Накладок
В конструкции доменных печей с 1960-х годов, на основе антрацита огнеупорные используется для линии очага (т.е. дно) печи (4). Такие накладки, как правило, находятся на порядок 3 м толщиной, а некоторые из них воды или воздуха охлаждается, эти огнеупорные условия при условии выносливости около семи лет - значительно улучшилось по сравнению с предыдущим кремнезема / глинозема огнеупорных очагов, чьи кампании длились не более двух лет (5). Современные конструкции печи используют подход, где керамическая чашка используется в контакте с расплавленным металлом, с антрацит-графит огнеупорной в контакте со стенами печи и очагом. Срок службы печи для комбинированного керамического и антрацитово-графита оценивается в 15 лет.
Износ печи особенно сконцентрирован в очаге, где температура часто достигает самой высокой и скорость потока жидкого металла высока. Монолиты на основе антрацита были использованы в очагах, обеспечивая устойчивость в течение нескольких циклов охлаждения отопления.
В некоторых частях доменной печи был продемонстрирован монолит, состоящий из 80 CA, для использования в очаге (6). Здесь скорость потока жидкого металла высока, что означает турбулентность и неравномерный уровень износа по всей подкладке. CA, в экспериментальных испытаниях, устойчив к термическим шокам, окислению и химической атаке при температурах, превышающих 1000 градусов по Цельсию в течение всего срока службы печи перспективе. Monolith CA - это объем навалом, стабильный в условиях печи (7).
При использовании в качестве обычной изоляции от очага, углеродного типа накладки, как правило, на менее чем метр толщиной (8) и находятся в огнеупорной кирпичной форме, в отличие от монолитов. В общих чертах, тепловой стресс / шок в сторону углерода на основе накладки исторически была проблема, но с использованием CA(9) и подходящих наполнителей в суставах (10), в сочетании с дисперсией температуры по всей большой тепловой массы, тепловой шок не рассматривается как значительная проблема во время нормальной работы в современной среде печи. Сами наполнители могут иметь значительную пропорцию антрацита в своем составе (11). Атака алкалипо в настоящее время по-прежнему вызывает озабоченность, особенно при самых высоких температурах, но некоторые исследования показали, что с использованием микропористых CA, последствия щелочным нападением сведены к минимуму (12). Это прокладывает путь для более долгосрочного использования CA в накладках.
Плавильный и расплавленный металл Холдинг Танковые приложения
Сплавляние и удержание баков требуют длительной устойчивости к температуре и тепловому шоку - CA ценится за его устойчивость к ним и химической коррозии. Выплавка алюминия, в частности, позволила использовать углеродные накладки плавильного завода и электроды в течение многих лет (12), с электродными примерами с начала 1980-х годов, используя до 75% CA по массе и имеющие производительность, равную тем, с чисто графитовых электродов (13). Даже учитывая высокое качество процессов кальциния, CA является более рентабельным, чем чистый графит, сохраняя при этом высокий уровень производительности. В качестве подкладки, CA в основном присутствует для изоляции горшка и / или проведение танка, т.е. для предотвращения расплавленного металла настройки на месте. Электроды и накладки могут образовывания обычным способом, как кирпичи, как монолиты или даже из паст, которые в значительной степени CA (и небольшое количество других типов углерода) на основе (14). Как электроды, дальнейшее краткое обсуждение того, почему CA подходит для этого приложения можно найти ниже.
Поскольку CA является одним из самых популярных вариантов облицовки алюминиевых заводов, с интервалами плавильного завода продолжительностью до шести лет, выключая только для замены катодов (15), CA используется в некоторых сценариях как катодный компонент и как подкладка. Выключение требуется из-за значительного наращивания карбида алюминия и в то время как образование карбида выступает на неупорядоченых углеродных структур (таких, как CA)(16), CA является более устойчивым к электрохимическому износу (17), как адгезия карбидов может быть сильнее более упорядоченных структур. Таким образом, CA может быть использован наряду с другими углеродного типа материалов, таких как графит, чтобы обеспечить подкладку и катод, который отвечает идеализированные свойства для проводимости и химической устойчивости, в то время как балансировка вопросов стоимости. Нескальцинированный антрацит обычно не будет использоваться.
Электрически calcined антрацит как электроды
В дополнение к подкладке плавки горшки, электрически кальцинированный антрацит (ECA) могут быть использованы в качестве электродов себя, а также таранные пасты. ECA также известна своей превосходной температурной производительностью и повышенной электрической проводимостью. Электроды могут быть изготовлены из монолитного кальцина (или электрически кальцинированного) антрацита, полу монолитов, удерживаемых вместе с тараном паст или путем сжатия CA или ECA и смолы в форму с нагрева (18).
Электроды-аноды
Несмотря на большинство установок по производству алюминия из руды с использованием антрацитового катода, есть несколько примеров, когда ЭКА использовалась в качестве анода. Классические установки, которые, возможно, использовали нефтяной кокс в аноде, были заменены в некоторых случаях ЭКА (19). ECA производные аноды могут быть эффективными, когда всего 20% по весу антрацита используется - однако большая эффективность достигается, когда по крайней мере 40% по весу используется. Антрацит особенно благоприятствует из-за его низкого содержания золы - высокое содержание золы углеродных источников связаны с низкой эффективностью электродов, которые не последний тест времени (20) - далеко не идеально в ситуации, требующей постоянной высокой пропускной способности для удлиненных периодов.
Электроды-катоды
Катод был более традиционно ассоциируется дома для CA и ECA материалов в алюминиевой и других цветных металлов плавильного сектора. Катод является положительно заряженным «концом». В качестве электродов ценится превосходная электрическая проводимость CA и ECA. В качестве материалов, которые будут подвержены высоким температурам, долгосрочная тепловая устойчивость CA и ECA ценится. Современные катоды на основе CA или ECA составляют около 70% антрацита по весу, а остальная часть графита и какой-то запоздалый связующее звено. Использование антрацита высшего качества имеет решающее значение, поскольку даже скромные уровни примесей, таких как сера, могут увеличить тепловое расширение катода; тепловое расширение приводит к увеличению электрического сопротивления; тем самым делая электрохимический процесс менее эффективным и требующим большего ввода энергии (21). Другими преимуществами использования CA или ECA в электродах являются высокая механическая прочность, низкая теплопроводность и хорошая устойчивость к окислению.
Электрод/таранные пасты
Рамминговые пасты – это сложные смеси, используемые литейнымибри для ремонта любых трещин, которые могут образовываться в электродах или накладках печи, или даже для того, чтобы объединить монолиты для формирования облицовки печи в первую очередь. Ramming пасты можно рассматривать как "цемент", который держит огнеупорные накладки вместе, а также "прилипания штукатурки" для быстрого ремонта, хотя и ремонт, который длится долгое время. Использование таранных паст полезно, поскольку это означает, что целый электрод не нуждается в замене, например, или очень сложный монолит должен быть произведен как меньше, легче сделать монолиты могут быть просто исправлены вместе, а не. Последняя процедура называется формированием «полу монолита» (22), и хотя производительность не так хороша, как для одного непрерывного монолита, стоимость и сложность значительно снижаются.
Самые качественные таранные пасты изготовлены из кальцинированного или электрически кальцинированного антрацита. Как и материал, используемый для электродов, он является сильным и ценится для долгосрочной стабильности. В соответствии с исследованиями, ECA основе таранные пасты сильнее, чем те, которые сделаны из условно кальцинированных антрацита или синтетического графита (23). Материалы связующего материала, используемые при формировании пасты, не играют роли в общей прочности пасты - то есть сила во многом обусловлена наличием ЭКА. Около 80% по весу пасты, как правило, углеродистых агрегатов, таких как ECA около 5 вес% является связующим и баланс время шаг (24).
Раммингные пасты, основанные на любом из вариантов антрацита, используются в качестве холодных таранных паст. "Холодный" относится к тому, что они применяются при температуре окружающей среды и позволили остыть при температуре окружающей среды. Хотя это означает, что некоторое время требуется, чтобы электроды или горшок накладки для охлаждения, это означает, что дополнительное отопление для лечения пасты не требуется. Холодные таранные пасты ценятся за их высокую компрессивную прочность и низкие характеристики электрического сопротивления (25). Низкий уровень изгнанных газов, когда холодная паста таран в конечном итоге нагревается на месте предположить, что ЭКА основе холодного тарана пасты являются гораздо более экологически чистым вариантом, чем другие, более битумные варианты (26).
Эффект Раппопорта
Эффект Раппопорта в плавки и применения электрода относится к тенденции катодов углеродного типа или катодных блоков расширяться при температуре из-за проникновения фторированных и натриевых соединений, которые в значительной степени связаны с примесями в металла. Эффект Раппопорта является физическим, а не химическим явлением. Такое расширение снижает эффективность катода (19) и уменьшает его доступную площадь поверхности для процессов электролиза. Температура кальцинации и структура исходного кальцинированного материала являются основными арбитрами того, будет ли наблюдаться эффект Раппопорта (20). Небольшие и последовательные размеры пор на CA считаются выгодными для смягчения эффекта Rappoport. Сообщалось, что расширение Раппопорта обратно пропорционально температуре кальцинации до 2000 градусов по Цельсию (21).
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.