7. Производство анодной массы.

7.1. Сырье, требования к сырью.

Для изготовления анодной массы применяют твердые материалы и связующие вещества. Твердые материалы и связующие вещества. Твердые материалы представляют собой основу для будущего анода, а связующие, коксуясь при высокой температуре, связывают частицы твердых материалов в монолитный блок. В качестве твердых материалов применяют нефтяной и пековый коксы, а роль связующего вещества играет каменноугольный пек. Наименьшее содержание золы – одно из основных требований, предъявляемых к сырью для производства анодной массы, так как основные компоненты золы оксид железа и оксид кремния – по мере расходования анода будут попадать в ванну и загрязнять получаемый металл. Исходные материалы не должны также содержать большого количества серы, так как выделяющийся в процессе коксования сернистые газы значительно ухудшают условия труда в цехе. Кроме того, применение анодной массы с большим содержанием серы приводит к повышению электросопротивления в контакте анода с токоподводящими штырями. Особенно вредными и нежелательными примесями в золе являются такие металлы, как ванадий и титан, концентрация которых особенно велика в нефтяном коксе с большим содержанием серы.

7.2. Анодная масса, требования к анодной массе.

В современных электролизерах используется два вида анодных материалов: самообжигающиеся аноды формируются из анодной массы, а для электролизеров с обожженными анодами используются предварительно прокаленные анодные блоки.

Таблица 5.

Показатели качества анодной массы по ТУ 48-5-80-86.

Показатель	АМ-0	АМ-1	АМС-0	АМС-1
Содержание золы, %, не более Массовая доля серы, %, не более Коэффициент текучести для: электролизеров ВТ электролизеров БТ Массовая доля влаги, %, не более Удельное электросопротивление, мкОм∙м, не более Предел прочности на сжатие, МПа, не менее пористость, %, не более Общая разрушаемость в токе СО2, Мг/(см2∙ч), не более	0,5 0,9 1,6-2,4 1,3-1,6 0,9 75 30 30 40	1,0 1,4 1,6-2,4 1,3-1,6 0,9 75 30 30 60	0,5 0,9 - 1,2-1,8 0,9 75 30 30 40	1,0 1,4 - 1,2-1,8 0,9 75 30 30 60

Основная задача предварительного прокаливания твердых углеродистых материалов при производстве анодной массы заключается в достижении возможно большего постоянства их структурных и физико-химических свойств перед последующим обжигом массы на аноде. Для прокаливания углеродистых материалов применяют печи различных конструкций; чаще всего – трубчатые вращающиеся печи. Такая печь представляет собой стальной цилиндр, изнутри выложенный огнеупорным кирпичом. Прокаливаемый материал загружается в верхний конец печного барабана и при вращении печи медленно продвигается к нижнему его концу, где расположены форсунки, работают только при разогреве печи, а в остальное время нагрев достигается за счет сгорания летучих веществ. Если проваливается пековый кокс, содержащий относительно малое количество летучих веществ, форсунки работает постоянно. Если же печь загружена нефтяным коксом, содержащим большое количество летучих веществ, выделяемых прокаливаемым коксом. После выхода из печного барабана прокаленные материалы через специальное устройство попадают в холодильник. Последний представляет собой стальной барабан, расположенный под печью. Он имеет наклон и приводится во вращение электродвигателем. Холодильник снаружи обильно орошают водой. Прокаленный кокс после охлаждения поступает на среднее дробление в молотковой дробилке. После дробления куски кокса не бывают одинаковых размеров. Для получения же качественной анодной массы необходимо, чтобы коксовые зерна различных размеров входили в состав в определенном соотношении. Поэтому всю массу раздробленного материала нужно разделить на фракции. Грохоты состоят из ряда сит с отверстиями определенной величины. Применяются вибрационные сита и плоские качающиеся. Качество массы сильно зависит от крупности помола исходных углеродистых материалов. На основании опытных исследований составлены дозировочные рецепты, по которым из бункеров отвешиваются порошки коксов различной крупности. После дозировки следует операция смещения, осуществляемая в специальных смесительных машинах. Процесс смешения состоит из двух операций: перемешивания и нагрева компонентов сухой шихты и смешения нагретой шихты с пеком. Подогрев и смешивание сухой шихты осуществляется в подогревателях порошков с электрическим обогревом. Для смешения сухой шихты и связующего вещества применяют машины непрерывного действия – шнековые смесители, обогреваемые паром. Полученная в смесителе анодная масса подвергается формированию Если требуется получить анодную массу в виде брикетов, ее загружают специальные формы, охлаждаемые водой.

Рисунок 4. Технологическая схема производство анодной массы.

1 – грейферный кран. 2 – загрузочная воронка. 3 – транспортеры. 4 –магнитные сепараторы. 5 – молотковые дробилки. 6 – ковшовые элеваторы. 7, 11, 13 и 14 – бункеры для кокса. 8 – печь для сушки кокса. 9 – транспортер. 10 – вибрационный грохот. 12 – валковая дробилка. 15 – бункер для пека. 16 – воздушный сепаратор. 17 – центробежный сепаратор. 18 – вентилятор. 19 – шаровая мельница. 20 – дозатор. 21 – подогреватель кокса. 22 – смеситель. 23 – валковый пресс. 24 – транспортер.

Рисунок 5. размещение прокалочной печи и холодильника в прокалочном отделении.

1 – течка для подачи материала; 2 – холодная головка; 3 – барабан печи; 4 – бандаж; 5 – подшипник; 6- опорный ролик; 7 – венцовая шестерня; 8 – подвенцовая шестерня; 9 – редуктор основного привода; 10 – горячая головка; 11 – горелка; 12 – вентилятор воздушный; 13 – перегрузочное устройство; 14 – откатывающаяся тележка; 15 – система водяного орошения холодильника; 16 – холодильник; 17 – разгрузочное устройство холодильника; 18 – привод; 19 – сливной патрубок; 20 – пневмоаппарат.

Анодные блоки на современных электролизерах используют шириной 400 – 900, высотой 470 – 650 и длиной 550 – 1600 мм. На поверхности блоков допускается не более двух трещин шириной до 1 и длиной до 250 мм и сколов в нарезке ниппельного гнезда. Не допускается трещины в ниппельном гнезде шириной более 0,5 и длиной 50 мм, а также вырывы, выпеки и сколы глубиной более 25 мм.

Таблица 6.

Основные показатели анодных блоков.

Технические требования	АБ-0	АБ-1
Действительная плотность, г/см3, не менее Кажущаяся плотность, г/см3, не менее Предел прочности на сжатие, МПа, не менее Удельное электросопротивление, Ом∙мм2/м, не более Окисляемость в токе СО2, мг/(см2∙ч), не более Осыпаемость в токе СО2, мг/(см2∙ч), не более Содержание золы, %, не более	2,05 1,5 31 60 85 45 0,6	2,03 1,5 26,5 65 90 50 0,9