Технология графитации. Расчет шихты для производства графитированных электродов

требований, предъявляемых к форме и точности размеров изделий, подвергаются специальной механической обработке, после чего они становятся товарным продуктом.

Более сложные технологические схемы применяются при производстве электроугольных изделий, например при производстве щеток, которые преимущественно готовят по двустадийной технологии.

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Исходные данные:

диаметр заготовки 350 мм;

длина заготовки 1800 мм;

количество заготовок, загружаемых в печь 220 шт.;

годовой выпуск продукции 23000 т.

3.1. РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

Графитированные электроды изготовляют из следующих компонентов в массовых соотношениях (по данным практики): нефтяной кокс : возвраты (графитированные) : каменноугольный пек = (85…88) : ( 14…15) : (18…20).

Потери материалов и продукции по переделам приведены в табл. 1.

Таблица1

Потери материалов и продукции по переделам

Расчет шихты или, другими словами, количества материалов, поступающих на склад сырья:

1.  Задаем годовой выпуск графитированной продукции: 23000 тонн в год.

Рецепт продукции (в массовых  соотношениях компонентов):

Нефтяной кокс : возвраты : каменноугольный пек = 85 :15 :20.

Рецепт продукции (в процентных  соотношениях компонентов):

Нефтяной кокс : возвраты : каменноугольный пек = 71 :12 :17.

2.  Определяем количество графитированной продукции, поступающей на механическую обработку, с учетом потерь по п. 8. Пусть потери составляют 17 %. Тогда имеем: 23000∙1,17=26910 тонн.

3.  Определяется количество заготовок, поступающих на графитацию, с учетом потерь по п. 7. Пусть потери составляют 3,0 %. Тогда имеем 26910∙1,03=27717,3 тонн.

4.  Определяется количество сырых заготовок, поступающих на обжиг, с учетом потерь по п. 6. Пусть потери составляют 9,0 %. Тогда имеем 27717,3∙1,09=30211,9

5.  Определяется количество электродной массы, поступающей на прессование, с учетом потерь по п. 5. Пусть потери составляют 3,0 %. Тогда имеем 30211,9∙1,03=31118,2

6.  Определяется количество твердых углеродистых материалов и пека, поступающих на смешение, с учетом потерь по п. 4 (количество каждого компонента определяется отдельно). Пусть потери составляют 1,0 %.

Нефтяной кокс                                       31118,2∙0,71∙1,01=22314,9

Возвраты                                                31118,2∙0,12∙1,01=3771,5

Пек                                                          31118,2∙0,17∙1,01=5343,0

Определяется количество материалов (нефтяной кокс, возвраты производства), поступающих на размол, рассев и дозировку, с учетом потерь по п. 3. Пусть потери составляют 3,0 %.

Нефтяной кокс                                        22314,9∙1,03=22984,3

Возвраты производства                         3771,5∙1,03=3884,6

7.  Определяется количество нефтяного кокса, поступающего на прокалку, с учетом потерь по п. 2. Пусть потери составляют 13,0 %.

Нефтяной кокс                                        22984,3∙1,13=25972,3

8.  Определяется количество материалов, поступающих на предварительное дробление (фактически – на склад сырья), с учетом потерь по п. 1. Пусть потери составляют

Углеродистые материалы                         1,0 %

Пек                                                               3,0%.

Тогда имеем

Нефтяной кокс                                           25972,3∙1,01=26232,0

Возвраты                                                    3884,6∙1,01=3923,4

Пек                                                              5343,0∙1,03=5396,4.

Таким образом, для производства 23000 тонн/год графитированной продукции требуется (при процентном соотношении нефтяной кокс : возвраты : каменноугольный пек = 71 : 12 : 17 и средних значениях потерь, указанных в табл. 1), тонн/год:

-  нефтяного кокса                  26232,0

-  возвратов                              3923,4

-  каменноугольного пека      5396,4.

3.2. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА

Материальный баланс печи графитации рассчитывается на 1 цикл, так как процесс производства является периодическим. При графитации используются вспомогательные материалы (коксовая пересыпка и теплоизоляционная шихта), причем количество их очень велико.

Для пересыпки керна используется коксовый орешек (10…25 мм с насыпной массой 560…570 кг/м³ и следующими данными, %:  (влажность) 5…6;  (зольность) 11…13;  (содержание летучих) 0,7…0,9.

Теплоизоляционная шихта имеет разный состав. Обычно она состоит из кокса и кварцевого песка. Применение шамота и древесного угля уменьшает теплопроводность и увеличивает удельное электросопротивление шихты (что приводит к улучшению технико-экономических показателей процесса графитации), но увеличивает