12501 (647585), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Повышенную химическую активность образцов на основе смеси пековых коксов ИркАЗа можно объяснить относительно высоким содержанием отдельных элементов в зольных примесях, характером поровой структуры, высоким коэффициентом термического линейного расширения (КТЛР) самих коксов, который повышался с ростом действительной плотности коксов. Ранее было установлено [4], что чем выше КТЛР, тем интенсивнее протекает процесс образования микротрещин на границе «кокс-наполнитель— кокс из связующего», что повышает реакционную способность материала.
Отрицательное влияние зольных примесей наиболее ярко проявилось на примере нефтяного кокса СПЗ «Сланцы». При высокой зольности и сравнительно большом содержании натрия, образцы имели самую высокую реакционную способность в токе СО2.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что температура прокалки для пековых коксов не должна быть высокой и обеспечивать действительную плотность не выше 1,98 г/см3. В этом случае обожженные аноды могут иметь не только хорошие электромеханические свойства, но и удовлетворительные показатели химической стойкости.
Специалистами R&D Carbon было определено значительное влияние на величину показателя химической стойкости поверхностных свойств пылевой фракции, а также ее количества в так называемой «связующей матрице» [5]. В связи с этим на пятом этапе была исследована возможность повышения химической стойкости образцов за счет оптимизации свойств и состава «связующей матрицы».
Таблица 2
Физико-химические свойства обожженных образцов на основе пековых и нефтяных коксов
| Наименование г/см3 | «каж? «деист г/см3 обр., Г/СМ3 | УЭС, мкОм'м | Мех. прочность, кг/см2 | Порис тость, % | ТКЛР, ю-6 к- | , Теплопро- '* ВОДНОСТЬ, Вт/(м • К) | Модуль упругости, ГПа | Стойкость в среде СОг | |||
| общая раз-рушаемость, мг/(см2 • ч) | остаток, % | осыпаемость, % | |||||||||
| Нефтяной | 2,02 | 1,51 2,04 | 92,0 | 362 | 26,6 | 2ЛЗ | 1,32 | 5,5 | 2Д2 | 88.0 | L2 |
| кокс Перм- | 2,05 | 1,53 2,06 | 86,1 | 308 | 25,4 | 3.86 | 1,68 | 6,1 | 31.9 | 87.5 | 2Л |
| ского НПЗ | |||||||||||
| 2,07 | 1,53 2,08 | 85,2 | 327 | 25,3 | 3.63 | 1,70 | 6,2 | 25.7 | 89.5 | L2 | |
| Нефтяной | 2,02 | 1,53 2,05 | 84,8 | 299 | 24,7 | 3J5. | 2,13 | 5,9 | 31.8 | 8L5 | Цг |
| кокс Ан- | 2,05 | 1,53 2,06 | 81,1 | 279 | 24,9 | 3J4 | 1,60 | LQ | 2L4 | 89.0 | L5 |
| гарского | |||||||||||
| НПЗ | 2,07 | 1,53 2,08 | 76,6 | 287 | 26,4 | 3.81 | 2,03 | 2Д | 27.4 | 89.0 | 1Л |
| Нефтяной | 2,03 | 1,53 2,06 | 80,2 | 302 | 25,8 | 3.25 | 2,27 | 6,0 | 125,8 | 49,0 | 18,8 |
| кокс СПЗ «Сланцы» | 2,07 | 1,55 2,07 | 77,0 | 299 | 25,6 | 3.98 | 1,96 | 6,6 | 119,8 | 51,0 | 17,3 |
| Смесь | 1,98 | 1.55 2,02 | 73,7 | 328 | 23Д | 5,04 | 2Л5_ | 8Л | 47,7 | 81,5 | 4,3 |
| пековых | 2,00 | 1.56 2,03 | 65,5 | 300 | 23.0 | 5,06 | 2.38 | 2Л | 95,6 | 60,0 | 13,9 |
| коксов | |||||||||||
| ИркАЗа | 2,02 | 1.55 2,01 | 68,5 | 386 | 21Z | 5,08 | 2,62 | L2 | 68,1 | 75,5 | 9,0 |
| Пековый | 1,99 | 1.56 2,00 | 51.7 | 444 | 20.9 | 6,82 | 3.16 | L5 | 48,0 | 82,0 | 5,8 |
| кокс про- | |||||||||||
| изводства | |||||||||||
| ЮАР | |||||||||||
Примечание: жирным шрифтом выделены значения, определяющие ухудшение эксплуатационных свойств анодов, подчеркнутым — улучшение эксплуатационных свойств, курсивом выделены средние значения
Для определения влияния состава «связующей матрицы» на свойства обожженных образцов использовался пековый кокс производства ЮАР, из которого готовили две пылевые фракции с удельной поверхностью 3500 и 4500 м2/г. Соответственно на их основе готовили анодную массу с гранулометрическим составом шихты, аналогичным составу предыдущего этапа. Содержание пылевых фракций (меньше 0,16 мм) изменяли от 25 до 45% (через каждые 5%) при постоянной дозировке связующего 15%. Далее образцы подготавливали для лабораторных испытаний по схеме, описанной в предыдущем этапе.
При очистке образцов после обжига отмечено прикок-совывание засыпки при дозировках пыли 25—35%, что
Таблица 3
Физико-химические свойства лабораторных образцов на основе пекового кокса (15% связующего)
| № Удельная | Содержание в (1,^, | "деист» | Пористость, | Механи- | УЭС, | Стойкость в среде СОг | |||
| поверхность пылевой фракции*, | шихте пыле- г/см3 вой фракции < 0,16 мм, % | Г/СМ3 | % | ческая прочность, МПа | мкОм'м | общая разру-шаемость, мг/(см2 • ч) | остаток, % | осыпаемость, % | |
| М2/Г | |||||||||
| 1 3500 | 25 | ,49 | 1,98 | 24,7 | 44,8 | 47,6 | 50,1 | 79,0 | 9,2 |
| 2 | 30 | ,49 | 1,97 | 24,4 | 45,9 | 49,3 | 40,0 | 83,0 | 4,5 |
| 3 | 35 | ,50 | 1,97 | 23,9 | 45,8 | 48,7 | 44,6 | 81,0 | 6,5 |
| 4 | 40 | ,50 | 1,97 | 23,9 | 41,0 | 49,7 | 45,3 | 82,0 | 6,0 |
| 5 | 45 | ,51 | 1,97 | 23,4 | 41,1 | 50,0 | 44,8 | 82,0 | 5,8 |
| 6 4500 | 25 | ,52 | 1,97 | 22,8 | 34,0 | 50,0 | 41,8 | 82,5 | 5,3 |
| 7 | 30 | ,52 | 1,98 | 23,2 | 39,0 | 49,6 | 33,6 | 85,0 | 3,5 |
| 8 | 35 | ,54 | 1,98 | 22,2 | 36,3 | 50,0 | 33,9 | 85,0 | 3,1 |
| 9 | 40 | ,56 | 1,97 | 20,8 | 43,3 | 49,7 | 40,5 | 83,0 | 5,2 |
| 10 | 45 | ,57 | 1,98 | 20,7 | 32,2 | 49,9 | 34,8 | 85,0 | 2,2 |
Примечание: жирным шрифтом выделены значения, приближенные к результатам на основе Пермского и Ангарского
нефтяных коксов
* По мнению научного консультанта и редакции цифры завышены.
поверхность пыли оказали на величины кажущейся плотности, пористости, механической прочности и реакционной способности в СО2.
Исследования показывают преимущество пыли с удельной поверхностью 4500 м2Д по сравнению с пылью, удельная поверхность которой 3500 м2/г. Начиная с дозировки пылевой фракции 30%, обожженные образцы имеют более высокую кажущуюся плотность, меньшую пористость и меньшую разрушаемость в токе СО2, при том же удельном электросопротивлении (УЭС). Хотя механическая прочность образца из более дисперсной пыли и снижается, полученные значения характеристик отвечают требованиям действующих ТУ и зарубежных стандартов на обожженные аноды (не менее 320 кг/см2).
Главной задачей данного этапа исследования являлось изучение возможности снижения разрушаемости образцов на основе пекового кокса в токе СО2. И как видно из графиков лучшие характеристики были достигнуты при содержании в составе «связующей матрицы» пыли 30— 35% с удельной поверхностью 4500 м2/г, при этом по уровню свойств сформованные образцы приблизились к образцам на основе нефтяных коксов.
Данные исследования позволяют сделать вывод, что производство обожженных анодов на основе пекового кокса вполне возможно, при специальной подготовке кокса и определенном составе связующей матрицы.
Список литературы
1. Обзор рынка нефтяного кокса в России и странах СНГ и перспективы его развития до 2008 года. ООО «ИНФОМАЙН РЕСЕЧ», 2004, 86 с.
2. Шеррюбле В.Г., Селезнев АН. Пековый кокс в углеродной промышленности. Челябинск: Издатель Татьяна Лурье, 2003, 296 с.
3. Красюков А.Ф. Нефтяной кокс. М.: Химия, 1966, 264 с.
4. Лазарев В.Д., Янко Э.А., Анохин Ю.М. и др. Цвет, металлы, 1982, № 1, с. 49-50.
5. Meier M.W., Fischer W.K., Perruchoud R.C. Light Metals, 1994, p. 685-694.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.chem.msu.su/
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
