Катодное устройство алюминиевого электролизера

Катодное устройство алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН

l !

1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3397243/22-02 (22) 15.02.82 (46) 07.07.83. Бюл. И 25 (72 ) С П . Косарев, А П . Спиридонов и А.И. Волков .(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (53) 669.713.7(088„8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

11 248239, кл. r. 25 С 3/02, С 25 С 3/12, 1965.

2. Авторское свидетел ьст во С СС P

1 522285, кл. C 25 С 3/08, 1975.

„Я0„„1027288 A ш С 25 С 3/06; С 25 С 3/08 (54 ) (57 ) КАТОДНОЕ УСТ РОЙСТВО АЛВИИНИЕВОГО ЭПЕКТРОЛИЗЕРА, содержащее кожух, угольные подовые блоки со стальными токоподводящими стержнями и огнеупорные плиты, расположенные под угольными подовыми блоками, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы электролизера, огнеупорные плиты выполнены с отверстиями и жестко соединены с токоподводящими стержнямй посредством металлических шпилек, причем между угольными подовыми блоками и огнеупорными пластинами расположен слой термостойкой герметизирующей замазки. е

30

1 102

Изобретение относитя к оборудова. нию цветной металлургии, конкретно, к усовершенствованию катодного уст ройства алюминиевого электролиэера.

При разработке конструкции катод" ного устройства алюминиевого электролиэера одной из проблем является уве.личение срока службы устройства, а также упрощение монтажа.

C увеличением мощности. и размеров электролизера срок службы катодного устройства снижается, причем одной из главных причин снижения срока службы является вспучивание подины, раскрытие продольного шва между подовыми угольными блоками и проникновение алюминия к стальным токоподво, дящим стержням и их растворение алюминием, что приводит также к снижению сортности алюминия при работе электролиэера и к преждевременному его отключению.

Известно катодное устройство, в котором с целью защиты токоподводя» щих стальных стержней от растворения" алюминием, нижняя поверхность уголь" ных подовых блоков залита слоем жаропрочного химически стрйкого цемента толщиной 200-300 мм 1).

Недостатком устройства является то, что при нагреве слой бетона отслаивается от угольных блоков из-за разности коэффициентов линейного расширения. В бетонных блоках образуются трещины и разрывы, в результате чего алюминий получает щирокий доступ к стальным токоподводящим стержням и растворяет их.

Недостатком устройства является также. сложность монтажа, который включает нанесение слоя сырого бетона на угольные блоки и поСледующие операции по его твердению и сушке.

В условиях алюминиевых заводов выполнение этих операций затруднено отсутствием современных механизированных участков по производству бетона и площадей для выдерживания бетонированных блоков.

Кроме того, при сушке таких блоков пары воды при выходе создают каналы и разрывы в плоскости раздела между

Угольным блоком и бетоном, которые

9 дальнейшем при нагреве увеличивают-. ся, что еще более снижает эффективность применения бетона, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

7288

2 к предлагаемому является катодное устройство алюминиевого электролизера, содержащее кожух, угольные по- довые блоки со стальными тоководво5 дящими стержнями и огнеупорные плиты, расположенные под угольными подовыми блоками P 2).

Однако металлические пластины

0 известного устройства при 750-800 С

>0 в местах соединения с подовыми блоками недостаточно прочны, чтобы про" тивостоять Огромным усилиям, возникающим при изгибе токоподводящих стержней при их неравномерном нагре15 ве. Пластины вытягиваются ввиду пластичности металла при температурах. и разрываются..Увеличить количество пластин, распределив их равномерно по площади подины не представляет20 ся возможным, так как они расположены только между железобетонными плитами.

Целью изобретения является увеличение срока службы электролизера.

Поставленная цель достигается тем, что в катодном устройстве алюминиевого электролизера, содержащем кожух, угольные подовые блоки со стальными токоподводящими стержнями и огнеупорные плиты, расположенные под угольными подовыми блоками, огнеупорные плиты выполнены с отверстиями и же" стко соединены с токоподводящими стержнями посредством металлических шпилек, причем между угольными подовыми блоками и огнеупорными пластинами расположен слой термостойкой герметизирующей замазки.

В предложенной конструкции уменьшен изгиб тоководводящих катодных стержней, так как ему препятствуют жестко соединенные с ними бетонные плиты. И хотя верхние волокна токо- подводящих стержней по-прежнему удлиняются больше нижйих, изгиба стержней не происходит, так как в этом случае происходит пластический сдвиг верхних слоев металла относительно нижних слоев и наклон торцовой плоскости стержней в сторону от стержней.

Поскольку бетонные плиты притянуты шпильками к угольным блокам и между ними проложен слой термостойкой замазки, заполняющей воэможнйе зазоры между блоками и плитами, исключается образование зазоров между угольными блоками и бетонными плитами. Возможное образование микротре3 102 щин не представляет опасности, так как через них может проникнуть лишь очень небольшое количество алюминия.

Циркуляция же алюминия, растворение железа и преждевременный выход из строя блюмса исключается.

На фиr. 1 представлено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 " сече" ние А-А на фиг. 1.

Конструкция катодного устройства 1О выполнена следующим образом.

В металлическом кожухе 1 имеющем днище 2, заключена Футерованная ванна, состоящая из продольных стен 3 торцовых стен 4 и многослойной .поди- 15 ны. Верхняя часть подины выполнена из угольных блоков 5, в нижнюю часть которых вмонтированы стальные токоподводящие стержни 6, залитые чугуном 7. Под угольными блоками распо- 2

7288 4 ложены бетонные плиты 8,.имеющие отверстия 9, через которые пропущены металлические шпильки 10, жестко соединенные с тоководводящими .стержнями 6. Блоки 5 и плиты 8 притянуты один к другому с помощью гаек 11 при этом между блоками расположен слой термостойкой замазки 12, которая заполняет возможные зазоры между блоками и тем самым герметически закрывает доступ алюминия к стальным токоподводящим стержням 6. Под бетонными блоками расположен слой тепловой изоляции 13.

Преимущество катодного устройства состоит в увеличении срока службы по предварительным данным на 10-153, что сокращает объемы капитального ремонта на 3-4 ед. в год на корпус электролиза.

9ие, Я

Составитель А. Арнольд

Техред К.Иыцьо Корре ктор О.. Ти гор

Редактор T. Кугрышева

32 Тираж 43 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5 аказ .

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,