Подовая секция алюминиевого электролизера

Подовая секция алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии ,в частности, к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера. Цель изобретения - снижение падения напряжения в подине, повышение качества алюминия и увеличение срока службы электролизера. Токоподвод подового углеродистого блока выполнен составным по крайней мере из двух стержней 2, между которыми расположена прослойка 4 из материала с температурой плавления 400-700°С. Такое выполнение токоподвода позволяет снизить падение напряжения в подине на 20 мВ. 1 ил., 1 табл.

„„Я0„„1475987 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 С 25 С 3/08

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4311597/23-02 (22) 29.09.87 (46) 30.04.89. Бюл. Я 16 (71) Братский алюминиевый завод (72) А.Н.Маленьких, В.А.Горбунов, Ф.К.Тепляков и А.П.Панин (53) 669.713.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 836226, кл. С 25 С 3/08, 1979.

Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия.

М.: Металлургия, 1971, с. 195. (54) ПОДОВАЯ СЕКЦИЯ АЛЮМИНИЕВОГО

ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к.производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера.Цель изобретения - снижение падения напряжения в подине,повышение качества алюминия и увеличение срока службы электролизера. Токоподвод подового углеродистого блока выполнен составным по крайней мере из двух стержней 2, между которыми расположена прослойка 4 из материала с температурой плавления 400700 С. Такое выполнение токоподвода позволяет снизить падение, напряжения в подине на 20 мВ. 1 ил,, 1 табл, 1475987

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции ,катодного устройства алюминиевого электролизера.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, повьппение качества алюминия и увеличение срока службы 10 .электролизера.

На чертеже схематически показана подовая секция, поперечный разрез.

Подовая секция содержит угольный блок 1 с пазом, токоподводящие стерж-15 ни 2, чугунную заливку 3 и прослойку

4 из перфорированного алюминиевого листа.

Прн обжиге и пуске электролизера с разогревом подины токоподводящие 20 стержни расширяются без нарушения целостности чугунной заливки, так как перфорированная прослойка первоначально подвергается пластической деформации. Возникающие при этом 25 механические напряжения на данной стадии нагрева не могут разрушить чугунную заливку. Затем при достижении

400-700 С она расплавляется, в результате чего возникшие механические 30 напряжения снимаются. И далее на самой ответственной стадии нагрева подины (до 950 С) токоподводящие стержни продолжают расширяться одновременно с уменьшением толщины прослойки, находящейся в жидком состоянии и заполняющей лишь часть пространства между стержнями благодаря наличию пустот в прослойке, образованных перфорированным листовым мате-40 риалом при монтаже. подовой секции.

Реализация исполнения предложенной подовой секции осуществляется при монтаже следующим образом.

Пример..В углеродистый блок 45 . размерами 400х550 2000 мм, имеющий паз 265> 145 мм, укладывали два стальных стержня сечением по 115>115 мм каждый. Между ними по всей длине блока помещали перфорированный алю- 50 миниевый лист толщиной 1,6 мм или

0,006 ширины паза блока, причем таким образом, чтобы кромки листы выступали над стержнями на 2-3 мм (для предотвращения подпла "е""я "иста 55 и попадания чугуна между стержнями).

Суммарная площадь отверстий составляла 960 см или 0,4 площади продольного сечения прослойки. Стержни стягивали струбциной H сваривали В отдельных точках между собой. Затем зазор между токоподводом и блоком. заполняли чугуном известным способом. Таким образом, получена подовая секция с токоподводом, выполненным из двух стержней и прослойкой между ними, в которой образованы пустоты

5 в результате использования перфорированного листа. После остывания секции .измеряли электрическое сопро тивление контакта токоподвод - блок и исследовали ее на предмет наличия трещин в чугунной заливке и блоке.

Из полученных секций монтировали подину алюминиевого злектролизера.

Конструкция составного токоподвода из нескольких стержней с дополнительной прослойкой между ними, выполненной из листового перфорированного токопроводящего материала с температурой плавления 400-700 С, например алюминия, имеющего суммарную площадь отверстий в заданных интервалах, обеспечивает надежный электрический контакт в секции, лучшую сортность получаемого алюминия и более длительный межремонтный период работы электролнзера за счет .предотвращения разрушения чугунной .заливки в результате расширения стержней при нагреве в процессе обжига и пуска электролизера.

Достигается зто вследствие первоначальной пластической деформации перфорированной прослойки, затем ее расплавления (при достижении 400700 С) н уменьшения толщины прослойки при дальнейшем нагреве подовой секции до максимальной температуры, В результате возникающие механичес кие напряжения от расширения стержней

I незначительны и не могут разрушить чугунную заливку.

Выбранные условия лимитируются следующими факторами.

Уменьшение толщины прослойки менее 0 006 ширины паза блока и увеличение температуры плавления материао ла прослойки более 700 С не предотвращает разрыв чугунной заливки, а увеличение толщины прослойки более

0,02 ширины паза блока ведет к повышению электрического сопротивления в секции из-за черезмерного- уменьшения зазоров между токоподводом и бо- . ковымн стенками паза блока, что ухуд1475987

Удельное электросопротивление

Падение

РазТемпеОбщая ротяенСредняя цена металла, руб/т

Суммарная площадь отверстий

1/площ. прод. сеч. прослойки

Толщина прослойки, 1/ширины паза блока.

Пример ратура плавления, ьс рыв . чугун ной залив напряжения ость рещин блов подине, мВ контактаэ

Ом ° см ки

839

837

835

0,4 Нет Нет 0,059 320

0,5 -"- Нет 0,062 340

0,6 -"- Нет 0,063 330

1 0,006 660

2 0,01 700

3 Оь 02 400

833

835

0,5 Да 20 . 0,078 345

0 5 Нет Нет 0,080 350

4 О 003 660

5 0,03 660

833

832

831

834

0,5 Да

0,5

Оэ3 . Да

0,7 Нет

6 О 01 300

7 0,01 800

8 0,01 660

9 О, 01 660

10 (известный

832

Да шает условия заливки чугуна в этот зазор.

Уменьшение температуры плавления материала прослойки менее 400 С не обеспечивает свободного расширения стержней на последней стадии нагрева подовой секции.

При уменьшении суммарной площади отверстий менее 0,4 площади продольного сечения прослойки уменьшение толщины прослойки на конечной стадии нагрева прекращается ввиду заполнения промежутка между стержнями жидкой фазой, а увеличение более 0,6 ведет к повышению электросопротивления в подовой секции за счет наличия остаточных пустот после полного расширения стержней.

Характеристики подовых секций по О другим примерам и результаты испытаний представлены в таблице.

Удельное электросопротивление в контакте токоподвод — блок по предлагаемому решению (примеры 1-3) ниже в сравнении с известнымна 22Х,что . позволяет снизить падение напряжения в подине на 20 кВ. В результате предотвращения трещинообразования

I. в угольных блоках повысилась сорт- . ность получаемого алюминия на 5 руб/т.

Целостность блоков способствует увеличению срока службы электролизера.

< о р м у л а изобретения

1. Подовая секция алюминиевого электролизера, содержащая углеродистый блок с пазом, стальной токоподвод и чугунную заливку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения качества алюминия и увеличения срока службы электролизера, стальной токоподвод выполнен по крайней мере из двух стержней, между которыми расположена прослойка толщиной 0,0060,02 ширины паза блока, выполненная из листового перфорированного материала с температурой плавления 400о

700 С и суммарной площадью перфорации 0,4-0,6 от площади продольного сечения прослойки.

2. Секция по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве листового материала используют алюминий или его сплав.

30 0,078 350

80 0,080 350

82 0,082 360

Нет 0,082 350

85 0,080 350