СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ Российский патент 2007 года по МПК C25C3/12 

Описание патента на изобретение RU2312938C1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам производства анодной массы для изготовления анодов алюминиевых электролизеров.

Известен способ производства анодной массы для самообжигающегося анода (М.А.Коробов, А.А.Дмитриев. Самообжигающиеся аноды алюминиевых электролизеров. М.: Металлургия, 1982), включающий подготовку коксовой шихты и коксовой пыли, их дозирование, совместный подогрев и смешивание с расплавленным пеком. Основным требованием к качеству анодной массы является обеспечение достаточной пластичности жидкой зоны самообжигающегося анода.

Недостатком известного способа является неоднородность анодной массы, обусловленная плохой смачиваемостью коксовой пыли. При этом в анодной массе образуются конгломераты коксовой пыли, не пропитанные расплавленным пеком. Окончательная пропитка коксовой пыли происходит в расплавленной зоне самообжигающегося анода. При пропитке коксовая пыль поглощает дополнительное количество свободного расплавленного пека. Вследствие этого пластичность анодной массы уменьшается, вплоть до полной потери пластичности жидкой зоны самообжигающегося анода. В результате потери пластичности формируется обожженный анод с низкими эксплутационными качествами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства анодной массы (патент RU №2256730, дата публикации 2005.07.20, кл. МПК С25С 3/12), включающий предварительный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли, пека и смешивание их в смесителе при нагревании. Для повышения качества анодной массы и сокращения времени ее приготовления коксовую шихту и коксовую пыль нагревают раздельно до температуры 200-240°С, затем в смеситель подают сначала коксовую шихту, перемешивают, вводят расплавленный пек, перемешивают, затем подают коксовую пыль и все перемешивают.

Недостатком способа является то, что отдельное смешивание коксовой шихты с расплавленным пеком увеличивает пропитку пеком пористости коксовой шихты. Расплавленный пек, который попал в поры коксовой шихты, не участвует в последующем смешивании с коксовой пылью. Дефицит пека ухудшает однородность смешивания коксовой пыли, в которой образуются конгломераты частиц, не смоченные пеком. Известно, что состояние композиции расплавленного пека с коксовой пылью определяет пластические свойства анодной массы. Поэтому при использовании известного способа для обеспечения пластичности анодной массы требуется вводить дополнительное количество расплавленного пека.

Задачей изобретения является сокращение время приготовления анодной массы, увеличение пластичности анодной массы с одновременным снижением потребления пека.

Технический результат заключается в повышении однородности смешивания и снижения расхода пека при производстве анодной массы для самообжигающегося анода.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства анодной массы, включающем предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, согласно заявляемому решению, коксовую пыль и расплавленный пек перед введением в смеситель смешивают в гидроударно-кавитационном диспергаторе, затем полученную смесь подают в смеситель на перемешивание с коксовой шихтой.

Способ дополняют частные отличительные признаки, направленные также на достижение указанного технического результата.

Смешивание расплавленного пека с коксовой пылью и перемешивание полученной смеси с коксовой шихтой проводят при давлении не более 100 мбар.

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеются следующие отличия. Во-первых, коксовую пыль и расплавленный пек перед введением в смеситель смешивают в гидроударно-кавитационном диспергаторе. Гидроударно-кавитационный диспергатор, генерирующий последовательность гидроударных и кавитационных импульсов в среде расплавленного пека, обеспечивает получение гомогенной композиции из пека и коксовой пыли. Кавитационные импульсы препятствуют образованию конгломератов частиц коксовой пыли в расплавленном пеке, повышая однородность композиции. Высокая дисперсность коксовой пыли и эффективное смачивание поверхности в гидроударно-кавитационном поле способствуют возникновению межмолекулярных взаимодействий между частицами коксовой пыли и молекулами расплавленного пека. Образуется гомогенная устойчивая пыле-пековая композиция, состоящая из коксовой пыли и расплавленного пека. В гомогенной устойчивой пыле-пековой композиции расплавленный пек находится в связанном состоянии, это препятствует его проникновению при последующем смешивании в пористость коксовой шихты.

Другим отличием является то, что гомогенную пыле-пековую композицию из коксовой пыли и расплавленного пека подают в смеситель на перемешивание с коксовой шихтой. При смешивании с коксовой шихтой вокруг частиц коксовой шихты образуется слой пыле-пековой композиции, который обеспечивает пластичность и седиментационную устойчивость расплавленной анодной массе. Основная часть времени при смешении анодной массы требуется на смешивание коксовой пыли и расплавленного пека, поэтому последующее смешение готовой гомогенной пыле-пековой композиции с коксовой шихтой не требует большого времени и может проводиться не только в периодических, но и в смесителях непрерывного действия. Для удаления пузырей воздуха и газов, которые вовлекаются в анодную массу при смешивании, процесс смешивания коксовой пыли и расплавленного пека и последующее смешивание с коксовой шихтой может проводиться при пониженном давлении.

На чертеже приведена схема установки для осуществления заявляемого способа производства анодной массы.

Установка состоит из подогревателя коксовой шихты 1, подогревателя коксовой пыли 2, пекопровода 3, гидроударно-кавитационного диспергатора 4 и смесителя 5.

Способ осуществляют следующим образом.

В подогреватель 1 загружают коксовую шихту и предварительно нагревают до температуры 200-240°С. В подогреватель 2 загружают коксовую пыль, которую также нагревают до температуры 200-240°С.Затем в смеситель 5 из подогревателя 1 подают коксовую шихту, где ее фракции усредняются для получения равномерного распределения частиц по объему путем перемешивания в сухом виде в течение 10 минут, одновременно по пекопроводу 3 дозированно вводят расплавленный пек и подогретую коксовую пыль в гидроударно-кавитационный диспергатор 4, где происходит их смешивание в течение 10 минут. Полученную смесь подают в смеситель 5. Все компоненты перемешивают 4-8 минут. Анодная масса готова. Процесс приготовления анодной массы занял 14-18 минут, при этом процесс смешения в смесителе обеспечивает получение однородной массы с необходимыми физико-химическими показателями.

В таблице приведены физико-механические свойства анодных масс, полученных по известному и предлагаемому способам.

ТаблицаСпособ приготовления анодной массыСодержание пека, %КОУ, %Плотность кажущаяся, г/см3УЭС, мкОм·мПрочность на сжатие, МПаОбщий расход в токе СО2, мг/см2·чОсыпаемость в токе СО2, мг/см2·чИзвестный27,515,61,516442,819,43,0Предлагаемый25,015,21,536250,515,60,7

Предлагаемый способ получения анодной массы дает возможность получать анодную массу с лучшими физико-механическими свойствами и с меньшим на 2,5% содержанием пека при той же самой пластичности. Пластичность оценивалась по коэффициенту относительного удлинения (КОУ). Как видно из таблицы, анодная масса, полученная по предлагаемому способу, имеет более высокую плотность и механическую прочность, меньшее удельное электрическое сопротивление и меньшую разрушаемость в токе CO2.

Похожие патенты RU2312938C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 2005
  • Фризоргер Владимир Константинович
  • Манн Виктор Христьянович
  • Анушенков Александр Николаевич
  • Храменко Сергей Андреевич
  • Матвиенко Валерий Александрович
  • Чичук Евгений Николаевич
  • Сорокин Виктор Владимирович
RU2317944C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 2011
  • Лапаев Игорь Иванович
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Шарыпов Никита Анатольевич
  • Будник Екатерина Владимировна
RU2464360C1
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 2004
  • Афанасиади Н.Г.
  • Афанасиади А.Н.
  • Плоцкер Л.М.
RU2256730C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ЭЛЕКТРОДНОЙ МАССЫ 2012
  • Анушенков Александр Николаевич
  • Храменко Сергей Андреевич
  • Трехаев Владимир Леонидович
RU2489524C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНОЙ КОМПОЗИЦИИ 2005
  • Фризоргер Владимир Константинович
  • Манн Виктор Христьянович
  • Анушенков Александр Николаевич
  • Храменко Сергей Андреевич
RU2315711C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩЕГОСЯ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 2017
  • Храменко Сергей Андреевич
  • Зыков Семен Андреевич
  • Бузунов Виктор Юрьевич
  • Половников Валерий Михайлович
RU2671023C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ (ВАРИАНТЫ) 2002
  • Лазарев В.Д.
  • Веселков В.В.
  • Рагозин Л.В.
  • Ефимов А.А.
  • Ланьшин В.П.
  • Полевой Б.Н.
  • Лазарев Д.Г.
RU2242538C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 2015
  • Храменко Сергей Андреевич
  • Манн Виктор Христьянович
  • Бузунов Виктор Юрьевич
  • Пингин Виталий Валерьевич
  • Гурьев Николай Николаевич
  • Перминов Константин Юрьевич
RU2586195C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ 1994
  • Лазарев В.Д.
  • Махалова Н.П.
  • Тюменцев В.М.
  • Хайрудинов И.Р.
  • Гаскоров Н.С.
RU2080418C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 1996
  • Лазарев В.Д.
  • Махалова Н.П.
  • Тарасевич Н.И.
  • Петрушева Е.Л.
  • Кравченко В.И.
  • Громов Б.С.
  • Пак Р.В.
RU2116383C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к способу производства анодной массы для изготовления анодов алюминиевых электролизеров. Способ включает предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой. Для повышения пластичности анодной массы и снижения содержания пека коксовую пыль отдельно смешивают с расплавленным пеком в гидроударно-кавитационном диспергаторе, в смеситель подают сначала коксовую шихту, перемешивают, затем вводят композицию расплавленного пека с коксовой пылью и перемешивают, смешивание расплавленного пека с коксовой пылью и перемешивание полученной пылепековой композиции с коксовой шихтой проводят при давлении не более 100 мбар. Техническим результатом является сокращение времени приготовления анодной массы, повышение однородности анодной массы и сокращение расхода пека. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 312 938 C1

1. Способ производства анодной массы, включающий предварительный раздельный нагрев коксовой шихты, коксовой пыли и пека, перемешивание коксовой шихты в смесителе, введение в смеситель расплавленного пека и коксовой пыли и их перемешивание с коксовой шихтой, отличающийся тем, что коксовую пыль и расплавленный пек перед введением в смеситель смешивают в гидроударно-кавитационном диспергаторе, затем полученную пылепековую композицию подают в смеситель на перемешивание с коксовой шихтой.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание расплавленного пека с коксовой пылью и перемешивание полученной пылепековой композиции с коксовой шихтой проводят при давлении не более 100 мбар.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2312938C1

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ 2004
  • Афанасиади Н.Г.
  • Афанасиади А.Н.
  • Плоцкер Л.М.
RU2256730C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АНОДНОЙ МАССЫ ДЛЯ САМООБЖИГАЮЩИХСЯ АНОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ 1995
  • Лазарев В.Д.
  • Веселков В.В.
  • Гринберг И.С.
  • Ратманов В.Н.
  • Беляев Л.А.
  • Кохановский С.А.
  • Шмиргун А.И.
RU2091511C1
US 5299745 A, 05.04.1995
0
SU138253A1
FR 2740771 A, 09.05.1997
DE 3540169 A, 21.05.1987.

RU 2 312 938 C1

Авторы

Фризоргер Владимир Константинович

Анушенков Александр Николаевич

Храменко Сергей Андреевич

Манн Виктор Христьянович

Чичук Евгений Николаевич

Матвиенко Валерий Александрович

Крюковский Василий Андреевич

Мурашкин Анатолий Иванович

Лобачев Сергей Васильевич

Даты

2007-12-20Публикация

2006-02-14Подача