RU2006528C1

RU2006528C1 - Aluminium cell hearth

Info

Publication number: RU2006528C1
Authority: RU
Inventors: А.Н. Маленьких; В.А. Горбунов; А.П. Панин; Ф.К. Тепляков
Original assignee: Братский алюминиевый завод
Priority date: 1990-12-06
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy. SUBSTANCE: in aluminium cell a ratio of total area of hearth portions, arranged between its lengthwise walls and broken lines, connecting ends of current leads in blocks, to an area of the hearth is equal to 0,85-0,88. The hearth has carbon blocks 1 with grooves, steel current conductive rods 2, interblock seam joints 3 and peripheral joints 4 of the hearth body. Such predetermined ratio of the above mentioned areas allows to enhance contact between the block and the current leads due to providing an integrity of the carbon blocks in the result of significant decrease of lengthwise bending of the current leads and lowered non-uniformity of current distribution in the hearth. Consumption of electric energy is lowered by 70 kWt h/t of electrolytic aluminium. Due to integrity of the hearth service life of the cell is increased by three months, mean cost of aluminium is increased by two roubles. EFFECT: lowered energy consumption. 1 cl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by electrolysis of molten salts, and relates to the construction of cathode devices of an aluminum electrolyzer.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет уменьшения омического сопротивления и неравномерности распределения тока в подине, увеличение срока службы электролизера, повышение качества электролитического алюминия и снижение стоимости монтажа подины. The aim of the invention is to reduce energy consumption by reducing ohmic resistance and uneven distribution of current in the hearth, increasing the life of the electrolyzer, improving the quality of electrolytic aluminum and reducing the cost of mounting the hearth.

На чертеже показан пример исполнения предлагаемой подины, вид в плане. The drawing shows an example of the proposed hearth, view in plan.

Подина алюминиевого электролизера включает угольные блоки 1 с пазами, в которые вмонтированы стальные токоподводящие стержни 2, частично контактирующие с блоками 1 по длине последних, межблочные швы 3 и периферийные швы 4 из подовой массы. The bottom of the aluminum electrolyzer includes coal blocks 1 with grooves in which steel current-carrying rods 2 are mounted, partially contacting the blocks 1 along the length of the latter, interlock seams 3 and peripheral seams 4 from the hearth mass.

Подину монтировали из угольных блоков размерами 400х550х2200 мм и 400х550х х1600 мм и стальных токоподводящих стержней сечением 115х230 мм, уложенных в пазы блоков на неполную их длину и скрепленных чугунной заливкой. Свободные от стержней участки пазов, зазоры между блоками, а также между блоками и бортовой футеровкой набивали подовой массой. The hearth was mounted from coal blocks with dimensions of 400x550x2200 mm and 400x550x x1600 mm and steel current-conducting rods with a cross section of 115x230 mm, laid in grooves of blocks to their incomplete length and fastened with cast iron. Groove-free sections of the grooves, gaps between the blocks, as well as between the blocks and the side lining, were filled with a hearth mass.

Площадь подины при ее длине 9,400 м и ширине 4,120 м составляет 38,728 м². Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (29,046 м²), к площади подины составляет 0,75.The bottom area with a length of 9,400 m and a width of 4,120 m is 38,728 m ² . The ratio of the total area of the hearth sections located between its longitudinal walls and broken lines connecting the ends of the current leads in the blocks (29.046 m ² ) to the hearth area is 0.75.

В процессе обжига и пуска алюминиевого электролизера с нагревом подины происходит удлинение стальных токоподводящих стержней. До спекания набоек в пазах, межблочных и периферийных швах из подовой массы происходит их пластическая деформация, за счет чего компенсируется удлинение стержней в этот период. К моменту спекания подовой массы продольный изгиб стержней отсутствует. При дальнейшем нагреве появляется продольный изгиб стержней, но его величина не достигает критической, в результате чего сохраняется целостность блока, а значит и электрический контакт блок-токоподвод. In the process of firing and starting an aluminum electrolysis cell with heating of the hearth, the elongation of steel current-carrying rods occurs. Before sintering of the heels in the grooves, interblock and peripheral seams from the hearth, their plastic deformation occurs, due to which the elongation of the rods during this period is compensated. By the time of hearth sintering, there is no longitudinal bending of the rods. With further heating, a longitudinal bending of the rods appears, but its value does not reach the critical value, as a result of which the integrity of the block is preserved, and hence the electrical contact of the block-current supply.

Измеряли падение напряжения в подине и токовую нагрузку по токоподводящим стержням. We measured the voltage drop in the hearth and the current load along the current-carrying rods.

В примерах 2 и 3 монтаж подины осуществляли аналогично вышеописанному примеру при следующих параметрах. In examples 2 and 3, the installation of the hearth was carried out similarly to the above example with the following parameters.

П р и м е р 2. Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (31,370 м²), к площади подины составляет 0,81.PRI me R 2. The ratio of the total area of the hearth sections located between its longitudinal walls and broken lines connecting the ends of the current leads in the blocks (31.370 m ² ) to the hearth area is 0.81.

П р и м е р 3. Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (34,081 м²), к площади подины составляет 0,88.PRI me R 3. The ratio of the total area of the hearth sections located between its longitudinal walls and broken lines connecting the ends of the current leads in the blocks (34.081 m ² ) to the hearth area is 0.88.

В примерах 4 и 5 монтаж подины осуществляли аналогично примерам 1-3 за пределами заявленных интервалов (пример 5 является известным решением). In examples 4 and 5, the installation of the hearth was carried out similarly to examples 1-3 outside the declared intervals (example 5 is a known solution).

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Из данных таблицы видно, что омическое сопротивление подины, выполненной по примерам 1-3, в сравнении с известной ниже на 7% за счет лучшего контакта блок-токоподвод, о чем свидетельствует отсутствие трещин в подине. Неравномерность распределения электрического тока в подине (по токоподводам) также ниже по примерам 1-3, что обеспечивает уменьшение суммарных потерь электрической мощности в подине. Расход электроэнергии снижается на 70 кВт ч/т электролитического алюминия. Лучшее состояние подины (отсутствие трещин) способствует увеличению срока службы электролизера не менее, чем на 3 месяца (до 45 мес) и улучшению сортности алюминия (средняя цена металла увеличивается на 2 руб/т). Стоимость монтажа подины за счет сокращения расхода токоподводов уменьшается на 74 руб на один электролизер. (56) Производство алюминия. Справочник металлурга по цветным металлам. - М. : Металлургия, 1971, с. 194, 200-202. The table shows that the ohmic resistance of the hearth, performed according to examples 1-3, in comparison with the known lower by 7% due to better contact block-current supply, as evidenced by the absence of cracks in the hearth. The uneven distribution of electric current in the hearth (over current leads) is also lower in Examples 1-3, which ensures a decrease in the total loss of electric power in the hearth. Electricity consumption is reduced by 70 kWh / t of electrolytic aluminum. The best condition of the hearth (absence of cracks) contributes to an increase in the service life of the electrolyzer by at least 3 months (up to 45 months) and an improvement in the grade of aluminum (the average price of the metal increases by 2 rubles / ton). The cost of installing the hearth by reducing the consumption of current leads is reduced by 74 rubles per electrolyzer. (56) Aluminum production. Handbook of metallurgist non-ferrous metals. - M.: Metallurgy, 1971, p. 194, 200-202.

Claims

BOTTOM OF AN ALUMINUM ELECTROLYZER containing coal blocks with grooves, metal current leads fastened in grooves with cast iron blocks, interlock and peripheral seams, characterized in that, in order to reduce power consumption by reducing ohmic resistance and uneven current distribution in the hearth, increasing the life electrolyzer service, improving the quality of electrolytic aluminum and reducing the cost of installing the hearth, the ratio of the total area of the hearth sections located between its longitudinal enkami and broken lines connecting the ends of the current leads in the blocks to the hearth area is 0.75 - 0.88.