Способ изготовления углеграфитовых изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 7401 А 1 9) П 25 С 3/ ИСА И сы в матдо или ка, то чаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Новокузнецкий алюминиевый завод(56) Колодин Э.А, и др. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров. М.: Металлургия, 1980, с, 51 - 52. Изобретение Относится к электродной и металлургической промышленности, преимущественно к изготовлению углеграфитовых изделий, Более конкретно касается технологии изготовления подштыревых пробок путем прессования анодной (электродной) массы, которые используют при эксплуатации алюминиевого электролиэера для формирования вторичного анода после извлечения штырей, а также можно использовать, например, при изготовлении "зеленых" электродов перед их обжигом.Цель изобретения - повышение качества изделий, улучшение условий труда и упрощение аппаратурного оформления.Сохранение конфигурации изделия (пробок) и предотвращение их прилипания к матрице достигается смазкой внутренней поверхности матрицы смесью углеводородов (например, солидола), меловой добавки и воды.Поскольку на поверхности брикетов частицы анодной (электродной) масрице доводятся теплоносителем выше температуры размягчения пе(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УГЛЕГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Использование: изготовление углеграфитовых изделий, преимущественно подштыревых пробок анода алюминиевого электролиэера. Сущность: анодную массу брикетируют в брикеты с размерами во всех измерениях не более 25 - 30 мм, нагревают их до 80-100" С путем подачи на их поверхность теплоносителя, преимущественно воды, а затем осуществляют формование изделия в пресс-форме. 1 з. и, ф-лы, 1 ил., 3 табл. стицы уплотняемой порции массы легко входят друг в друга, связываясь эа счет действия сил поверхностного натяжения, капиллярных сил сцепления, сил сцепления адсорбированных на коксе пленок пека, частично сил молекулярного притяжения и их принудительного сближения пресс-формой разъемной матрицы. Поверхность контакта между частицами увеличивается, а внутри брикетов не нарушается, в результате чего после коксования (обжига) анодной (электродной) массы получают анод с прочной связью между вторичным и основным коксовым массивом анода с высокой плотностью и электропроводностью.Для реализации указанного способа изготовлено и сдано в эксплуатацию устройство массобрикетирбвания, схема которого представлена на чертеже.Устройства массобрикетирования анодной (электродной) массы содержит бункер 1 для брикетов анодной (электродной) массы, дозатор - питатель 2 с пневматическим приводом, лоток 3 для подачи массы в матрицу, верхнюю пресс-Форму 4 разъемной матри 1827401цы, нижнюю пресс-форму 5 разъемном матрицы, упор 6, лоток 7 для подачи готовой пробки на приемный стол, бак 8 с нагревательными элементами для подогрева воды, насос 9 для подачи воды в нижнюю пресс форму матрицы, пульт 10 управления; привод 11 для поворота пресс-Формы 5; пневмоцилиндры 12 пресса жестко связаны с пресс-Формой 4.10Устройство массобрикетирования состоит из сварной рамы, на которой размещена разъемная матрица. Матрица - основная часть устройства, применяемого при прессовании углеграфитовых изделий, 15 например, пробок из анодной массы. Матрица состоит из двух пресс-форм 4 и 5, Пресс-формы 4 и 5 - зто две с углублениями формы, которые в совокупности изобража ют конфигурацию углеграфитового изделия 20 (пробки). Схема работы устройства массобрикетирования следующая. В бункер 1 загружают брикеты анодной (электродной) массы, из него брикеты самотеком поступают в дозатор-питатель 2. По команде про граммного устройства, смонтированного на пульте управления 10, пневмоприводом анодная масса сталкивается на лоток 3 и самотеком равномерно заполняет прессформу 5. В этот период включается насос 9 30 и из бака 8 подачей горячей воды (температура 80 - 100 С) орошают анодную массу в пресс-форме 5, с выдержкой в течение 15-25 с, После этого включается пневмопривод пресса, пневмоцилиндры 12 и пресс-фор ма 4 Опускаются и прессуют углеграфитовое изделие (пробку) необходимой формы с заранее заданными размерами. В баке 8 потери воды автоматически пополняются из40общей системы водопровода. Затем траверсас пресс-Формой 4 поднимается, а пресс-форма 5 с помощью привода 11 поворачивается, ударяется об упор б, пробка выпадает из пресс-Формы 5, по лотку 7 направляется наприемный, стол, затем складируется и транспортируется к месту использования,Основное отличие предложенного способа в том, что перед изготовлением иэделия анодную электродную) массубрикетируют с размерами брикетов во всехизмерениях не более 25-30 мм, затем нагрев ведут в течение 15 - 25 с путем подачитеплоносителя на поверхность брикетов с расчетом, чтобы переход брикета в пластическое состояние было. не на всю глубину.,Такая технология изготовления и ее продолжительность позволяют повысить температуру пека на достаточной глубине брикетов на 10-20 С выше температуры размягчения, обеспечить необходимую пластичность массы на достаточной глубине брикетов в пресс-форме перед началом прессования падения, Принятые тепловые параметры и технология изготовления позволяют при охлаждении остаточные напряжения и усадочные явления довести до нуля, снизить расход энергоресурсов, увеличить производительность, ускорить остывание изделия и ему приобрести достаточную механическую прочность, необходимую для складирования, транспортировки и обжига.Дополнительные отличия можно усмотреть в том, что в качестве теплоносителя используют воду с температурой 80 - 100 С, и в том., что для сохранения заданной формы углеграфитового изделия (пробки) и его свободного извлечения матрица смазывается смесью следующего состава, мас, ;солидол 9,2, мел 45,4; вода 45,4, При производстве пробок установлено, что значительно удобнее запасти подштыревую анодную массу в виде брикетов размерами не более (во всех направлениях) 25 - 30 мм, Хранение массы осуществлять под крышей, а ее погрузку и транспортировку - навалом в грузовых автомашинах, Изготовление пробок удобнее организовывать непосредственно у корпуса электролизера с тем, чтобы до минимума сократить перемещение готовых пробок от места изготовления до электролизера, Это мероприятие значительно сокращает бой пробок, т. е, потери массы,Годовая опытная эксплуатация устройства показала, что внутри пробок нет поло- стей, заполненных водой. Поэтому за этот период не было ни одного взрыва при загрузке и расплавлении пробок в подштыревом отверстии.Устройство массобрикетирования работает в автоматическом режиме и его производительность даже при двухсменной работе обеспечивает потребность 180 электролизеров серии электролиза. П р и м е р 1. В табл. 1 приведены механические характеристики пробок, изготовленных на промышленной установке.Данные табл, 1 показывают, что выдержка при орошении достаточна втечение 15- 25 с, так как более 25 с механические свойства пробки практически не улучшаю 1- ся, а менее 15 с снижаются, Из этих данных также следует, что при использовании пека с температурой размягчения 72-76 С достаточен нагрев воды до 80-100 С,П р и м е р 2, Для сохранения заданной формы подштыревцх пробок и их свободного извлечения из пресс-Формы перед загрузкой анодной массы, матрица смазывается пасто1827401 Таблица 1 образной смесью следующего состава,мас %солидол 9,2; мел 45,4; вода 45,4,Результаты опытов представлены в табл. 2,Из табл. 2 следует, что при смазке пресс-Формы указанной выше смесью конфигурация подштыревых пробок сохраняется и свободно выпадает из нее.В табл, 3 приведены технологические параметры процесса прессования,Из табл. 3 видно, что технологические параметры на один порядок ниже и обеспечивают достаточную прочность изделия (см. табл, 1). Формула изобретен и я1. Способ изготовления углеграфитовыхиэделий, включающий подготовку анодноймассы, нагрев ее до 80-100 С и формирова ние в пресс-форме. о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества иэделий, улучшения условий труда и упрощенияаппаратурного оформления, подготовкуанодной массы осуществляют брикетирова нием в брикеты с размерами во всех измерениях не более 25-30 мм, а нагрев втечение 15 - 25 с подачей теплоносителя на "поверхность брикетов.2. Способ по и. 1, о т л и,ч а ю щ и й с я 15 тем, что в качестве теплоносителя используют воду с температурой 80-100 С,1827401 Таблица 3 Составитель Н. ПТехред М.Морген ыткова орректор И.Шмаков акто изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 аказ 2346 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5