Lapisan
Dalam reka bentuk Blast Relau dari 1960 dan seterusnya, refraktori berasaskan anthracite digunakan untuk Line Hearth (iaitu bahagian bawah) Relau (4). Kebangkitan seperti ini biasanya didapati pada perintah 3 m tebal, dan ada air atau udara sejukan, refraktori ini memberikan ketahanan sekitar tujuh tahun-jauh lebih baik ke atas yang sebelumnya silika/alumina refraktori lama yang kempen berlangsung tidak lebih daripada dua tahun (5). Reka bentuk moden Relau menggunakan pendekatan di mana sebuah cawan seramik digunakan dalam hubungan dengan logam lebur, dengan raket-grafis menactori dalam hubungan dengan dinding Relau dan Hearth. Hayat Relau bagi gabungan seramik dan anthracite-grafis dianggarkan pada 15 tahun.
Memakai Relau terutamanya tertumpu pada Hearth, di mana suhu sering mencapai kadar aliran logam tertinggi dan cecair yang tinggi. Monoliths berdasarkan pada antrasit telah digunakan di dalam tentera, memberikan ketahanan ke atas beberapa kitaran penyejukan Pemanasan.
Pada bahagian Relau letupan, monolith yang terdiri daripada 80 CA telah ditunjukkan untuk kegunaan dalam Hearth (6). Di sini, kadar aliran logam cecair yang tinggi, bermakna pergolakan dan tahap memakai yang tidak sekata di seluruh lapisan. CA, dalam ujian percubaan, tahan kejutan haba, pengoksidaan dan serangan kimia pada suhu melebihi 1,000 ° c sepanjang jangka hayat relau yang dijalankan. Monolith CA adalah jumlah pukal yang stabil di bawah keadaan Relau (7).
Apabila digunakan sebagai penebat konvensional jauh dari Hearth, lapisan jenis karbon biasanya pada kurang daripada meter tebal (8) dan berada dalam bentuk bata refraktori berbanding monoliths. Dalam terma umum, tekanan haba/kejutan terhadap lapisan berasaskan karbon telah menjadi masalah, tetapi dengan penggunaan Ca (9) dan pengisi yang sesuai dalam sendi (10), digabungkan dengan penyebaran suhu di seluruh jisim haba yang besar, kejutan haba tidak dilihat sebagai kebimbangan yang ketara semasa operasi normal dalam persekitaran relau yang kontemporari. Pengisi sendiri boleh mempunyai perkadaran yang ketara dalam komposisi mereka (11). Serangan alkali masih menjadi kebimbangan, terutamanya pada suhu yang paling tinggi, tetapi beberapa kajian telah menunjukkan bahawa dengan penggunaan CA microporous, kesan serangan alkali diminimumkan (12). Ini membuka cara untuk kegunaan CA jangka panjang dalam linings.
Permohonan Tangki Peleburan Dan Molten Metal Holding
Smelting dan memegang aplikasi tangki memerlukan rintangan jangka panjang kepada kejutan suhu dan haba-CA dinilai untuk tentangan terhadap ini dan kakisan kimia. Peleburan aluminium, khususnya, telah memberikan penggunaan lapisan pelebur berasaskan karbon dan elektrod selama bertahun-tahun (12), dengan contoh elektrod dari awal 1980-an menggaji sehingga 75% CA oleh jisim dan mempunyai prestasi yang sama dengan mereka yang mempunyai elektrod-elektrod grafik semata-mata (13). Malah perakaunan untuk proses calcining yang berkualiti tinggi, CA adalah lebih kos efektif daripada grafis tulen sambil mengekalkan tahap prestasi yang tinggi. Sebagai satu lapisan, CA terutamanya hadir untuk penebat periuk dan/atau kereta kebal memegang, iaitu untuk mengelakkan persekitaran logam lebur dalam situ. Elektrod dan lapisan boleh dibentuk dengan cara konvensional sebagai batu bata, sebagai monolith atau bahkan dari pes yang sebahagian besarnya CA (dan sejumlah kecil jenis karbon lain) berasaskan (14). Sebagai elektrod, perbincangan ringkas lanjut mengenai mengapa CA sesuai untuk permohonan ini boleh didapati di bawah.
Memandangkan CA adalah salah satu pilihan yang paling popular lapisan pelebur aluminium, dengan selang pelebur yang berlangsung sehingga enam tahun, ditutup hanya untuk menggantikan katod(15), CA digunakan dalam beberapa senario sebagai komponen katod dan sebagai lapisan. Penutupan diperlukan kerana peningkatan ketara karbida aluminium dan manakala pembentukan karbida digemari pada struktur karbon yang tercetus (seperti CA)(16), CA lebih tahan terhadap haus elektrokimia (17), kerana pelekat karbid mungkin lebih kuat kepada struktur yang lebih terpesan. Oleh itu, CA boleh digunakan bersama-sama lain-lain bahan jenis karbon seperti grafit untuk menyediakan lapisan dan katod yang memenuhi sifat ideis untuk pengaliran dan rintangan kimia, manakala mengimbangi isu-masalah kos. Tidak akan digunakan secara rutin.
Anthracite Calcined Elektrik Sebagai Elektrod
Sebagai tambahan kepada periuk peleburan lapisan, anthracite berkaliber elektrik (ECA) boleh digunakan sebagai elektrod-elektrod itu sendiri serta pes ramming. ECA juga terkenal dengan prestasi suhu yang unggul dan peningkatan kekonduksian elektrik. Elektrod boleh dibuat dari monolitik calcined (atau elektrik dikalsium) anthracite, separa monoliths yang diadakan bersama-sama dengan pes ramming atau dengan memampatkan CA atau ECA dan resin ke dalam bentuk dengan pemanasan(18).
Elektrod-anodes
Walaupun kebanyakan pemasangan untuk pengeluaran aluminium dari bijihnya menggunakan katod anthracite, terdapat beberapa contoh di mana ECA telah digunakan sebagai anod. Pemasangan klasik yang mungkin telah menggunakan kok petroleum pada anod telah digantikan dalam beberapa keadaan oleh ECA(19). ECA berasal anod boleh berkesan apabila serendah 20% dengan berat anthracite digunakan - bagaimanapun kecekapan yang lebih besar dicapai apabila sekurang-kurangnya 40% oleh berat digunakan. Anthracite sangat digemari kerana kandungan abunya yang rendah - sumber karbon kandungan abu yang tinggi dikaitkan dengan elektrod kecekapan rendah yang tidak berlangsung ujian masa (20) - jauh dari ideal dalam keadaan yang memerlukan kendalian tinggi yang berterusan untuk tempoh yang memanjang.
Elektrod-katod
Katod ini merupakan rumah yang lebih tradisional yang berkaitan dengan bahan-bahan CA dan ECA dalam aluminium dan lain-lain sektor pelukis logam bukan ferus. Katod itu adalah 'pengakhiran' yang dikenakan secara positif. Sebagai elektrod, kekonduksian elektrik unggul CA dan ECA dinilai. Sebagai bahan yang akan tertakluk kepada suhu tinggi, kestabilan haba jangka panjang CA dan ECA dihargai. Katod kontemporari berdasarkan CA atau ECA terdiri daripada kira-kira 70% anthracite dengan berat dengan bakinya adalah graphite dan beberapa jenis pengikat tarry. Penggunaan anthracite berkualiti tinggi adalah penting kerana tahap kekotoran yang sederhana seperti sulfur boleh meningkatkan pengembangan haba katod; pengembangan haba membawa kepada peningkatan rintangan elektrik; dengan itu membuat proses elektrokimia kurang cekap dan memerlukan lebih banyak input tenaga (21). Manfaat selanjutnya untuk menggunakan CA atau ECA dalam elektrod adalah kekuatan mekanikal yang tinggi, kekonduksian haba yang rendah dan rintangan yang baik terhadap pengoksidaan.
Pes elektrod/ramming
Pes ramming adalah campuran kompleks yang digunakan oleh pengasas untuk membaiki apa-apa retak yang boleh terbentuk dalam elektrod atau lapisan Relau - atau bahkan untuk bersama-sama monoliths untuk membentuk lapisan Relau di tempat pertama. Pes ramming boleh difikirkan sebagai 'simen' yang memegang lapisan refraktori bersama-sama serta 'plaster melekat' untuk pembaikan cepat, walaupun pembaikan yang berlangsung lama. Penggunaan pes ramming berguna kerana ia bermakna bahawa keseluruhan elektrod tidak perlu diganti, sebagai contoh, atau monolith yang sangat rumit perlu dihasilkan sebagai lebih kecil, lebih mudah untuk membuat monoliths hanya boleh diperbaiki bersama-sama sebaliknya. Prosedur terakhir disebut sebagai pembentukan 'semi monolith'(22) dan walaupun prestasi tidak sebaik sahaja satu, monolith berterusan, kos dan kerumitan kedua-duanya dikurangkan dengan ketara.
Pes ramming berkualiti tinggi diperbuat daripada anthracite berkaliber atau elektrik. Seperti bahan yang digunakan untuk elektrod, ia adalah kuat dan dihargai untuk kestabilan jangka panjang. Seperti penyelidikan, pes ramming berasaskan ECA lebih kuat daripada yang diperbuat daripada anthracite berkaliber konvensional atau graphite sintetik (23). Bahan pengikat yang digunakan dalam pembentukan pes tidak memainkan peranan dalam kekuatan keseluruhan pes - iaitu untuk mengatakan bahawa kekuatan sebahagian besarnya disebabkan oleh kehadiran ECA. Sekitar 80% dengan berat pes biasanya agregat karbonaceous seperti ECA dengan berat sekitar 5% menjadi pengikat dan bakinya adalah padang (24).
Pes ramming berdasarkan mana-mana varian anthracite digunakan sebagai pes ramming sejuk. 'Sejuk' merujuk kepada fakta bahawa mereka digunakan pada suhu ambien dan dibenarkan menyejukkan pada suhu ambien. Walaupun ini bermakna bahawa beberapa waktu diperlukan untuk membenarkan elektrod atau lapisan periuk untuk menyejukkan, ini bermakna bahawa pemanasan tambahan untuk menyembuhkan pes tidak diperlukan. Pes ramming sejuk dihargai kerana kekuatan mampatan yang tinggi dan ciri-ciri rintangan elektrik yang rendah (25). Tahap gas yang diusir yang rendah apabila pes ramming sejuk akhirnya dipanaskan dalam situ mencadangkan bahawa pes ramming sejuk berasaskan ECA adalah pilihan yang lebih mesra alam daripada pilihan lain yang lebih bituminous (26).
Kesan Rappoport
Kesan Rappoport dalam aplikasi Smelting dan elektrod merujuk kepada kecenderungan katod jenis karbon atau blok katod untuk berkembang pada suhu kerana penembusan dan sebatian jenis natrium, diri mereka sebahagian besarnya berkaitan dengan kekotoran dalam logam. Kesan Rappoport adalah fizikal, bukan kimia, fenomena. Pengembangan tersebut mengurangkan kecekapan katod (19) dan mengurangkan kawasan permukaan yang ada untuk proses elektrolisis. Suhu dan struktur calcasi yang asal bahan calcined adalah yang utama sama ada kesan Rappoport akan diperhatikan (20). Liang kecil dan konsisten saiz pada CA dilihat sebagai berfaedah untuk mengurangkan kesan Rappoport. Ia telah dilaporkan bahawa pengembangan Rappoport adalah berkadar songsang kepada suhu calcangan sehingga 2,000 ° c (21).
You must be logged in to post a comment.