоритм, отшина, и осуществляет приращения х в метив, что, если увеличение Bfl (приращивание положительного х) при- 20 заданном направлении и в пределах, установленных для общих изменений водит к повышению сухой плотности анодов, это доказывает, что находя- автоматически (расчетные данные тся ниже оптимума В , если это увевводятся в программируемый автомат личение В приводит к снижению сухой плотности, то оптимум В т превышен* 25 или в микропроцессор с индикацией и/или с печатанием изменений различАналогично, если уменьшение В й ных параметров), (приращивание отрицательного х) приНа фиг.4 нанесена эксперименводит к снижению сухой плотности, тальная кривая, описывающая для соэто доказывает, что, вероятно, находятся ниже оптимального содержания 30 держания пека весь диапазон от 13,4 до 14,5%. В^,; если уменьшение Ве приводит к повыОчевидно, что для каждого значешению сухой плотности, должны нахония содержания пека измеренные в е дить ся выше оптимума В « личины сухой плотности объединяются Если какое—либо из сравнений межна линии разброса с амплитудой поду т(Вв + п х ) и ^(Вв + (п+1 ) х ) 35 рядка +0,002 пункта от абсолютной приводит к равенству, можно составеличины сухой плотности. вить следующие инструкции оператору П р и м е р » На линии изготовления или автомату: анодов, предназначенных для ряда - выдерживать неизменным содержание пека на уровне значения В0 + (п+1 )х ; 4 0 электролизных ванн, установили Во 13,4% пека, х - 0,1% и х - +0,6/о, — переходить на [В +(п+1)^ ] + х ' , Было отмечено, что устройство регугде х' положительный или отрицательлирования оптимизирует содержание ный, причем эта операция может осуществляться с приращиванием х ' равпека порядка 1 3, Ь'/в, соответствующее ным х или меньше х (например, х' = л с максимальной плотности (сухая плот— = х/2) с тем, чтобы не слишком от" ноегь) 1,416, т . е . плотность сырого клоняться от оптимального В , если анода, что обеспечивает высокий полагают, что находятся близко к уровень качества нагретых анодов» этому значению. , ! J, й_ 50 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устанавливают максимальный предел изменениям ВоА Этот предел В„ +х Способ из готовлений обожженных (фиг.З) может устанавливаться при п анодов для производства алюминия шагов приращения х. Каждый из этих шагов может, например, иметь величиэлектролизом, включающий смешение ну 0,1 или 0,2% пека (в абсолютных %) гс углеродистого наполнителя и коксуюи х может устанавливаться, например щегося пека при нагревании, формовав +0,5 или +0,6% (абсолютные величины), ние анода уплотнением, определение плотности сырого анода путем измереВо избежание слишком большой ампния его веса и усадки по высоте и литуды изменений вокруг оптимального 8 1597108 где ДБ ' плотность сухого анода; ДА ' плотность сырого анода; % пека выбирают из интервала 13,414,5 масЛ, и при смешении берут содержание пе" ка, соответствующее максимальному значению плотности сухого анода» обжиг изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с иелью повышения ка™ чества анодов, после определения плотности сырого анода определяют максимальную плотность сухого анода по уравнению ДЭ = ДА сырая -І100 ' % п е к а ] / 1 0 0 , Плотность нагретого анода Напряжение (С8язы8ошщее) пек Характеристика Фиг.1 Кажущаяся плотность сырого анода кажущаяся плотность нагретого анода Сухая платность ельное сопротивление Йроизбольнар шкала Фиг. 2 597108 Сдхая плотность f \ +; Максимальный лреде/і г исправлений Zx max / \ / fo / \ X %пека •'-•' ' '— —' ' • '• ' •• ' — і' • Tfc Произвольная школа 15.413.513,6 ' Редактор Л.Веселовская ' ' Фиг.4 14 ' Составитель О.Голыжникова Текред М.ДІЩЬІК Корректор О.Ципле Заказ 2919 Тираж 536 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при FKHT С^СР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101