Разработка технологии получения алюминия с использованием "сухой" анодной массы на основе пекового кокса

• Автор: Богданов, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Современное состояние технологии электролитического получения алюминия на электролизерах с самообжигающимся

анодом и верхним токоподводом.

1.1. Физикохимические и механические характеристики анодной массы, используемой для формирования самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров
1.2. Анодная масса с пониженным содержанием связующего и ее поведение при электролитическом получении алюминия
1.3. Особенности формирования самообжигающегося анода и его поведение при электролизе криолитглиноземных расплавов.
1.4. Основные технологические аспекты формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера при использовании анодной массы с пониженным содержанием связующего.

1.5. Направление исследований.

2. Исследование гранулометрического состава и пластических свойств коксопековой композиции пастообразного слоя анода и уточнение состава анодной массы с пониженным

содержанием связующего

2.1. Методы исследования гранулометрического состава и
пластических свойств коксопековой композиции.
2.2 Изучение пластических свойств коксопековой композиции пастообразного слоя самообжигающегося анода, сформированного из анодной массы на среднетемпературном пеке и пеке с повышенной
температурой размягчения
2.3. Исследование гранулометрического состава и пластических
свойств пастообразного слоя анода, сформированного из рядовой анодной массы и анодной массы с пониженным содержанием
связующего
2.4. Выводы по результатам исследований
3. Исследование электрофизических свойств коксопековой композиции и разработка методов контроля состояния
пастообразного слоя самообжигающегося анода
3.1. Разработка принципов определения физикомеханического состояния коксопековой композиции пастообразного слоя самообжигающегося анода.
3.2. Лабораторные исследования электрофизических свойств коксо
пековых композиций и испытание методик контроля пластических свойств пастообразного слоя анода.
3.3. Опытнопромышленные испытания экспрессметода контроля пластичности коксопековой композиции пастообразного слоя самообжигающегося анода
3.4. Математическое моделирование формы конуса спекания анодного массива и температурных полей на поверхности пастообразного слоя анода.
3.5. Выводы по результатам исследований
4. Промышленные испытания технологии электролитического получения алюминия с использованием анодной массы с пониженным содержанием связующего на опытной группе
электролизеров С8Б на проектную силу тока 8 кА
4.1. Опытнопромышленные испытания технологии полусухого
анода и уточнение составов сухой и подштыревой анодных масс
4.2 Основные технологические параметры и техникоэкономические показатели работы опытных электролизеров
4.3. Экологическая оценка технологии электролитического получения алюминия с использованием анодной массы с пониженным содержанием связующего.
4.4. Выводы по результатам опытнопромышленных испытаний
Выводы.
Список литературы


Обработка результатов исследования производились с использованием современных программных комплексов анализа и обработки данных. Также были использованы методы математического моделирования. Научная новизна. Изучены закономерности изменения вязкости верхнего слоя анода от его температуры изучено в лабораторных и опытнопромышленных условиях изменение электросопротивления коксопековой системы расплавленной анодной массы, сформированной на основе пекового кокса и каменноугольного пека, в зависимости от содержания связующего в диапазоне значений коэффициента текучести анодной массы от 1, до 4,0 и от температуры расплавленной коксопековой системы разработана математическая модель формирования конуса спекания и температурного поля на поверхности пастообразного слоя самообжигающегося анода впервые испытана и отработана технология электролитического получения алюминия на электролизерах с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом с использованием анодной массы с пониженным содержанием связующего на основе пекового кокса. Практическая ценность работы. Проведены опытнопромышленные испытания ведения технологии электролитического получения алюминия с использованием анодной массы с пониженным содержанием связующего на основе пекового кокса. Результаты
работы использованы при разработке техникоэкономического обоснования модернизации Иркутского алюминиевого завода с реконструкцией цеха анодной масса на производство брикетированной сухой анодной массы и переводом цеха электролиза на технологию электролитического получения алюминия с использованием сухой анодной массы. Разработана электрофизическая методика и прибор для контроля состояния пастообразного слоя анода, сформированного из анодной массы с пониженным содержанием связующего, на глубине двадцать сантиметров с целью снижения влияния неблагоприятных факторов, вызывающих пересыхание самообжигающегося анода. Апробация работы. Шелехов, , VIII международной конференции Алюминий Сибири г. Красноярск, IV международной научнотехнической конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой, магниевой и электродной промышленности г. СанктПетербург, г. Иркутск, , г. VIII региональной научнопрактической конференции Алюминий Урала г. Краснотурьинск, XV международном симпозиуме I Алюминиевая промышленность в мировой экономике проблемы и перспективы развития. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано научных работ. Получено два патента РФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 8 источников и трех приложений. Работа изложена на 0 страницах, содержит рисунков и таблиц. На защиту выносятся. Физикохимические и механические характеристики анодной массы, используемой для формирования самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров. Для правильного понимания процессов происходящих при расплавлении твердых брикетов анодной массы в пастообразном слое анода и последующем коксовании коксопековой композиции необходимо иметь четкое представление о физикохимических свойствах углеродистых материалов, в частности анодной массы, используемой при электролитическом получении алюминия. Необходимо отметить, что основная часть успеха от использования технологии с применением сухой анодной массы закладывается на этапе выбора сырьевых источников и при процессе производства анодной массы. В практике из всего широкого спектра существующих углеродистых материалов доминируют аморфные сырьевые материалы. Структуру таких материалов можно рассматривать как матрицу, которая состоит из кристаллитов от субмикронных до полумакро размеров. Кристаллиты связаны между собой посредством углеродных мостиков или фрагментами беспорядочно ориентированных кристаллитов. Важную роль в межатомных связях могут играть примеси, такие как Н, И, О, Б, а также металлы. Несовершенство упорядочивания полукристаллических материалов обуславливает наличие пор и пустот в широком диапазоне размеров, которые зависят от природы вещества, чистоты и условий процесса производства.