Способ изготовления обожженных анодов для производства алюминия электролизом Советский патент 1990 года по МПК C25C3/06 C25C3/20 

Изобретение относится к производ ству алюминия эдектролизом, в част ности к способам изготовления.обож женных анодов

Целью изобретения является по вьшение качества анодов.

Сущностью изобретения является способ регулирования изготовления сырого анода (изменяя процентное содержание пека), который позволяет приводить к максимуму плотность на гретого анода без необходимости ожи дания 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

Д5 ДА сьфая 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.

Дпя заданной пары первичных веществ и для условий изготовления (гранулометрия, перемешивание ...) и формования массы сухая плотность полученных сырых анодов проходит через олтимум при определенном содер- жании пека. 3 На фиг,1 показано изменение сухой отнести сырого анода в зависимое и от содержания связывающего при рараметре: подаваемое напряжение при формовании; на фиг,2 изменение ос новкых параметров анодов в зависи кости от содержания пека для задан ного уровня напряжения уплотнения; на фиГвЗ - регулирование содержания пеха согласно предлагаемому способу на фиг,4 изменение плотности анода в зависимости от содержания пека Оптимальное содержание пека, ко торсе позволяет получить максималь ную кажуиуюся плотность нагретого анода, показано на Отмечено, что оно соответствует содержанию, которое позволяет получить максималь ную сухую плотность сьфого анода, следовательно, предлагаемый способ позволяет оптимизировать кажущуюся плотность нагретых анодов, учитывая только измерения сырых анодов на вы ходе уплотнения, следовательно, с возможностью немедленного управле гтя системой регулирования Кроме того, оптимальная сухая плотность является относительной и,Г очевидно, изменяется с параметрами изготовления (первичные вещества, гранулометрия:в в,). Вследствие этого за исключе шем переходных перио дов оптимизация сухой плотности при водит во всех случаях к оптимизации плотности нагретого анодаа Способ осуществляется следующим образом В смеситель карбюрированной мас сы подается измельченный кокс с зар нее определенным гранулометрическим составом, которьш выдерживают по стоянным, причем козффициент подачи кокса также вьщерживается постоянны а также пек, процентное содержание которого Вд(%) по отношению к коксу является регулируемым либо ручным способом, либо программируемым авто матом или микропроцессором, На выходе смесителя карбюрирован ная 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 изменени процентного содержания пека отража8ется 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. Вес измеряется с погрешностью меньше 0,1%о 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/ {(H-h ) х X 1J + V,, причем V {, - объем головки анода, Tie, верхней части, которая содержит фаски S, пробки анодов и различные возможные оболочки, Ь - высота головки анода;, Сухая плотность сырого анода Д8 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 обозначают г(В). Затем приращивают исходное содержание пека Б на величину х (например, 0,1 или 0,2%, абсолютные величины). Аноды, полученные с новым содержанием пека В + X, имеют сухую плотность Т(Вд +х), которая в среднем измеряется по п анодам (например, , предпочтительно 10) для определения небольших колебаний. Приращивание х может быть поло жительным или отрицательным. Сравнивают (Б, « х) с (В) (средние величины), Если (BO +х) ), приращива ют Bj + X на величину х с таким же знаком, что и предыдущее значение, Если у(Вд +х) у(Е), приращивают Бр + X на величину х, но со знаком, противоположным предьщущему значению, и:т,д., причем каждая ста дия способа заключается в сравнива НИИ величины плотности, полученной на рассматриваемой стадии, с величи ной, полученной на предыдущей ста дии. Можно принять этот алгоритм, от метив, что, если увеличение В (приращивание положительного х) при водит к повышению сухой плотности анодов, это доказывает, что находя тся ниже оптимума В, если это уве личение Б приводит к снижению сухо плотности, то оптимум Б превышен. Аналогично, если уменьшение Б (прирапщвание отрицательного х) при водит к снижению сухой плотности, это доказывает, что,-вероятно, нахо дятся ниже оптимального содержания если уменьшение В приводит к пов шению сухой плотности, должны нахо диться выше оптимума Если какое-либо из сравнений меж ду (Б( + п х) и I-CB, + (п+1 ) х) приводит к равенству, можно соста вить следующие инструкции оператору или автомату: - выдерживать неизменным содержа ние пека на уровне значения В(+(п+)х переходить на В +(п+1) , где х положительный или отрицатель ный, причем эта операция может осу ществляться с приращиванием х рав ным X или меньше х (например, х х/2) с тем, чтобы не слишком клоняться От оптййального В , если полагают, что находятся близко к этому значению ;;.;;:; - i ,, ,, I Устанавливают максимальный предел изменениям Этот предел В, +х (фиг.З) может устаяавлйваться при .п шагов приращения х. Каждый из этих шагов может, например, иметь величи ну 0,1. или 0,2% пека (в абсолютных % и X может устанавливаться, например ±0,5 или +0,6% (абсолютные величины) Во избежание слишком большой амп литуды изменений вокруг оптимального В можно после определенно начения о времени установления равновесия нова заложить исходное значение В одержания пека и придать ему новое начение, равное или почти равное птимальному значению В, такому, ка ое можно вычислить из фактической ривой изменения сухой плотности в зависимости от содержания пека (см, иГвА), причем это значение вычисли тельная машина может определить ав томатически Все эти операции могут осуществ литься следующим образом: ручным способом (в этом случае, оператор снимает данные, которые ему представляет вычислительная машина, и осуществляет приращения х в заданном направлении и в пределах, установленных для общих изменений X 1х); автоматически (расчетные данные вводятся в программируемый автомат или в микропроцессор с индикацией и/или с печатанием изменений различ ных параметров). На фиг.4 нанесена эксперимен тальная кривая, описывающая для со держания пека весь диапазон от 13,4 до 14,5% Очевидно, что для каждого значе НИЛ содержания пека измеренные ве личины сухой плотности объединяются на линии разброса с амплитудой по рядка +0,002 пункта от абсо.гпотной величинц сухой плотности. Л р и м е р. 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 плот ность) 1,416, .т.е . плЬтйость сырого анода, что обеспечивает высокий уровень качества нагретых анодов Фор мула изобретения Способ изготовления обожженных анодов для производства алюми шя электролизом, включающий смешение углеродистого наполнителя и коксую щегося пека при нагревании, формование анода уплотнением, определение плотности сырого анода путем измере кия его веса и усадки по высоте и

обжиг 31зделия, отличающий с я тем, что, с целью повышения ка честна анодов, после определения плотности сырого анода определяют максимальную плотность сухого анода по уравнению

Д5 ДА сырая % пека Д/100,

Плотность нагретого анода

d

51 )(вракт€ристика Фиг. 1

Каждшаяся плотность сырого анода

Нроизвольна шкала

где ДБ плотность сухого анода; ДА плотность сырого анода; % пека выбирают из интервала 13,4

14,5 мас,%,

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

Иалря/нение

(6 зыВан}1дее) лек

Кажуща}1ся плотность нагретого анода

Фиг. 2

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.