Анодная масса что это

анодная масса

Смотреть что такое «анодная масса» в других словарях:

анодная масса — Углеродная масса из кокса и пека для самообжигающихся анодов, использ. при электролит. получении алюминия. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN anode paste … Справочник технического переводчика

Масса — [mass, paste; body] 1. Физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства. Понятие массы было введено в механику И. Ньютоном. Единицы массы в СИ килограмм (кг), в системе единиц СГС… … Энциклопедический словарь по металлургии

Масса — 2.5. Масса масса машины, представленной на испытание. Источник: ГОСТ 27248 87: Машины землеройные. Метод определения положения центра тяжести оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

масса анодная — 2.38 масса анодная: Электропроводящий неформованный материал на основе кокса и каменноугольного пека, применяемый в самообжигающихся анодах алюминиевых электролизеров в процессе электролитического производства алюминия. Источник: ГОСТ Р 54256… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

электродная масса — [electrode paste (compound)] углеродная масса (2.) из кокса и пека для изготовления самоспекающихся электродов непрерывного действия электротермических печей при производстве ферросплавов и других материалов. В последние годы наметилась тенденция … Энциклопедический словарь по металлургии

легочная масса — [taphole mix] смесь порошкообразных компонентов и связки для забивки чугунных леток и ремонта футеровки горна в зоне чугунной летки. Составы легочной масса различны на отдельных предприятиях, наиболее распространенный состав, мас. %: кокс 40 60,… … Энциклопедический словарь по металлургии

желобная масса — [runner clay] пластичная огнеупорная масса (2.) для изготовления желобов доменной печи; Смотри также: Масса электродная масса огнеупорная масса легочная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

относительная масса рулонной полосы — [PIW (lb/in.width) (USA), unit coil weight, kg/mm of strip width] масса (1.) 1м ширины рулонной полосы; Смотри также: Масса электродная масса огнеупорная масса легочная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

набивная масса — [ramming body] сухая порошкообразная огнеупорная масса (2.), используемая для набивки футеровки плавильных печей и ковшей. Может быть кислой (на основе кварцевого песка и молотого кварца) и основной (магнезит, и доломит, порошки); Смотри также:… … Энциклопедический словарь по металлургии

огнеупорная масса — [refractory body] смесь твердого материала, измельченная до определенной зернистости, с пластичной огнеупорной глиной или другим связующим материалом; Смотри также: Масса электродная масса легочная масса желобная масса анодная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Анодная масса

Анодная масса на крупных заводах ( БрАЗ, КрАЗ, НКАЗ, ИркАЗ, ВгАЗ, БАЗ) изготавливается в цехах анодной массы ( ЦАМ), а на небольшие заводы ( УАЗ, НАЗ, КАЗ) масса доставляется железнодорожным транспортом и разгружается самотеком из полувагонов в крытые склады. [1]

Анодная масса используется в алюминиевых электролизерах с непрерывными самообжигающими анодами. Такой анод состоит из металлического кожуха с анодной массой, которую по мере сгорания загружают в кожух. Под действием выделяющегося в электролизере тепла анодная масса обжигается. [4]

Анодная масса из прокаленного ферганского кокса была изго товлена в двух вариантах: на каменноугольном пеке и на нефтяном связующем. Обессеренный кокс испытывали в смеси с камен ноугольным пеком. Одновременно была изготовлена партия анод ной массы из рядового кокса на нефтяном связующем. [6]

Анодная масса должна быть высокой чистоты; в ней может находиться только минимальное количество золы, содержащей окислы железа и кремния. Кроме чистоты, обожженная анодная масса должна быть достаточно механически прочной, малопористой ( плотной), обладать высокой электропроводностью и стойкостью против окисления на воздухе. [9]

Анодная масса должна быть высокой чистоты. Кроме чистоты, обожженная анодная масса должна быть достаточно механически прочной, малопористой ( плотной), обладать высокой электропроводностью и не окисляться на воздухе. [10]

Анодная масса должна быть высокой чистоты; в ней может находиться только минимальное количество золы, содержащей окислы железа и кремния. Кроме чистоты, обожженная анодная масса должна быть достаточно механически прочной, малопористой ( плотной), обладать высокой электропроводностью и стойкостью против окисления на воздухе. [13]

Анодную массу загружают в аноды либо саморазгружающимися бункерами, транспортируемыми мостовыми кранами, либо из загрузочных бункеров многооперационных наполыю-рельсовых машин, либо специально предназначенными для этой цели самоходными машинами. [15]

Источник

масса анодная

2.38 масса анодная: Электропроводящий неформованный материал на основе кокса и каменноугольного пека, применяемый в самообжигающихся анодах алюминиевых электролизеров в процессе электролитического производства алюминия.

Смотреть что такое «масса анодная» в других словарях:

Масса — 2.5. Масса масса машины, представленной на испытание. Источник: ГОСТ 27248 87: Машины землеройные. Метод определения положения центра тяжести оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Масса — [mass, paste; body] 1. Физическая величина, одна из основных характеристик материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства. Понятие массы было введено в механику И. Ньютоном. Единицы массы в СИ килограмм (кг), в системе единиц СГС… … Энциклопедический словарь по металлургии

анодная масса — Углеродная масса из кокса и пека для самообжигающихся анодов, использ. при электролит. получении алюминия. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN anode paste … Справочник технического переводчика

анодная масса — [anode paste] углеродная масса (2.) из кокса и пека для самообжигающихся анодов, используемая при электролитическом получении алюминия; Смотри также: Масса электродная масса огнеупорная масса легочная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

электродная масса — [electrode paste (compound)] углеродная масса (2.) из кокса и пека для изготовления самоспекающихся электродов непрерывного действия электротермических печей при производстве ферросплавов и других материалов. В последние годы наметилась тенденция … Энциклопедический словарь по металлургии

легочная масса — [taphole mix] смесь порошкообразных компонентов и связки для забивки чугунных леток и ремонта футеровки горна в зоне чугунной летки. Составы легочной масса различны на отдельных предприятиях, наиболее распространенный состав, мас. %: кокс 40 60,… … Энциклопедический словарь по металлургии

желобная масса — [runner clay] пластичная огнеупорная масса (2.) для изготовления желобов доменной печи; Смотри также: Масса электродная масса огнеупорная масса легочная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

относительная масса рулонной полосы — [PIW (lb/in.width) (USA), unit coil weight, kg/mm of strip width] масса (1.) 1м ширины рулонной полосы; Смотри также: Масса электродная масса огнеупорная масса легочная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

набивная масса — [ramming body] сухая порошкообразная огнеупорная масса (2.), используемая для набивки футеровки плавильных печей и ковшей. Может быть кислой (на основе кварцевого песка и молотого кварца) и основной (магнезит, и доломит, порошки); Смотри также:… … Энциклопедический словарь по металлургии

огнеупорная масса — [refractory body] смесь твердого материала, измельченная до определенной зернистости, с пластичной огнеупорной глиной или другим связующим материалом; Смотри также: Масса электродная масса легочная масса желобная масса анодная масса … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Сырье для производства анодной массы

Анодная масса представляет собой смесь различных углеродистых материалов. Под воздействием выделяющегося в ванне тепла масса спекается в сплошной блок, который и является анодом. Рецепт анодной массы подбирается таким образом, чтобы анод получался монолитным, механически прочным, без трещин, обладал хорошей электропроводностью, малой пористостью и окисляемостью.

Для изготовления анодной массы применяют твердые материалы и связующие вещества. Твердые материалы представляют собой основу будущего анода, а связывающие, коксуясь при высокой температуре, связывают частицы твердых материалов в монолитный блок. В качестве твердых материалов применяют нефтяной и пековый коксы, а роль связывающего вещества играет каменноугольный пек.

При производстве анодной массы используют:

Качество поступающих нефтяного кокса, пека и мазута должно соответствовать требованиям, определенным в технологическом регламенте ТР 451.03.02.04 «Требования к качеству и входному контролю углеродного сырья, используемого при производстве анодной массы».

В процессе производства анодной массы контролируются следующие параметры:

1. Сушка кокса: зольность, истинная плотность, содержание серы;

2. Приготовление коксовой шихты: содержание фракций, грансостав суммарной коксовой шихты, температура подогрева;

3. Подготовка пека: температура размягчения, температура подогрева пека, вязкость при температуре 185°С

4. Контроль готовой продукции: техопробование (зольность, содержание серы, механическая прочность, удельное электросопротивление, пористость, общая разрушаемость), коэффициент текучести, коэффициент относительного удлинения, температура смешения массы.

Методы контроля и метрологическое обеспечение технологического процесса и качества продукции описаны в ТР 451.03.02.03 «Схема контроля технологического режима производства и качества анодной массы УПАМ-2», представленной в приложении Г, и ТР 451.03.02.04 «Требования к качеству и входному контролю углеродного сырья, используемого при производстве анодной массы».

Технологическая схема

Анодную массу приготавливают на электродных заводах или в специальных цехах анодной массы алюминиевых заводов. Процесс ее производ­ства состоит из ряда операций, выполняемых в определенном порядке. На рисунке 3 представлена технологическая схема производства анод­ной массы.

Рисунок 3- Технологическая схема производства анодной массы

Основное оборудование

Производство анодной массы осуществляется на участке анодной массы УПАМ-2 расположенной на НКАЗ-2.

Участок производства анодной массы № 2 (УПАМ-2) введен в эксплуатацию в 1962 году с производственной площадью 14250 м², куда входят склад пека, кокса и мазутохранилище. Производство анодной массы 101 тыс. тонн в год, в основном для электролизеров электролизного производства № 2.

Участок производства анодной массы № 2 состоит:

— отделение предварительного дробления;

Расход кокса и пека на производство 1 тонны анодной массы составляют соответственно 711,2-744,5 кг, 270-308 кг.

Источник

Технология электролиза алюминия

Обжиг и пуск электролизеров

Целью обжига электролизеров с самообжигающимся анодом является формирование нового анода, коксование углеродистых швов подины и прогрев катодного и анодного устройств электролизера до температур, близких к эксплуатационным. Для электролизеров OA задача упрощается, поскольку формирования и обжига анода не требуется.

Обычным источником тепла при обжиге является джоулево тепло, выделяющееся при прохождении постоянного тока через электролизер. При обжиге электролизеров после капитального ремонта, когда не требуется обжига анода, прогрев подины осуществляется горелками, работающими на газообразном или жидком топливе.

Обжиг электролизеров ВТ производится одновременно для всего корпуса с постепенным подъемом силы тока в течение 45 ч до величины на 6—10% выше эксплуатационной и с выдержкой при этой силе тока в течение около 30 ч. Общее время обжига составляет 75 ч. Превышение силы тока выше номинальной позволяет поднять температуру подины до величины, близкой к эксплуатационной, за достаточно короткое время.

При обжиге электролизеров с самообжигающимися анодами основное внимание уделяют процессу обжига анода. По мере подъема силы тока происходит расплавление и коксование анодной массы, начиная с подошвы анода. Этот процесс идет не всегда равномерно по сечению анода, и регулирование его проводят отключением наиболее перегретых штырей. Зона скоксовавше-гося анода постепенно поднимается и образуется так называемый «конус спекания», который в конце обжига должен иметь высоту не менее 50 см от подошвы анода. Одновременно с ростом «конуса спекания» загружают анодную массу, чтобы уровень жидкой анодной массы был не менее 20 см. Температура подины под центром анода в конце обжига должна быть не ниже 850 °С.

Рис. 36. Схема рабочего пространства электролизера: 1 — футеровка; 2 — подовая настыль; 3 — боковой гарниссаж; 4 — электролитная корка; 5 — глиноземная засыпка; 6 — анод; 7 — электролит; 8 — алюминий

По окончании обжига производится пуск электролизеров, который слагается из следующих операций:

После наплавления электролита в ванну в течение 6—12 ч заливают алюминий в количестве 4—6 т и начинают постепенное снижение напряжения, чтобы в течение 3 сут довести его до номинальной величины. В послепусковой период корректировку электролита проводят фтористым натрием или содой, причем эти соли вводят при анодном эффекте в количествах 100— 200 кг.

Одной из основных задач послепускового периода является формирование рабочего пространства электролизера. Подина электролизера должна быть в про-•странстве борт — анод закрыта настылью (рис. 36), боковые стенки — гарниссажем, сверху электролит должен быть закрыт коркой, на которую насыпан слой глинозема. Подовая настыль уменьшает рабочую площадь катодного металла, что способствует повышению фактической катодной плотности тока и увеличению выхода по току. Кроме того, при наличии подовой настыли уменьшаются поперечные токи в металле и вызванное этим искривление поверхности алюминия (см. гл. IX).

Гарниссаж защищает боковую футеровку от разрушения и служит теплоизоляцией электролизера. Толщина корки электролита и, особенно, глиноземной засыпки, в значительной мере определяет потери тепла электролизера и, следовательно, его тепловое равновесие с окружающей средой.

Послепусковой период считается законченным, когда электролизер выйдет на нормальный технологический режим и будет давать алюминий достаточно высокого

качества. Обычно это достигается в течение 10 сут после пуска.

Обжиг и пуск электролизеров БТ и ВТ после капитального ремонта не требует предварительного формирования и обжига анода, а поэтому проще обжига и пуска новых электролизеров. Подину обычно прогревают и обжигают установками пламенного нагрева, пос-ле чего производят пуск в той же последовательности, что и новых электролизеров.

Обжиг подин электролизеров OA в новых корпусах Осуществляют обычно на коксовой мелочи, которую

ровным слоем выкладывают на поверхности подины. На этот слой устанавливают аноды и включают ток. Подъем тока ведут по графику так, чтобы в конце обжига температура подины достигла 900—950 °С; минимально необходимое время для этого 24 ч. После обжига подину очищают от коксовой мелочи и пускают электролизер, аналогично пуску электролизеров БТ

Состав анодной массы и технология самообжигающегося анода

Исходными материалами для производства анодной массы служат нефтяной или пековый кокс и каменноугольный пек в качестве* связующего. Нефтяной кокс получают при коксовании крекинговых и пиролизных остатков при переработке нефти, пековый кокс — при коксовании каменноугольного пека. Оба вида кокса должны содержать 0,3—0,6% золы и менее 3% влаги. По физическим, свойствам эти коксы существенно различны: нефтяной кокс более порист и содержит до 7% летучих, пековый кокс имеет плотную-структуру и содержит около 1 % летучих. Большой недостаток, нефтяных коксов — высокое содержание серы. По ГОСТу содержание серы в коксе не должно превышать 1%, однако коксы отечественных заводов содержат серы до 3%. Такие коксы следовало бы; прокаливать при температурах до 1800 °С в электрокальцинаторах. для удаления серы. Однако эта операция довольно дорогая. Введение же сернистых коксов в анодную массу приводит к образованию сульфида железа на поверхности стальных анодных штырей, что увеличивает сопротивление на границе штырь — анод. Кроме того, загрязняется атмосфера корпусов электролиза сернистыми соединениями.

Кокс, поступающий на завод, проходит прокалку во вращающихся печах при 1200—1300 °С. При этом происходит не только удаление влаги и летучих, но и перестройка структуры кокса, в результате которой кокс становится более плотным и электропроводным. Прокалку нефтяного кокса, содержащего большое количество летучих, проводят с дожиганием летучих в котлах-утилизаторах, что позволяет получать большое количество вторичного тепла.

Прокаленный кокс дробят и измельчают в шаровых мельницах^ затем классифицируют по фракциям. В смесительные машины коке поступает следующего гранулометрического состава: —5 +1 мм> (крупка) 34—40%; —1 +0,15 мм (отсев) 13—17%; —0,15 +0,075 мм 9—12%; —0,075 мм (пыль) 38—41%.

Гранулометрический состав кокса (так называемой «сухой» шихты) должен не только обеспечивать получение наиболее плотно упакованной структуры твердых частиц, но и такие свойства массы, как текучесть и пластичность. В последнее время стали применять шихту укрупненного гранулометрического состава, в которую введено до 4% кокса с частицами размером от 5 до 15 мм. Опыт показывает, что расход анода при этом уменьшается и усадка массы при коксовании понижается, поскольку такая шихта требует меньше связующего.

Связующим служит каменноугольный пек — продукт термической обработки каменноугольных смол, получающихся при коксовании природных углей. При нагревании происходит отгонка легколетучих фракций смолы и в остатке получается пек. В зависимости от полноты отгонки изменяется состав пека и важнейший его показатель — температура размягчения.

Химический состав пека чрезвычайно сложен и зависит от природы исходных материалов. Элементарный состав (по Степаненко) следующий, % (по массе): С 92—93; Н 4,6—4,5; S 0,8—0,7; N 1,4— 1,3; О 1,1—0,7, причем большему содержанию углерода и меньшему— водорода отвечают пеки с более высокой температурой размягчения.

По отношению к органическим растворителям в пеках различают определенные группы. Высокомолекулярные фракции, нерастворимые в бензоле (пиридине или хинолине), называемые карбенами, или α-группой, содержат большое количество неорганических веществ и частиц углерода. В процессе коксования α-группа дает коксовый остаток; чем больше содержание этой группы, тем выше вязкость пека. Среднемолекулярные фракции — асфальтены, или β-группа растворимы в бензоле, но нерастворимы в бензине. При коксовании эта группа дает большой коксовый остаток, который определяет прочность получающегося электрода. Низкомолекулярная фракция — мальтены, или γ-группа — растворимая в бензине, представляет собой летучие вещества. Их роль состоит в придании пеку жидкотекучести. Чем больше содержание γ-группы, тем ниже температура размягчения пека. При медленном нагреве, который имеет место в самообжигающемся аноде, мальтены постепенно превращаются в асфальтены, при быстром — большая часть их улетучивается.

Связующие свойства пека определяют по величине коксового остатка (или выходу кокса), который зависит от содержания а- и β-групп. С повышением температуры размягчения пека растет выход кокса; так, для низкотемпературного пека (температура размягчения 65—70 °С) выход кокса составляет 35—40%, а для высокотемпературного (температура размягчения 85—90°С)—50—55%. Поэтому применение пеков с высокой температурой размягчения позволяет получить анод более плотный, менее реакционноспособ-ный и снизить расход его при электролизе.

Количество связующего, применяемое для изготовления прессованных изделий, составляет 20—22%, для анодной массы самообжигающихся электродов —29—31%. Содержание связующего должно быть таким, чтобы покрыть поверхность частиц кокса-наполнителя и заполнить все свободное пространство между этими частицами. В этом отношении разницы между прессованными и самообжигающимися анодами как будто нет. Но анодная масса должна обладать и определенными пластическими свойствами: при плавлении пека растекаться по поверхности анода и легко заполнять пустоты, остающиеся при извлечении штырей в электролизерах ВТ. Поэтому содержание пека в массе для самообжигающихся анодов должно быть выше, чем для прессованных. Кроме того, содержание пека зависит от гранулометрического состава «сухой шихты» — чем он мельче, тем больше должно быть пека. Если внутренняя структура кокса рыхлая, много пор, доступных для проникновения в них пека (нефтяной кокс), то количество связующего также должно быть повышено. При всем этом содержание пека не должно быть слишком высоким, так как пек при коксовании претерпевает значительную усадку, что вызывает внутренние напряжения в элек троде и способствует образованию большого числа трещин, а, следовательно, понижается прочность электрода и повышается его реакционная способность.

В самообжигающемся аноде имеется три зоны, различающиеся по физико-химическим процессам, в них происходящим: 1) между поверхностью жидкой анодной массы и изотермой 400 °С; 2) между изотермами 400—550 °С; 3) ниже изотермы 550 °С. Рассмотрим кратко процессы, происходящие в этих зонах анода.

Во второй зоне при температуре около 400 °С происходит образование полукокса — отдельные зерна кокса-наполнителя соединяются коксовыми мостиками, и масса начинает твердеть. Поэтому изотерма 400 °С приблизительно отвечает конусу спекания анода. При коксовании выделяется значительное количество газов, состав которых зависит от температуры. Так, при 400 °С содержится (по Степаненко) метана 57,4% (по массе), водорода 37,5%, при 800°С содержание водорода повышается до 92,7%, а метана понижается до 4,4%. Это означает, что в начале зоны идут процессы пиролиза и крекинга, сопровождающиеся выделением метана, а затем при температуре выше 500 °С происходит дегидрирование с выделением водорода.

поступают из второй зоны в третью и разлагаются здесь при температурах 700—900 °С с выделением водорода и углерода. Отлагаясь в порах кокса, углерод вторичного крекинга не только уменьшает пористость анода, но и повышает его прочность и электропроводимость. Было показано (Сем), что отложение углерода всего 3% (по массе) приводит к понижению электросопротивления на 25% и повышению механической прочности на 75%.

Рис. 37. Схема движения газов в аноде электролизера ВТ (Коробов. Аюшин): 1— уровень жидкой анодной массы; 2 — конус спекания; 3 — газы коксования; 4 — анодные газы; 5 — уровень электролита; 6 — уровень алюминия; 7 — анодный кожух; 8 — газосборный колокол; 9 — электролитная корка; 10 — футеровка

Исследования поля давлений и состава газов на промышленных электролизерах (Аюшин и Коробов) показали, что газы коксования движутся не вертикально вниз, а отклоняются к боковым граням анода (рис. 37) вследствие малого сопротивления на этом пути. Чем меньше ширина анода, тем большее количество газов уходит к боковым граням. Эти газы минуют зону высоких температур, при которых проходит вторичный крекинг, поэтому качество анода ухудшается. На электролизерах БТ это явление развито в-

меньшей степени, чем на ваннах ВТ, поскольку первые имеют алюминиевую обечайку, непроницаемую для газов, и сопротивление газовому потоку сильно возражает. На электролизерах ВТ между анодным кожухом и телом анода имеется зазор, что способствует проникновению газов. Кроме того, при верхнем токоподводе анод имеет много трещин и лунок, через которые газы коксования легко проходят к боковым граням анода.

Существенное понижение качества анода происходит также при проникновении в тело анода анодных газов, выделяющихся на подошве анода в результате электрохимического процесса. Углекислый газ, проникая в анод через поры, вступает в реакцию Будуара, что приводит к разработке пор и ухудшению качества анода. Кроме потерь углерода по реакции Будуара, его расход увеличивается и за счет повышенной осыпаемости анода (Коробов). Этот эффект зависит от газопроницаемости анода — чем она меньше, тем меньше анодных газов проходит по этому пути. Кроме того, количество газов уменьшается с уменьшением глубины погружения анода в электролит, так как большая часть газов проходит через-расплав.

Статья на тему Технология электролиза алюминия

Источник