ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние технологических параметров на качество обожженной продукции из "Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров " Обжиг является практически последней и наиболее ответственной технологической операцией при производстве анодов, цель которой - формирование необходимых качественных характеристик обожженного анода. Обжиг объединяет в одной технологической операции физические и химические процессы, некоторые из которых идут одновременно, а некоторые последовательно друг за другом по мере повышения, а затем понижения температуры. Процессы, из которых слагается обжиг, сопровождаются изменением объема заготовок — вспучиванием и усадкой. [c.64] Анодные блоки, как указывалось выше, независимо от вида прессования прессуются в горячем виде. Поэтому первыми физическими процессами, имеющими место при нагревании зеленого блока в процессе обжига, являются термическое расширение материала и расширение его за счет снятия остаточной деформации, образовавшейся при прессовании. Однако величина этих двух видов расширения незначительна и не оказывает заметного влияния на конечные свойства обожженной продукции. [c.65] Следующим процессом, происходящим при повышении температуры, является размягчение заготовки. Анодные блоки могут размягчиться так сильно, что легко деформируются под действием силы Тяжести. Поэтому обжиг анодов ведут в пересыпке, препятствующей деформации. [c.65] Около 300—350°С наблюдается выделение летучих продуктов, основная часть которых ( 95%) отгоняется в виде конденсирующихся смолистых погонов уже при температуре заготовки около 350°С. Наряду с жидкими погонами наблюдается заметное выделение газа, который характеризуется высоким содержанием водорода [70—80% (объемн.)] и метана [15—25% (объемн.)]. Наличие водорода и метана в летучих продуктах говорит о том, что уже при этих температурах происходят реакции термического разрушения структуры связующего. Объясняется это, по-видимому, каталитическим влиянием поверхности кокса-наполнителя. [c.65] Термическое разложение связующих веществ во время обжига является сложным процессом, зависящим от многих факторов температуры, скорости нагрева, природы связующего, природы и гранулометрического состава наполнителя. При нагревании в продуктах термической деструкции в первую очередь появляются вода, водород и окислы углерода. При более высокой температуре начинают разрываться углеводородные цепи. Конечным продуктом обжига является кокс из связующего, связывающий в единое целое частицы кокса-наполнителя. Образование кокса из нелетучего остатка идет через последовательную ароматизацию и уплотнение остатка. Процесс образования коксовой решетки сопровож дается сложными реакциями разложения и полимеризации с образованием более легких углеводородов, уходящих в виде летучих продуктов, и более тяжелых, которые при последующей карбонизации также образуют кокс, связывающий в единую структуру кокс-наполнитель. Температура начала термической деструкции связующего прежде всего зависит от его природы и состава, влияющих на термическую устойчивость. [c.65] На выход кокса из связующего при обжиге значительное влияние оказывает природа наполнителя. Так, увеличение содержания серы в коксе-наполнителе повышает выход кокса из связующего и позволяет получить более плотный анод. [c.65] При температурах выше 550 С механизм усадки заготовки приобретает совершенно иной характер, так как определяется уже усадкой полукокса, образовавшегося из связующего, т.е. вместо капиллярных сил действуют когезионные силы, развивающиеся в элементах структуры заготовки. [c.66] Прогрев заготовки в процессе обжига идет от поверхности к центру, поэтому процесс порообразования на поверхности происходит раньше и идет значительно быстрее, чем во внутренних зонах. Под действием капиллярных сил жидкость из внутренних слоев поступает к поверхности и заполняет образовавшиеся поры - происходит дополнительная пропитка поверхностных слоев. В результате плотность поверхностного слоя и его жесткость увеличиваются, что приводит к разнице в величине усадки поверхностных и внутренних слоев поверхностный, более плотный слой усаживается меньше, чем внутренняя часть заготовки, что является одной из основных причин растрескивания заготовок при обжиге. [c.66] Наряду с влиянием конечной температуры обжига большое значение имеет также и скорость подъема температуры в анодах чем выше скорость подъема температуры, тем больше температурный перепад в объеме заготовки, тем неравномерней усадка, выше внутренние напряжения, которые при низких температурах могут вызвать пластические деформации, а при высоких — растрескивание. [c.67] Из коксохимии известно, что с увеличением скорости нагревания топлива уменьшается выход коксового остатка и увеличивается выход летучих продуктов. Перенося это положение на процесс обжига, можно объяснить и снижение прочности при спекании, и повышенную пористость при увеличении скорости обжига. Однако в различных температур-ньк интервалах графика обжига влияние скорости нагрева различно. Медленный подъем температур необходим в период обжига, когда идет отгонка жидких продуктов и образование полукокса, т.е. при температурах 450—500 С. Увеличение скорости подъема температур в пределах до 100°С/мин в интервале температур 550—1100°С не оказывает заметного влияния как на выход продуктов коксования пека, так и на качество анода. [c.67] Исходя из требований максимального выхода кокса из связующего, можно рекомендовать следующее наиболее благоприятная скорость подъема температуры в интервале 350-450°С составляет около 1°С/ч. Однако в практике, где немаловажным фактором является также производительность обжигового оборудования, эти скорости значительно выше. [c.67] Помимо рассмотренных выше факторов, на качество обожженной продукции значительное влияние оказывают условия обжига, которые в свою очередь определяются конструкцией камеры и кассеты в ней, месторасположением заготовки в кассете, физической природой и гранулометрическим составом пересыпки, газовой средой, состоянием печи и др. Изделие в идеальном случае должно обогреваться равномерно со всех сторон и как минимум — с двух-. Только в этом случае обеспечивается равномерность усадки и сводится к минимуму трещинообразование. [c.67] Главные конструктивные требования к обжиговым печам для обжига анодов - обеспечение заданных температур обжига, равномерность распределения температур по высоте и сечению кассет и выполнение задан-ньгх графиков обжига. [c.67] Вернуться к основной статье