Способ изготовления секции газосборного колокола алюминиевого электролизера

Способ изготовления секции газосборного колокола алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкции газосборного колокола алюминиевого электролизера и может использоваться при электролитическом получении алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами. Цель изобретения - повышение срока службы секции газосборного колокола и качества алюминия. Секцию газосборного колокола изготовляют путем установки в литейную форму алюминиевой вставки в виде плоской спирали (С из прутка и заливки в форму чугуна, (Л причем поддерживают массовое соотношение чугуна и алюминия в пределах

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (gp 4 С 25 С 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3895079/22-02 (22) 07.05.85 (46) 30.10.86. Бюл. )) 40 (71) Иркутский филиал Всесоюзного ордена Октябрьской Революции научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности и

Иркутский алюминиевый завод (72) Г.В.Теляков, В.Н.Дерягин, В.И,Наринский, В.Т.Степанов, Н.И.Бубнов,В.А.Кузнецов,А,Н.Анисимов, E.Е.Лавренчук и Н.Ф.Еремеев (53) 669.713.723 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 846600, кл. С 25 С 3/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 926850, кл. В 22 D 19/00, 1974. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕКЦИИ ГАЗОСБОРНОГО КОЛОКОЛА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к конструкции газосборного колокола алюминиевого электролизера и может использоваться при электролитическом получении алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами, Цель изобретения — повышение срока службы секции газосборного колокола и качества алюминия. Секцию газосборного колокола изготовляют путем установки в литейную форму алюминиевой вставки в виде плоской спирали из прутка и заливки в форму чугуна, причем поддерживают массовое соотношение чугуна и алюминия в пределах (4-7):1.

1266899

Изобретение относится к цветной металлургии и касается технологии. изготовления секций гаэосборных колоколов, используемых для улавливания анодных газов от алюминиевых

5 электролизеров с самообжигающимися анодами в процессе электролитического получения алюминия.

Целью изобретения является повышение срока службы секции и качест10 ва алюминия.

В сформированную для литья секции газосборного колокола форму (в ее центральную зону) закладывают предварительно изготовленную из алюминие15 вого прутка арматуру в виде плоской спирали ПДЯ или Я . Затем расплаво ленный чугун с температурой 1350 С необходимого объема заливают в форму, после чего ее подвергают охлаж 20 дению до полной кристаллизации металла.

Соотношение масс чугуна и алюминия подобрано исходя из того, чтобы в период заливки расплавилась не вся алюминиевая арматура по толщине, а только ее часть. Это — главное . условие, которое необходимо для получения в. дальнейшем прочной структуры металла секции гаэосборника. З0

При соотношении чугуна и алюминия более 7 количество тепла, выделяемое чугуном, таково, что вся заложенная алюминиевая арматура расплавляется и расплавленный алюминий всплывает над чугуном, выходя из центральной эоны формы, т.е. при таком соотношении чугуна к алюминию получить отливку иэ чугуна, армированного алюминием, практически невозможно. 40

При соотношении чугуна и алюминия в секции менее 4 хоть алюминиевая арматура и не расплавляется полностью, но качество заливки секции резко х ухудшается вследствие резкого снижения жидкотекучести чугуна .

Наиболее приемлемым является соотношение чугуна и алюминия (4-7): 1.

В этом случае чугун в процессе литья как бы запирает находящуюся в секции алюминиевую арматуру в виде твердой и жидкой фаз.

Алюминиевая арматура в виде плоской спирали ЩБЦ mm Q onpepezeHa . 55 иэ условий равномерного распределения алюминия в центральной зоне секции и создания в этой зоне армирующего каркаса.

Другая форма алюминиевой арматуры не дает возможности в дальнейшем получить секции газосборного колокола с повышенными механическими и жаростойкими свойствами.

После окончательной кристаллизации металла в форме полученную остывшую секцию извлекают и устанавливают непосредственно на электролиэер.

В процессе получения алюминия в электролизере секции газосборного колокола нагревают до температуры, превышающей температуру плавления алюминия, в результате чего отпадает необходимость специально подвергать термообработке изготовленные секции до температур, превышающих температуру плавления алюминия.

Жидкая фаза алюминия взаимодействует с чугуном, в результате чего образуется твердый раствор алюминия в железе и химическое соединение типа Ре„А1, образовавшаяся зона имеет толщину 2-3 мм в сторону массы чугуна.

Исследования гаэосборного колокола в зоне установки алюминиевой арматуры до его установки на электролизер показали, что в сечении колокол имеет три ярко выраженные зоны 1-я зона (толщина 2-3 мм) — чугун серый СЧ 18-36, 2-я зона (толщина 2-3 мм) — чугун с содержанием алюминия 5-10Х; 3-я зона (средняя толщина 9 мм) — чистый алюминий.

После эксплуатации газосборного колокола в течение 0,3 — 1 года эти эоны резко видоизменились: 1-я эона (толщина 5-6 мм) - чугун с содержанием алюминия 4-5Х 2-я зона (центральная, толщина 9 мм) — чугун с .содержанием алюминия 25-30Х.

Таким образом, в процессе эксплуатации газосборного колокола полу- чили конструкцию, которая состоит иэ механически прочного, жаростойкого (легированного алюминием) поверхностного слоя и твердого внутреннего слоя. Испытания данной конструкции газосборного колокола на электролизере показали, .что она обладает::xdрошими эксплуатационными свойствами (большой прочностью и жаростой костью).

Пример. В форму, подготовленную для литья секции гаэасборного колокола (в ее центральную зону), равномерно устанавливали алюминиевую

3 1266899 4 вставку, выполненную из прутка диа- гетические затраты по формированию метром 10 мм (катанка алюминиевая армирующего слоя металла в секции. марки A5E) в виде плоской спирали.

Затем в форму заливали расплавленный Формула изобретения чугун марки СЧ 18-36 с температурой

1350 С при соотношении чугуна и алю- Способ изготовления секции газоминия в пределах (4-7): 1. После ох- сборного колокола алюминиевого элеклаждения формы и отливки секцию ус- тролиэера с самообжигающимся анодом, танавливали на работающий электроли- включающий установку в литейную форзер, где она подвергалась воздейст- 1О му алюминиевой вставки, заливку в вию высоких температур (выше 650 C) . литейную форму расплавленного чугуна и последующее охлаждение, о т.л и—

Предлагаемый способ изготовления ч а ю шийся тем, что, с целью секций позволяет увеличить срок служ- повышения срока службы секции и кабы газосборных секций с 9-10,5 до !5 чества алюминия, используют алюмини12,5 мес, повысить сортность алюми- евую вставку в виде плоской спирали ния-сырца, снизить расход чугуна на из прутка и поддерживают массовое изготовление секций на 303, улучшить соотношение чугуна и алюминия в преУсловия труда рабочих, снизить энер- делах (4-7):1.

Составитель А.Арнольд

Редактор И.Рыбченко Техред И.Попович Корректор М.Пожо

Заказ 5728/22 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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