Способ формования угольных блоков уплотнением

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 181312 ПУБЛИ С 3/12 5)5 С ЗОБРЕТЕН И АТЕНТУ н Бьярез В,А., Свобода нных анодов в, М.: МеталЛЬНЫХ Изобретение относится к способу формования углеродистых блоков многоосевым уплотнением, в частности, анодов, предназначенных для производства алюминия электролизом по .способу Холла-Геру, для его осуществления,В настоящее время углеродистые блоки, например, аноды, применяемые для производства алюминия, получают требованием прессованием, виброуплотнением для вибропрессования углеродистой массы, состоящей из конгломерата кокса и (или антрацита) в измельченном состоянии и смолы,Зти четыре способа исходят из одного и того же принципа: углеродистую массу вводят при температуре порядка 120-140 С в недеформирующуюся (так называемую .одометрическую) форму и подвергают ее вертикальному напряжению или последовательности напряжений,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(72)Клод Ванворан. Бенуа Кости Франсуа Кэм (ЕВ)(57) Использование: производство угольных электродов, применяемых для электролити- ческого получения алюминия, Сущность; углеродистую массу помещают в пресс-форму и уплотняют по трем взаимно перпенди- КУЛярНЫМ ОСЯМ А, Ал+1, Ап+2 ПОСЛЕдОВательными нагрузками Оп, Ол +1, Оп + 2 прикладываемыми путем перемещения стенок пресс-формы и поршнем пресса, причем каждая нагрузка прикладывается после частичного снятия предыдущей нагрузки, а амплитуда каждого перемещения стенок по осям Ап, Аг+1, Ап+2 уменьшается в ходе последовательных циклов уплотнения и обращается в ноль при достижении угольнымблоком указанных размеров, 3 ил,ФПриложение напряжения, называемого "нагрузкой." может быть единственным: это имеет место при прессовании, и многократ- д ным: два или три последовательных прессования в некоторых случаях и до нескольких сотен раз при виброуплотнении,Уровень нагрузок, применяемых в раз- А личных случаях, различен, например, 28 МПа ф в прессе с одним циклов, 2 х 18 МПа с двумя 1 Я циклами, 0,5-2,5 МПа в Ъиброуплотнителе, а Но во всех случаях уровень уплотнения ограничен или содержанием смолы, когда достигается насыщение смолой межзерен ного пространства конгломерата кокса, или при содержании смолы, меньшем насыщения, тем, что зерна кокса вступают в контакт друг с другом и более не могут приблизиться друг к другу. Следовательно, при одноосевом уплотнении, т,е. при нагрузке, приложенной в одном направлении, имеется физическийпредел, не позволяющий выходить за рамкиопределенной объемной плотности уплотненного материала.Изобретение относится к способу многоосевого уплотнения, который заключается в последовательном приложении куплотняемому материалу нагрузок в различных направлениях, так цтобы вызвать последовательные изменения положения зеренконгломерата, результатом чего являетсяполное заполнение пространства, допускаемое формой зерен, составляющих конгломерат, и содерканием связующеговещества, и к устройству для его осуществления.Более точно первым предметом изобретения является способ формования многоосевым уплотнением углеродистых блоков,состоящих из углеродистой массы на основеуглеродистого конгломерата, например,кокса, антрацита, графита, коксуемого органическОго связующего, например, смолы идобавок, отличающийся тем, что углеродистую массу вводят в форму, некоторые стенки которой могут реверсивно перемещатьсяотносительно их первоначального положения, и последовательно прилегают к указанной массе по меньшей мере одну нагрузкуол по оси Ап, затем по меньшей мере однунагрузку ол +1 по оси Ап+1, не совпадающей с осью А, затем по меньшей мереОДНУ НаГруэху Ол +2 ПО ОСИ Ап+2, НЕ СОВпадающей с осью Ап+1 и так далее, повторяя, при этом каждая нагрузка яприлагается после по меньшей мере частичного снятия нагрузки о(-1),На фиг,1 изображено движение сближения зерен конгломерата, разбросанных всвязующем под действием первой нагрузки. амплитудой согласно изобретению, Для ясности чертежа амплитуда перемещениябоковых стенок также изображена преувеличенной,Согласно изобретению уплотняемыйблок размещают в фор 18 е пресса. причем,параллелвпипедной Формы 1, Имеющей нЕподвижное.дно 5, две боковые жесткие противоположные и неподвижные стенки (невидны на разрезе .фиг,2) и две другиебоковые стенки 3, подвижные относительно уплотняемого блока, под действием домкратов или пружин 4, Во время загрузки этиупругие средства 4 контролируют и ограничивают расхождение боковых подвижных стенок и после снятия первой нагрузки 01они оказывают обратное воздействие, которое стремится вернуть стенки в первоначальное положение, Эти средства 4производят также нагрузки о 2, когда нагрузка о 1 уменьшена или снята,Повторное изменение положения зерен. кокса 5, покрытых связующим 6, схематически изображено на фиг.2 А, 2 В, 2 С,В первом варианте осуществления изобретения уплотнение двухосевое и включает в себя первые нагрузки оъ затем вторыенагрузки о 2 в последовательности на двепротивоположные стенки 3 формы,Первая нагрузка 1 может быть, например, вертикальной, но ничто не препятствует тому, чтобы расположить поршень прессагоризонтально,Во втором варианте осуществленияизобретения уплотнение трехосевое ивключает в себя, например, последовательность вертикальных, затем боковых нагрузок на две противоположные стенки, затембоковых нагрузок на две другие стенки, затем снова вертикальных нагрузок или в варианте вертикальных, боковых нагрузок надве противоположныЕ стенки. вертикальных, боковых нагрузок на две другие стенки,снова вертикальных и т,д. И в данном случаепоршень пресса может. перемещаться в направлении, отличающемся от вертикального, что не выходит за рамки изобретения, онможет быть расположен горизонтально.На практике критерием выбора одногоили другого из этих вариантов будет природа материала и сложность промышленнойаппаратуры, способной осуществлять этипоследовательнье операции,Вначале уровень уплотнения углеродистой массы, введенной в форму, незначителен; следовательно, можно регулировать,: стенок с относительно большой амплитудой(а) для обеспечения эффективного перемешйвания заготовки 8 углеродистого блока(фиг,2 А, ЗВ). Затем постепенно уменьшаютэту амплитуду (Ь) (фиг,ЗС, ЗД). По меньшеймере для последовательного цикла боковыестенки должны быть полностью блокированы съемным средством, изображенным символически элементом 7 (фиг,ЗЕ, ЗГ), так,Чтобы придать углеродистому блоку точныеокончательные размеры 9,Плотность в сухом состоянии (05) определяется отношениемОЯ = ОА (100 Д смола) 100 ОА - объемная плотность сырой углеродистой массы, какой ее замеряют и о смолы -1813121 1В 4 содержание смолы в весовых процентах в сырой массе,Выигрыш очень показателен и соответствует значительному улучшению качества анодов,Многоосевое уплотнение позволяет работать с меньшими нагрузками (при равном числе анодов) по сравнению с обычными способами, что позволяет изготовить аноды больших размеров данным прессом, просто заменяя форму.Многоосевое уплотнение позволяет уменьшить анизотропию прессованных анодов, В частности, отмечено, что удельное сопротивление обожженных анодов обычно больше в направлении прессования, чем удельное сопротивление в направлении, перпендикулярном направлению прессования, и стремиться выравниваться в двух направлениях,Наконец, многоосевое уплотнение уве.личивает степень уплотнения анода, следовательно, срок его службы в злектролизной ванне, что уменьшает частоту смены анода. которая, как известно нарушает тепловоеравновесие ванны. Формула изобретения Способ формования угольных блоковуплотнением, включающий введение углеродистой массы на основе углеродсодержащего наполнителя и коксующегося 10 органического связующего в пресс-форму иее уплотнение по. трем взаимно перпенди- КуЛярНЫМ ОСЯМ Ал, Ал+1, Ап+2 ПОСЛЕдОВательными нагрузками Оп % +1, О +2, прикладываемыми путем перемещения сте нок пресс-формы и поршнем пресса, о т л ич а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения качества углеродных блоков, каждую на- ГРУЗКУ %, Оп +1, СЪ +2, ПРИкЛаДЫВаЮт после частичного снятия предыдущей на О грузки, а амплитуду каждого перемещениястенок по ОсЯм Ап, Ап+1, Ао+2 уменьшают в ходе последовательных циклов уплотнения и доводят до нуля при достижении угольным блоком заданных размеров.121813121 )2СадСоставитель Л.КольцоваЛ,Народная Техред М.Моргентал Корректор С,Ю Заказ 1591 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина