Требования к качеству анодной массы

Принятые в алюминиевой промышленности требования к качеству анодной массы включают требования к исходной («зелёной») и к обожженной массе. Предварительным условием пригодности анодной массы могут служить надлежащие пластические свойства или, другими словами, её текучесть. Для оценки текучести массы наибольшее распространение получили два метода: по коэффициенту текучести (Кт) и по коэффициенту относительного удлинения (Коу).

Коэффициент текучести определяется следующим образом. Образец диаметром и высотой 50 мм устанавливается в вертикальном положении в нагревательном шкафу и выдерживается в течение 30 мин при температуре 170-200ºС (в зависимости от применяемого пека). При нагреве образец размягчается, проседает и его диаметр увеличивается; Кт рассчитывается по относительному увеличению диаметра в процентах.

При определении Коу цилиндр диаметром 25 мм и длиной

50 мм помещается на наклонную лодочку, которую ставят в нагревательный шкаф и выдерживают при температуре 220ºС. При нагреве образец растекается в длину. После его охлаждения Коу рассчитывают по относительному увеличению длины образца.

Для проведения дальнейших исследований анодную массу набивают в цилиндрический жестяной кожух и обжигают со скоростью 100ºС в час до конечной температуры 1000ºС. Из обожженной массы вытачивают цилиндрические образцы для дальнейших исследований. Контроль качества обожженной анодной массы состоит из определения следующих показателей: механической прочности (временного сопротивления сжатию), пористости, удельного электрического сопротивления (УЭС), разрушаемости в токе СО₂ при 950ºС (суммы потерь массы от окисления образца и осыпания частиц углерода) или по остатку после окисления, содержания серы, зольности. Эти показатели и методики их определения частично регламентируются техническими условиями ТУ-48-5-50-86 (табл. 7.1). Другие показатели регламентируются технологическими инструкциями каждого предприятия.

Ограничение по содержанию примесей в анодной массе объясняется следующим. Кремний, железо и ванадий, входящие в состав золы, в процессе электролиза полностью или частично переходят в электролитический алюминий и снижают его сортность. Ванадий резко снижает электропроводность алюминия. Наличие солей натрия в анодной массе ослабляет устойчивость анода против окисления: при содержании натрия выше 500 ррм разрушаемость в токе СО₂ возрастает с 30 до 60-100 мг/(см²ч).

Требования к качеству корректировочных сортов массы задаются техническими условиями каждого предприятия и учитывают специфику основного оборудования, качества исходного сырья (пеков и коксов), а также производственные традиции и навыки.

Таблица 7.1

Технические требования к качеству анодной массы

(ТУ 48-5-80-86)

Следует отметить, что хорошие физико-химические характеристики анодной массы не гарантируют высокие эксплуатационные свойства анодов. Это особенно характерно при использовании технологии «сухого» анода, когда качество обслуживания анода и способность выбрать оптимальные технологические параметры зависят от опыта персонала цехов электролиза.