PL131963B1 - Cathode section of electrolyser,especially for manufacture of aluminium - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sekcja katodowa elektrollzera zwlaszcza do produkoji aluminium.Podstawowym urzadzeniem sluzacym do produkcji aluminium jest elektrolizer /Janko F.A., Lozoboj J.D.: Proizwodztwo aluminija w elektrolizeraoh s wierchnim tokopadwodom. "Metal- lurglja", Moskwa 1976 r./. W stosowanych elektrolizeraoh dno wanny, stanowiace sekcje kato¬ dowa wykonane jest z elementów weglowych, w których znajduja sie rdzenie stalowe oblane zeliwem, stanowiace elementy doprowadzajaoe prad elektryczny. Przy zabudowie dna wanny szczeliny znajdujace sie pomiedzy poszczególnymi elementami weglowymi o grubosci okolo 40 men wypelnia sie specjalna denna na sa weglowa. Po zmontowaniu dno takie stanowi w zasadzie jednolity sztywny monolit, skladajacy sie z czterech rodzajów materialów: elementów weglo¬ wych, dennej masy weglowej wypelniajacych szczeliny, rdzenia stalowego doprowadzajacego prad 1 zeliwa wypelniajacego przestrzen pomiedzy rdzeniem i elementami weglowymi.Materialy te róznia sie wlasnosciami fizykochemicznymi a szczególnie rozszerzalnoscia termlozna. W konsekwencji pod wplywem dzialania temperatury, przy zróznicowanej rozszerzal¬ nosci termicznej poszozególnych elementów monolitycznej sekcji katodowej powstaja w niej znaczne naprezenia prowadzace czesto do awarii a tym samym do skracania okresu eksploatacji wanny, a tym samym spadku produkcji aluminium.Sekcja katodowa elektrollzera zwlaszcza do produkcji aluminium zawiera weglowe bloki stanowiaoe dno elektrollzera. Bloki weglowe sa zabudowane na styk, przy czym w kazdym po¬ dluznym otworze, utworzonym korzystnie z dwu podluznych pólotworów sasiednioh bloków weglo¬ wyoh, jest umieszczony pret grafitowy. Konce preta grafitowego znajduja sie w dwu booznych blokach grafitowyoh ulozonych w 09lonaoh izolacyjnych wzdluz podluznych scian elektrollzera.W kazdej solance stykowej bloku weglowego pomiedzy jego górna plaszczyzna a pólotworem podluznym sa wykonane poprzeczne pólotwory. Ciag tych pólotworów poprzecznych jest wykonany2 131 963 na dlugosci odpowiadajacej korzystnie szerokosoi anody* W kazdej sciance stykowej bloku we¬ glowego, pomiedzy jego górna plaszczyna a pólotworem podluznym sa wykonane korzystnie dwa prostokatne pólotwory poprzeczne na dlugosci odpowiadajacej korzystrie szerokosci anody.Zaleta sekcji katodowej elektrolizera zwlaszcza do produkcji aPuminium, wedlug wyna¬ lazku, jest wyeliminowanie w niej niszczacych naprezen termicznych, prowadzacych do tworze¬ nia sie pekniec i szczelin w dnie elektrolizera jak równiez uzyskuje sie zmniejszenie opo¬ rów przeplywu pradu elektrycznego na drodze element zasilajacy-ciekly metal, oo uzyskuje sie dzieki wprowadzeniu cieklego aluminium do bezposredniego styku z pretem grafitowym.Sekcja katodowa, wedlug wynalazku, charakteryzuje sie mozliwoscia dowolnego ksztaltowania potencjalu elektrycznego na katodzie a posrednio i na anodzie oraz zwiazanego z nim rozkla¬ du temperatury* Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sekcje katodowa w pólwidoku z przodu i w pólprzekroju poprzecznym wzdluz osi BB z ciagiem otworów, fig. 2 - sekoje katodowa w pólwidoku z góry i w pólprzekro¬ ju podluznym wzdluz osi AA z ciagiem otworów, fig. 3 - sekoje katodowa w pólwidoku z przodu 1 w pólprzekroju poprzeoznym wzdluz osi BB z otworami o przekroju prostokatnym, fig. 4 - sekoje katodowa w pólwidoku z góry i w pólprzekroju podluznym wzdluz osi AA z otworami o przekroju prostokatnym.Przyklad wykonania. Sekcja katodowa zawiera bloki weglowe 1 o przekroju prostokatnym ulozone w poprzek elektrolizera na styk stanowiace jego dno. Szczeliny miedzy blokami weglo¬ wymi 1 sa wypelnione kitem weglowym. Kazdy blok weglowy 1 ma wykonane na calej swej dlugos¬ ci na bocznych scianach podluzne pólotwory 2 o przekroju owalnym lub prostokatnym, oraz ciag pólotworów poprzecznych 3 o dlugosci równej szerokosci anody, laczaoyoh podluzny pól- otwór 2 z górna powierzchnia bloku weglowego 1. Podluzne pólotwory 2 dwóch przylegajacych bloków weglowych 1 tworza otwór, w którym jest umieszczony pret grafitowy 4, o przekroju owalnym lub prostokatnym. Prety grafitowe 4 sa umieszczone w otworach 2 centryoznie tak aby odleglosc preta grafitowego 4 od pobocznioy otworu 2 byla nie mniejsza niz 10 mm, przy czym prety grafitowe 4 stanowia katode elektrolizera. Konce pretów grafitowych 4 sa umoco¬ wane w bocznych blokach grafitowych 5, ulozonych w oslonaoh izolacyjnych 6 wzdluz podluz¬ nych scian elektrolizera. W bocznych blokach grafitowych 5 sa umocowane sworznie grafito¬ we 7, sluzace do doprowadzenia pradu do pretów grafitowych 4. Na bocznych scianach bloków weglowych i sa wykonane poprzeczne pólotwory 8 o przekroju prostokatnym, na dlugosci rów¬ nej szerokosci anody laczace podluzne pólotwory 2 z powierzchnia bloku weglowego 1.Dzialanie sekcji katodowej elektrolizera, zwlaszoza do produkoji aluminium, wedlug wynalazku, polega na tym, ze po zamontowaniu sekcji katodowej elektrolizera nalezy wstep¬ nie ja podgrzac do temperatury maksymalnie 400°C. Nastepnie do wanny wlewa sie oiekle aluminium o temperaturze okolo 900°C. Ciekle aluminium przedostaje sie poprzez poprzeozne otwory 3 lub 8 do otworu podluznego 2, w wyniku czego pret grafitowy 4 jest otoczony plyn¬ nym aluminium. Po czym wlacza sie prad i prowadzi sie normalna eksploataoje.Zastrzezenia patentowe 1. Sekcja katodowa elektrolizera zwlaszoza do produkoji aluminium zawierajaca weglowe bloki, stanowiace dno elektrolizera, znamienna tym, ze bloki weglowe /i/ sa zabudowane na styk, przy czym w kazdym otworze, utworzonym korzystnie z dwu podluznych pólotworów /2/ sasiednich bloków weglowych /l/, jest umieszczony pret grafitowy /4/, które¬ go konce znajduja sie w dwu bocznych blokach grafitowych /5/, ulozonych w oslonach izola¬ cyjnych /6/ wzdluz podluznych scian elektrolizera. 2. Sekcja katodowa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w kazdej solance stykowej bloku weglowego /l/ pomiedzy jego górna plaszczyzna a pólotworem podluznym /2/ jest wykonany oiag poprzecznych pólotworów /3/ na dlugosci równej korzystnie szerokosci anody,131 963 3 3. Sekcja katodowa Wedlug zastrzK 1, znamienna t y u, ze w kazdej sciance stykowej bloku weglowego /i/ poml.d^.y jego górna plaszczyzna a palotwore^a podluznym /2/ sa wykonane korzystnie dwa prostokatne pólotwory poprzeczne /-V na dlugosci równej korzystnie szerokosci anody* B£ niA -i _.£ _5 6131 963 M^B.A-A Pracownia Poligraficzna VP PRL. Naklad 100 egz.Cena i 00 zl PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sekcja katodowa elektrolizera zwlaszoza do produkoji aluminium zawierajaca weglowe bloki, stanowiace dno elektrolizera, znamienna tym, ze bloki weglowe /i/ sa zabudowane na styk, przy czym w kazdym otworze, utworzonym korzystnie z dwu podluznych pólotworów /2/ sasiednich bloków weglowych /l/, jest umieszczony pret grafitowy /4/, które¬ go konce znajduja sie w dwu bocznych blokach grafitowych /5/, ulozonych w oslonach izola¬ cyjnych /6/ wzdluz podluznych scian elektrolizera.
2. 2. Sekcja katodowa wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w kazdej solance stykowej bloku weglowego /l/ pomiedzy jego górna plaszczyzna a pólotworem podluznym /2/ jest wykonany oiag poprzecznych pólotworów /3/ na dlugosci równej korzystnie szerokosci anody,131 963 3
3. 3. Sekcja katodowa Wedlug zastrzK 1, znamienna t y u, ze w kazdej sciance stykowej bloku weglowego /i/ poml.d^.y jego górna plaszczyzna a palotwore^a podluznym /2/ sa wykonane korzystnie dwa prostokatne pólotwory poprzeczne /-V na dlugosci równej korzystnie szerokosci anody* B£ niA -i _.£ _5 6131 963 M^B. A-A Pracownia Poligraficzna VP PRL. Naklad 100 egz. Cena i 00 zl PL