Полнота усадки — одно из самых важных условий прокалки. Если в процессе прокалки усадка материала произошла не полностью, то значительная усадка и деформация будут наблюдаться в анодах, что совершенно недопустимо.
Во время прокалки снижается электросопротивление угольных материалов, как правило, до 500-600 мкОм·м. По мере повышения температуры прокалки коксов возрастает их поглотительная способность по отношению к пекам (адсорбционная способность). Это в основном объясняется увеличением микропористости коксов. Реакционная способность коксов в процессе прокалки существенно снижается. Темп снижения реакционной способности кокса определяется его природой: у пековых коксов реакционная способность низка даже в исходном состоянии; у нефтяных коксов исходная реакционная способность достаточно велика, так как они получены при относительно низких температурах. Однако и после прокалки реакционная способность нефтяных коксов выше и определяется их сернистостью, типом кристаллической структуры, рядом примесей.
Зольные примеси (окислы алюминия, железа, титана, ванадия и др.) в процессе прокалки не претерпевают существенных изменений и почти полностью переходят в прокаленный кокс. Удаление прокаливанием (кальцинацией) частично возможно только для серы. Так как сера органически связана с углеродом кокса в виде устойчивых соединений, то она может быть удалена только при температурах не ниже 1600-1700 °С.
Таким образом в результате физико-химических процессов при 1150-1350 °С в прокаливаемых углеродистых материалах возрастает относительное содержание углерода (в основном за счет снижения содержания водорода и в незначительной мере других элементов), полностью удаляются влага и основная масса летучих, происходит объемная усадка, увеличивается истинная плотность, повышаются электропроводность и механическая прочность, резко снижается окисляемость (реакционная способность). Все эти превращения необходимы для получения анодной массы и обожженных анодов высокого качества.
Эффективность прокалки кокса в производственных условиях контролируется по удельному электросопротивлению кокса в порошке и по истинной плотности.
Выбор оптимальной степени термообработки весьма сложен и зависит от целого ряда факторов. Существенное влияние имеет не только температура прокалки, но и время нахождения материала в зоне высоких температур.
Выше 1400 °СУЭС нефтяного кокса начинает вновь возрастать, что объясняется ростом его ультрапористости, так как при этих температурах начинают удаляться сернистые соединения и гетероатомы кристаллической решетки.
Как правило, для производства анодной массы коксы должны иметь следующие характеристики:
пековые — УЭС 650 мкОм·м (mах); истинная плотность 1,99-2,01 г/см3;
нефтяные — УЭС 600 мкОм·м (mах); истинная плотность 2,02-2,04 г/см3.
Для производства обожженных анодов нефтяные коксы должны иметь:
УЭС 550 мкОм·м (mах); истинную плотность 2,05-2,08 г/см3.
Следует отметить, что коксы, полученные из различных видов исходного сырья, могут существенно различаться по способности к перестройке структуры. Те из них, которые дают стабильные показатели истинной плотности, объемной усадки, реакционной способности при сравнительно низких температурах, не нуждаются в глубокой прокалке. В то же время коксы с неустойчивыми свойствами следует прокаливать при более высокой температуре. Следует, однако, учитывать, что с повышением температуры прокалки возрастает угар углерода и уменьшается срок службы печи. Необходимо также стремиться к тому, чтобы свойства прокаленного кокса-заполнителя приближались к свойствам кокса из связующего. Только при одинаковой химической активности составляющих анодной массы анод в криолитоглиноземном расплаве будет сгорать равномерно, а расход анодной массы будет минимальным. С этой точки зрения, использование перекаленного кокса также весьма опасно, так как приведет к резкому усилению селективности сгорания анодов, особенно самообжигающихся.
1.2.2 Аппаратурно-технологическая схема подготовки электродных коксов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.