Совершенствование технологии получения анодной массы в металлургическом производстве

Введение 6
1 Аналитический обзор 9
1.1 Общая характеристика анодной массы 9
1.2 Анализ приоритетных проблем при производстве алюминия 10
1.3 Влияние производства алюминия на окружающую среду 14
1.3.1 Влияние производства алюминия на атмосферу 14
1.3.2 Влияние производства алюминия на естественные ландшафты и почвы 16
1.3.3 Влияние производства алюминия на гидросферу 17
2 Методическая часть 19
2.1 Производства анодной массы 19
2.2 Производство анодов 23
2.2.1 Производство инертных анодов 23
2.2.2 Производство обожженных анодов 25
2.3 Виды электролизеров и технологий электролиза 35
3 Экспериментальные исследования 40
3.1 Описание технологического процесса. 40
3.2 Анализ внешних и внутренних факторов 44
3.3 Экспертная оценка и обработка результатов методом корреляционного анализа 50
Заключение 59
Список использованных источников 61
Приложение А (обязательное) Презентация доклада 64
Приложение Б (обязательное) Отчет о патентных исследованиях 69

Весь текст будет доступен после покупки

Положение большинства отечественных промышленных предприятий можно назвать кризисным из-за их неспособности адекватно реагировать на происходящие изменения внешней рыночной конъюнктуры. В современных условиях возрастает роль инноваций как эффективного инструмента обеспечения устойчивой работы предприятия, приспособления к изменяющимся условиям, быстрого и адекватного реагирования на требования потребителей.
Если сегодня мировую экономику формируют процессы глобализации, взаимного проникновения экономик разных стран, то только активизация инновационной деятельности обеспечит возможность своевременно реагировать на происходящие изменения внешней среды. Поэтому преодоление экономического кризиса для создания благоприятных условий для последующего экономического роста должно стать приоритетом инновационной деятельности.
Алюминиевая промышленность считается в нашей стране едва ли не самой благополучной подотраслью металлургии и промышленности в целом. Это одна из немногих отраслей России, которой, несмотря на спад потребления, удается сохранять объемы производства. В настоящее время на территории России находятся несколько заводов по производству первичного алюминия, часть из них объединены в крупные алюминиевые корпорации. Непрерывное освоение технологии, использование технологических инноваций является одним из приоритетных направлений развития алюминиевой промышленности, главной целью которого является повышение конкурентоспособности компании.
На Красноярском алюминиевом заводе компании РУСАЛ продолжают программу перехода на использование экологичного пека в производстве анодной массы. Благодаря этому более безопасному сырью для производства алюминия и другим техническим решениям к 2024 году на КрАЗе планируется снизить выбросы бенз(а)пирена не меньше, чем на 60 %.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР


1.1 Общая характеристика анодной массы

Алюминиевая промышленность – отрасль цветной металлургии, объединяющая комплекс предприятий по созданию алюминия. Из всех отраслей цветной металлургии именно алюминиевая продукция занимает первое место по производству и потреблению в мире. Производство алюминия включает в себя несколько этапов обработки различных материалов и веществ: добыча бокситов и нефелинов, производство глинозема, производство анодов и анодной массы, производство первичного алюминия и, наконец, литейное производство [3]. Во время каждого этапа образуются побочные продукты или выбрасываются газообразные или жидкие вещества, оказывается негативное воздействие на все компоненты окружающей среды: как геосферы, так и на естественные экосистемы [4]. Вследствие сильного негативного воздействия производства на окружающую среду и высокой опасности производственных процессов для работников, предприятия алюминиевой отрасли отнесены к опасным производственным объектам, для которых законодательно установлена необходимость внедрения наилучших доступных технологий (НДТ) в целях минимизации воздействия [5].
Анодная масса представляет собой смесь различных углеродистых материалов. Под воздействием выделяющегося в ванне тепла масса спекается в сплошной блок, который и является анодом. Рецепт анодной массы подбирается таким образом, чтобы анод получался монолитным, механически прочным, без трещин, обладал хорошей электропроводностью, малой пористостью и окисляемостью.
Для изготовления анодной массы применяют твердые материалы и связующие вещества.
Анодная масса может быть:
? жирной;
? полусухой;
? сухой.
Требования к сырью: наименьшее содержание золы ? это основное требование, так как основные компоненты золы ? оксид железа и оксид кремния ? по мере расходования анода будут попадать в ванну, и загрязнять получаемый металл, исходные материалы не должны содержать большого количества серы, так как выделяющиеся в процессе коксования сернистые газы ухудшают условия труда в цехе, материалы, используемые в качестве сырья, должны обладать максимально возможными теплопроводностью и электропроводностью, стойкость против разъедания криолито-глиноземным расплавом, устойчивость к воздействию высокой температуры и достаточной механической прочностью.
При производстве анодной массы используют:
? пек каменноугольный марки Б1 - в качестве связующего;
? кокс, прокаленный нефтяной - в качестве наполнителя;
? мазут топочный - в качестве топлива при сушке кокса.
Качество поступающих нефтяного кокса, пека и мазута должно соответствовать требованиям, определенным в технологическом регламенте ТР 451.03.02.04 «Требования к качеству и входному контролю углеродного сырья, используемого при производстве анодной массы».
В процессе производства анодной массы контролируются следующие параметры:
1. Сушка кокса: зольность, истинная плотность, содержание серы;
2. Приготовление коксовой шихты: содержание фракций, грансостав суммарной коксовой шихты, температура подогрева;
3. Подготовка пека: температура размягчения, температура подогрева пека, вязкость при температуре 185°С
4. Контроль готовой продукции: техпробование (зольность, содержание серы, механическая прочность, удельное электросопротивление, пористость, общая разрушаемость), коэффициент текучести, коэффициент относительного удлинения, температура смешения массы.
Для увеличения конкурентоспособности и экологичности производства алюминия необходимо применять экономически целесообразные технологии, отвечающие современным требованиям в различных сферах регулирования.
Основа развития алюминиевой отрасли — поиск высокоэффективных технологий, способных обеспечить баланс между экономическими аспектами внедрения технологий и сохранением конкурентоспособности промышленности за счёт повышения ресурсной и экологической эффективности.
Для решения поставленных задач можно использовать концепцию наилучших доступных технологий (НДТ), которая представляет собой целостный, признанный на мировом уровне инструмент.
Одним из направлений модернизации алюминиевой промышленности является внедрение инертного анода — технологии, отвечающей современным принципам устойчивого развития.

1.2 Анализ приоритетных проблем при производстве алюминия

Промышленное производство алюминия в России началось в начале 30-х годов XX века. Для организации промышленного производства алюминия требовались сырье и дешевая электроэнергия. В то время в России было известно лишь Тихвинское месторождение бокситов. В 1928–1930 гг. в Санкт-Петербурге были проведены исследования по отработке технологии переработки этих бокситов на глинозем и выбору оптимальной конструкции электролизера для первых алюминиевых заводов. Результаты этих работ были заложены в основу для проектирования Волховского алюминиевого завода.
Важнейшее значение для организации отечественного производства алюминия имело принятие и реализация плана ГОЭЛРО (Государственная электрофикация России), что позволило обеспечить строящиеся заводы дешевой электроэнергией. В 1931 году образован Всесоюзный алюминиево-магниевый институт (ВАМИ), а в последующие годы – Всероссийский институт легких сплавов (ВИЛС).

Весь текст будет доступен после покупки

1. РУСАЛ за 10 лет переработал около 50% образованных отходов алюминиевого производства. – Текст : электронный // Интернет газета newslab : сайт. – 2024. – URL: https://newslab.ru/news/927862 (дата обращения 10.06.2024).
2. На КрАЗе внедряют экологичное сырьё для производства алюминия. – Текст : электронный // Информационный сайт kraslab : сайт. – 2024. – URL: https://krasrab.ru/news/ekologiya/21476 (дата обращения 08.06.2024).
3. Силла, А. Б. Алюминиевая промышленность в современном мире. – Текст : электронный // Международный научный студенческий вестник : сайт. – 2024. – URL: https://www.eduherald.ru/pdf/2016/4-4/16422 (дата обращения 06.06.2024).
4. Дампилон, Ж. В. Влияние производства алюминия в России на окружающую среду : вестник №3 / Ж. В. Дампилон. – Чебоксары : Чувашский государственный университет, 2008. – 374 с. – Библиогр.: с. 351–354. – Текст : непосредственный.
5. Матевосова, К. Л. Обеспечение безопасности опасных производственных объектов с позиции потенциального риска : экологоориентированное управление рисками и обеспечение безопасности социальноэкономических и общественно-политических систем и природно-техногенных комплексов / К. Л. Матевосова, В. В. Босая. – Москва : ГУУ, 2017. – 244 с. – Библиогр.: с. 188–192. – Текст : непосредственный.
6. 80 лет российской алюминиевой промышленности. – Текст : электронный // Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности : сайт. – 2024. – URL: https://www.vniikp.ru/contacts/#!section=kontakty-vniikp-i-rekvizity (дата обращения 10.06.2024).
7. Дампилон, Ж. В. Влияние производства алюминия в России на окружающую среду : вестник №3 / Ж. В. Дампилон. – Чебоксары : Чувашский государственный университет, 2008. – 374 с. – Библиогр.: с. 351–354. – Текст : непосредственный.
8. Борисоглебский, Ю .В. Металлургия алюминия / Ю. В. Борисоглебский, Г. В. Галевский. – Новосибирск : Наука, 1999. – 438 с. – Текст : непосредственный.
9. Захаренков, В. В. Определение вероятности нанесения ущерба здоровью работников алюминиевой промышленности в результате воздействия токсичных веществ : том №3 / В. В. Захаренков, Д. В. Суржиков, И. П. Данилов, В. В. Кислицына, Т. Г. Корсакова. – Москва : Ваш формат, 2009. – 91 с. – Текст : непосредственный.
10. Сирина, Н. В. Оценка воздействия на атмосферный воздух предприятий алюминиевой промышленности : наука о земле / В. Н. Сирина. – Иркутск : Иркутский государственный университет, 2008. – 337 с. – Библиогр.: с. 181–188. – Текст : непосредственный.

Весь текст будет доступен после покупки