Способ монтажа подовой секции алюминиевого электролизера

Способ монтажа подовой секции алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСА БЛИН (594 С 25 С 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве дополнительного слоя используют раствор каолина в жидком стекле.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю— шийся тем, что раствор дополнительно содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, ма с.7.:

65-75

1-5

Остальное

Каолин

Борная кислота

Жидкое стекло

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868705/22-02 (22) 20.03.85 (46) 23.09.86.Бюл. И - 35 (71) Братский ордена Ленина алюминиевый завод (72) А.Н.Маленьких (53) 669.713.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1062312, кл. С 25 С 3/08, 1984. (54)(57) 1.СПОСОБ МОНТАЖА ПОДОВОЙ

СЕКЦИИ АЛ9МИНИЕВОГО ЗЛЕКТРОЛИЗЕРА включающий укладку стального токоподводящего стержня в паз углеродистого блока и заполнение зазора между стержнем и блоком металлической заливкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы подины и повышения качества получаемого алюминия, после заполнения зазора металлической заливкой

„„SU„„1258879 А1 подовую секцию охлаждают до 550—

600 С, после чего на ее наружную поверхность наносят дополнительный слой, содержшций огнеупорные материалы с низкой растворимостью в жидком алюминии, причем толщина наносимого слоя составляет 0,01-0,05 толщины токоподводящего стержня.

Ф

)?58879

Изобретение относится к цветной п металлургии, в частности к проиэвбдству алюминия электролиэом расплава, и мажет быть использовано при монтаже подовых секций для катодного уст- 5 п ройства алюминиевого электролизера. .и

Цель изобретения — увеличение срока службы подины и повышение качества получаемого алюминия. п

Сущность изобретения заключается б в том, что после заполнения зазора металлической заливкой подовую секу цию охлаждают и нри температуре заливки 550-600 С на ее наружную поверхность наносят дополнительный слой из раствора, содержащего огнеупорные материалы с низкой растворимостью в жидком алюминии, причем толщина наносимого слоя составляет

0,01-0,05 толщины токоподводящего стержня. Для нанесения этого слоя используют раствор каолина в жидком стекле.

Каолин

Борная кислота

Жидкое стекло

65-75

Остальное

Раствор дополнительно содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

При температуре 550-660 С из раствора удаляется влага и на наружной поверхности металлической заливки образуется плотный слой, обладающий низкой растворимостью в жидком алюминии. Борная кислота при этом, разлагаясь, преобразуется в борный ангидрид

Каолин используют в качестве огнеупорной основы с низкой растворимостью в жидком алюминии. Частично (до 20 мас.%) вместо каолина могут быть использованы окислы металлов, которые обладают этим свойством,например окись алюминия. Жидкое стекло обеспечивает образование плотного слоя с хорошим сцеплением его с металлической заливкой.

Целесообразность введения в раствор борной кислоты вызвана следующим обстоятельством: катодный алюминий, проникающий к токоподводящему стержню, содержит титан и ванадий, что позволяет повысить защитные свойства слоя за счет образования на его

l0

25 оверхности пленки иэ тугоплавкпх диборидов титана и ванадия.

Выбранные условия лимитируются следующими факторами: снижение темературы металлической заливки при о анесении слоя менее 550 С не обеспечивает образования плотного слоя и хорошего сцепления его с наружной оверхностью заливки, а повышение о. олее 600 С ведет к образованию пористого слоя; с уменьшением толщиы дополнительного слоя менее 0,01 толщины токоподводящего стержня не достигается надежной защиты металлической заливки и токоподводящего стержня от растворения их жидким алюминием, а с увеличением более 0 05 снижается прочность слоя; уменьшение содержания каолина менее 65 мас.% ведет к повышению растворимости слоя в жидком алюминии, а увеличение более 75 мас.Х вЂ” к образованию рыхлого, непрочного слоя; дополнительное введение .борной кислоты в количестве меньшем чем 1Х не обеспечивает повышения защитных свойств слоя, а большем чем 5% ведет к образованию пористого слоя.

Реализация способа осуществляется при монтаже подовой секции: в паз блока устанавливают стальной токоподводящий стержень, затем производят заливку чугуном, после чего секции охлаждают. При достижении температуры чугунной заливки 550— о

600 С на ее наружную поверхность наносят слой раствора каолина в жидком стекле (c плотностью 1,20 г/см), 3 в который дополнительно может быть введена борная кислота.

На чертеже изображена подовая секция, изготовленная предлагаемым способом, разрез.

Подовая секция содержит углеродистый блок 1 с пазом, стальной токоподводящий стержень 2, металлическую заливку 3 и дополнительный слой

4, образованный при нанесении раствора, содержащего каолин, борную кислоту и жидкое стекло.

Пример 1, Стальной стержень размерами 23 х 12 х 160 мм, покрытый на длину 140 мм чугуном, нагревают до 550 С, после чего на поверхо ность чугуна наносят слой из раствора толщиной 0,01 толщины стержня, состоящего иэ следующих компонентов, мас.%:

l0

Качество

1 ианесен11рнмср

Состав раствора, мас.X:

Содержание келеаа н алюминии, мас.X

Темпера- Толщина тура, С слоя, мм,ного слоя осле нсытания до исвытаиия

Предлагаемый

1 550 (+) О, 15

0,15

Каолин 65

Борная кислота 1

Жидкое стекло 34

0,01 (+) 0,15

0,15

Каолии 70

Бориая кислота 3

Жидкое стекло 27

0i03

570 (+) 0,15

0 15

Каолин 75

Бориа я кислота 5

Жидкое стекло 20

0 05

600

0, 18

0,15

Каолин 70

Бориая кислота 3

Жидкое стекло 27

О, 005

500

Каолин

Борная кислота

>!(идкое стекло (плотностью

1,20 г/см ) 34

После охлаждения образца до температуры окружающего воздуха определяют качество нанесенного слоя, а затем часть стержня, покрытого чугуном, погружают в расплавленный алюминий 10 с известным содержанием железа при

900 С и выдерживают в течение 8 ч. .После извлечения образца отбирают пробу алюминия на определение содержания железа, а образец исследуют 15 на предмет изменения его состояния по внешнему виду.

Пример 2. Образцы готовят и испытуют аналогично примеру 1 при следующих параметрах: температура

570 С; толщина слоя 0,03; состав раствора, мас.Ж: каолин 70, борная кислота 3, жидкое стекло 27.

Н. р и м е р 3. Образцы готовят и испытуют аналогично примеру при 25 следующих параметрах: температура

600 С; толщина слоя 0,05; состав раствора, мас.%: каолин 75, борная кислота 5, жидкое стекло 20.

Приме ры 4и 5. Испытания 30 проводят при температурах и толщинах слоя за пределами предлагаемых интервалов.

Приме р ы 6 и 7. Испытания проводят при температурах и толщинах слоя за пределами интервалов

879 4 состава раствора. Испытанию подвергают образец беэ нанесения слоя.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно иэ приведенных в таблице данных, увеличение содержания железа в алюминии после выдержки образцов, изготовленных по предлагаемому способу, отсутствует, что наряду с обследованием состояния образцов указывает на то, что чугун и стальной стержень в жидком алюминии не растворяются.

В процессе эксплуатации алюминиевого электролиэера проникший к токоподводящим стержням жидкий катодный алюминий контактирует с нанесенным слоем, не растворяющимся в нем, в результате чего предотвращается разрушение металлической заливки, токоподводящего стержня и подовой секции в целом. Кроме того, жидкий алюминий взаимодействует с борным ангидридом с вьщелением бора, образующего с титаном и ванадием дибориды в виде пленки на поверхности слоя, преграждающей проникновение алюминия в его глубь, что повышает защитные свойства нанесенного слоя.

Таким образом, дополнительный слой, нанесенньп1 на наружную поверхность металлической заливки, позволяет сохранить целостность подовой секции и, тем самым увеличить срок службы подины и повысить качество получаемого алюминия.

Нродолмение таблицы

1258879 деркание мелева алниннни, нас Л

as раствара, масут

Темперао тура, С

Пример ящика р М4 до .ислыта» после ис» ння пыт ения

0,l7

0,15

570

О, 15

0,17

570 ое l5

0, l6

Иавестнай

0i 1 5

0,27

Составитель Н.Черных

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб

Редактор А.Козориз

Заказ 5090/27

Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная, 4

0,06 Ва,п, 70

Вориая кислоте 3.

Мидкое стекло 27

0,03 Каолни 60

Ворная «нслота 0,5

М(идкое стекло 39,5

0,03 Ваолнн 80

Борман кислота 6

Жидкое стекло 14

% (+) - плотный, прочный; (-) " рыхлый, пористый, непрочный, Тирам 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

)4не ство нанесена лого слоя