RU2095487C1 - Lining for cathode part of aluminum electrolyzer - Google Patents
Lining for cathode part of aluminum electrolyzer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095487C1 RU2095487C1 RU96106334A RU96106334A RU2095487C1 RU 2095487 C1 RU2095487 C1 RU 2095487C1 RU 96106334 A RU96106334 A RU 96106334A RU 96106334 A RU96106334 A RU 96106334A RU 2095487 C1 RU2095487 C1 RU 2095487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- heat
- insulating
- ratio
- materials
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей и может быть использовано при монтаже катодных устройств алюминиевого электролизера. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by electrolysis of molten salts and can be used in the installation of cathode devices of an aluminum electrolyzer.
Известна футеровка катодного устройства алюминиевого электролизера, включающая огнеупорный и теплоизоляционный слой. Последний выполнен из двух слоев глубоко прокаленного глинозема различной плотности [1]
Недостатком данной футеровки является то, что из-за текучести глинозема усложняется ее монтаж, не устраняется кладка верхнего выравнивающего огнеупорного слоя из шамотного кирпича, глубокая прокалка глинозема ведет к дополнительному удорожанию монтажа футеровки.Known lining of the cathode device of an aluminum electrolyzer, including a refractory and heat-insulating layer. The latter is made of two layers of deep calcined alumina of various densities [1]
The disadvantage of this lining is that due to the flow of alumina, its installation is complicated, the laying of the upper leveling refractory layer of fireclay bricks is not eliminated, deep calcination of alumina leads to an additional increase in the cost of installation of the lining.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является футеровка катодной части алюминиевого электролизера, включающая катодный цоколь, выполненный из слоев огнеупорного и теплоизоляционного материалов [2]
Недостатком известной футеровки является повышение затрат на ее монтаж из кирпичей и увеличение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия из-за снижения теплового сопротивления футеровки в процессе эксплуатации электролизера в результате проникновения алюминия в теплоизоляционный слой и пропитки верхних слоев компонентами электролита.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a lining of the cathode part of an aluminum electrolyzer, including a cathode base made of layers of refractory and heat-insulating materials [2]
A disadvantage of the known lining is the increase in the cost of installing it from bricks and an increase in the energy consumption for producing electrolytic aluminum due to a decrease in the thermal resistance of the lining during operation of the electrolyzer as a result of the penetration of aluminum into the insulating layer and the impregnation of the upper layers with electrolyte components.
Целью изобретения является снижение затрат на монтаж катодной футеровки и уменьшение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия. The aim of the invention is to reduce the cost of installation of the cathode lining and to reduce the energy consumption for producing electrolytic aluminum.
Поставленная цель достигается тем, что теплоизоляционный слой выполнен из смеси керамзита и порошкообразных теплоизоляционных материалов, а огнеупорный из смеси шамота и кремнеземсодержащих материалов. Соотношение толщин теплоизоляционного и огнеупорного слоев 1 /0,4oC1/. Соотношение объемов керамзита и порошкообразных теплоизоляционных материалов в теплоизоляционном слое составляет 1 /0,1oC0,3/, а шамота и кремнеземсодержащих материалов - 1 /0,2oC0,4/. В качестве порошкообразных теплоизоляционных материалов в смеси с керамзитом использованы диатом, вермикулит, а в качестве кремнеземсодержащих материалов в смеси с шамотом кварцит, высокодисперсная пыль кремнезема.This goal is achieved in that the heat-insulating layer is made of a mixture of expanded clay and powdered heat-insulating materials, and refractory from a mixture of chamotte and silica-containing materials. The ratio of the thickness of the insulating and
Снижение затрат обеспечивается за счет сокращения времени на монтаж катодной футеровки путем засыпки и уплотнения слоев из смесей, содержащих более дешевые материалы, в том числе и отходы, например, производства кристаллического кремния /высокодисперсная пыль кремнезема продукт газоочистки, кварцит мелкий отсев при приготовлении шихты/. Теплоизоляционный слой, полученный из смеси керамзита и порошкообразных теплоизоляционных материалов, повышает теплоизоляционные свойства цоколя, Огнеупорный слой, полученный из смеси шамота и кремнеземсодержащих материалов, препятствует проникновению расплавленного алюминия в теплоизоляционный слой и обеспечивает снижение степени пропитки самого огнеупорного слоя и верхней части теплоизоляционного слоя. В итоге обеспечивается более высокое тепловое сопротивление цоколя и катодной футеровки в целом как в исходном состоянии /перед пуском электролизера/, так и в процессе эксплуатации электролизера в сравнении с известной футеровкой. Cost reduction is ensured by reducing the time for installation of the cathode lining by filling and compaction of layers from mixtures containing cheaper materials, including waste, for example, the production of crystalline silicon / highly dispersed silica dust, gas treatment product, quartzite, fine screening during the preparation of the charge /. The heat-insulating layer obtained from a mixture of expanded clay and powdered heat-insulating materials increases the heat-insulating properties of the base; the refractory layer obtained from a mixture of chamotte and silica-containing materials prevents the penetration of molten aluminum into the heat-insulating layer and reduces the degree of impregnation of the refractory layer and the upper part of the heat-insulating layer. The result is a higher thermal resistance of the base and the cathode lining as a whole, both in the initial state / before starting the electrolyzer / and during operation of the electrolyzer in comparison with the known lining.
Выбранные условия лимитируются следующими факторами. The selected conditions are limited by the following factors.
Уменьшение соотношения толщин теплоизоляционного и огнеупорного слоев цоколя менее 1 1 ведет к уменьшению теплового сопротивления футеровки и увеличению за счет этого расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия, а увеличение более 1 0,4 нецелесообразно из-за отсутствия дополнительного эффекта по повышению теплового сопротивления футеровки. A decrease in the ratio of the thicknesses of the heat-insulating and refractory layers of the socle is less than 1 1 leads to a decrease in the thermal resistance of the lining and due to this, an increase in the energy consumption for producing electrolytic aluminum, and an increase of more than 1 0.4 is impractical due to the absence of an additional effect to increase the thermal resistance of the lining.
Увеличение соотношений объемов керамзита и порошкообразных теплоизоляционных материалов более 1 0,1 и объемов шамота и кремнеземсодержащих материалов более 1 0,2 ведет к снижению теплового сопротивления футеровки из-за повышения степени пропитки огнеупорного слоя и верхней части теплоизоляционного слоя, а уменьшение соответственно менее 1 0,3 и менее 1 0,4 нецелесообразно, т.к. дополнительный эффект по уменьшению расхода электроэнергии отсутствует, а затраты на монтаж футеровки начинают возрастать. An increase in the ratio of expanded clay volumes and powdered heat-insulating materials more than 1 0.1 and chamotte and silica-containing materials more than 1 0.2 leads to a decrease in the thermal resistance of the lining due to an increase in the degree of impregnation of the refractory layer and the upper part of the heat-insulating layer, and a decrease, respectively, less than 1 0 , 3 and less than 1 0.4 is impractical, because there is no additional effect to reduce energy consumption, and the cost of installing the lining begins to increase.
В результате поиска по патентной и научно-технической литературе не были обнаружены технические решения с признаками, отличающими предлагаемый объект изобретение от прототипа, а именно: позволяющими обеспечить ускоренный монтаж катодной футеровки с одновременным повышением теплоизоляционных свойств цоколя и футеровки в целом как в исходном состоянии, так и в процессе эксплуатации электролизера. As a result of a search in the patent and scientific and technical literature, no technical solutions with features distinguishing the proposed invention from the prototype were found, namely: allowing to provide accelerated installation of the cathode lining with a simultaneous increase in the thermal insulation properties of the base and the lining as a whole, both in the initial state and and during operation of the electrolyzer.
Пример исполнения футеровки катодной части алюминиевого электролизера проиллюстрирован на чертеже, разрез. An example of the execution of the lining of the cathode part of an aluminum electrolyzer is illustrated in the drawing, section.
Футеровка содержит бортовой угольный блок 1, расположенный на шамотной бровке 2, огнеупорную засыпку 3, подовые блоки 4, межблочные швы 5, токоподводящие стержни 6, угольную подушку 7, теплоизоляционный слой 8 из смеси керамзита и порошкообразных теплоизоляционных материалов /диатома/ и огнеупорный слой 9 из смеси шамота и кремнеземсодержащих материалов /кварцита/. The lining contains an
Для приготовления смесей использованы
керамзит в виде гранул размером 10 25 мм, плотностью 400 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,2 Ккал/м•ч•град;
диатомовый порошок и вермикулит;
высокодисперсная пыль кремнезема продукт газоочистки при производстве кристаллического кремния, содержащая, мас. кремнезем 92; углерод 3; железо 0,6; окись железа и алюминия остальное;
кварцит мелкий отсев при приготовлении шихты для плавки кремния.For the preparation of mixtures used
expanded clay in the form of granules with a size of 10 25 mm, a density of 400 kg / m 3 and a thermal conductivity of 0.2 Kcal / m • h • deg;
diatom powder and vermiculite;
fine silica dust gas treatment product in the production of crystalline silicon, containing, by weight. silica 92; carbon 3; iron 0.6; iron oxide and aluminum else;
quartzite fine screening when preparing a mixture for melting silicon.
Исполнение предложенной футеровки осуществляется следующим образом. The implementation of the proposed lining is as follows.
Пример 1. На металлическое днище в полном объеме засыпают смесь керамзита и порошкообразного диатома при соотношении их объемов, равном 1 0,1. Насыпную смесь уплотняют валиком. Образуется теплоизоляционный слой толщиной 250 мм /общая толщина двух слоев 350 мм/. Далее аналогичным методом создается огнеупорный слой из смеси шамота и кварцита при их объемном соотношении 1 0,2. Толщина данного слоя 100 мм. Соотношение толщин теплоизоляционного и огнеупорного слоев составляет 1 0,4. На огнеупорный слой наносится угольная подушка и укладываются подовые блоки с токоподводящими стержнями, после чего набиваются межблочные швы. Example 1. A mixture of expanded clay and powdered diatom is completely filled up on a metal bottom with a ratio of their volumes equal to 1 0.1. The bulk mixture is sealed with a roller. An insulating layer with a thickness of 250 mm is formed (the total thickness of the two layers is 350 mm). Further, a similar method creates a refractory layer of a mixture of chamotte and quartzite with a volume ratio of 1 0.2. The thickness of this layer is 100 mm. The ratio of the thickness of the insulating and refractory layers is 1 0.4. A carbon cushion is applied to the refractory layer and hearth blocks with current-carrying rods are laid, after which interblock seams are packed.
В процессе эксплуатации электролизера огнеупорный слой препятствует проникновению расплавленного алюминия в нижележащий теплоизоляционный слой, сохраняя тем самым высокие теплоизоляционные свойства последнего. Пропитка огнеупорного слоя компонентами электролита затормаживается, а верхней части теплоизоляционного слоя предотвращается. В итоге тепловое сопротивление цоколя и футеровки в целом в процессе эксплуатации электролизера сохраняется более высоким, чем у известной. During the operation of the electrolyzer, the refractory layer prevents the penetration of molten aluminum into the underlying heat-insulating layer, thereby preserving the high heat-insulating properties of the latter. Impregnation of the refractory layer with electrolyte components is inhibited, and the upper part of the insulating layer is prevented. As a result, the thermal resistance of the base and the lining as a whole during the operation of the electrolyzer remains higher than that of the known one.
В примерах 2 и 3 катодную футеровку выполняют и испытывают аналогично примеру 1 при следующих параметрах. In examples 2 and 3, the cathode lining is performed and tested analogously to example 1 with the following parameters.
Пример 2. Example 2
1. Соотношение толщин теплоизоляционного и огнеупорного слоев составляет 205 145 /мм/ или 1 0,7. 1. The ratio of the thickness of the insulating and refractory layers is 205 145 / mm / or 1 0.7.
2. Соотношение объемов керамзита и вермикулита 1 0,2. 2. The ratio of the volume of expanded clay and
3. Соотношение объемов шамота и высокодисперсной пыли кремнезема 1 0,3. 3. The ratio of the volumes of chamotte and
Пример 3. Example 3
1. Соотношение толщин теплоизоляционного и огнеупорного слоев составляет 175 175 /мм/ или 1 1. 1. The ratio of the thickness of the insulating and refractory layers is 175 175 / mm / or 1 1.
2. Соотношение объемов керамзита и диатома 1 0,3. 2. The ratio of the volume of expanded clay and
3. Соотношение объемов шамота и кварцита 1 0,4. 3. The ratio of the volumes of chamotte and
В примерах 4 9 футеровку выполняют и испытывают аналогично примерам 1 - 3 за пределами заявленных интервалов. In examples 4 to 9, the lining is performed and tested similarly to examples 1 to 3 outside the declared intervals.
Выполняют и испытывают футеровку катодной части алюминиевого электролизера по известному решению. They perform and test the lining of the cathode part of an aluminum electrolyzer according to a known solution.
Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2. The test results are given in table. 1 and 2.
Из данных табл. 1 и 2 видно, что использование футеровки катодной части алюминиевою электролизера /по примерам 1oC3/обеспечивает уменьшение расхода электроэнергии на 157 кВт•ч/т электролитического алюминия и снижение затрат на монтаж катодной футеровки на 18%From the data table. 1 and 2 it is seen that the use of the lining of the cathode part of the aluminum electrolyzer / according to examples 1 o C3 / provides a reduction in energy consumption by 157 kW • h / t of electrolytic aluminum and a reduction in the cost of installation of the cathode lining by 18%
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106334A RU2095487C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Lining for cathode part of aluminum electrolyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106334A RU2095487C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Lining for cathode part of aluminum electrolyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2095487C1 true RU2095487C1 (en) | 1997-11-10 |
| RU96106334A RU96106334A (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=20178793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96106334A RU2095487C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Lining for cathode part of aluminum electrolyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2095487C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3415663A4 (en) * | 2016-02-09 | 2019-10-30 | (Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'Yu "Obedinennaya Kompaniya Rusal Inzhen-Erno- Tekhnologicheskiy Tsentr) | Electrolyzer cathode lining method for producing primary aluminum |
-
1996
- 1996-04-02 RU RU96106334A patent/RU2095487C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU, авторское свидетельство, 1183564, кл. C 25 C 3/08, 1985. Производство алюминия: Справочник металлурга по цветным металлам. - М.: Металлургия, 1976, с. 203. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3415663A4 (en) * | 2016-02-09 | 2019-10-30 | (Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'Yu "Obedinennaya Kompaniya Rusal Inzhen-Erno- Tekhnologicheskiy Tsentr) | Electrolyzer cathode lining method for producing primary aluminum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2986890C (en) | Lining of a cathode assembly of a reduction cell for production of aluminum, method for installation thereof and reduction cell having such lining | |
| RU2385972C1 (en) | Casing method of cathode device of electrolytic cell for receiving of aluminium | |
| US4737254A (en) | Linings for aluminium reduction cells | |
| RU2095487C1 (en) | Lining for cathode part of aluminum electrolyzer | |
| JP3228808B2 (en) | Refractory material for electrolytic cell, method for producing the refractory material, and electrolytic bat using the refractory material | |
| US5062929A (en) | Linings for aluminum reduction cells | |
| CN203701412U (en) | Heat-insulating composite autoclaved aerated concrete block and forming device thereof | |
| AU742020B2 (en) | Bottom lining for electrolytic cells and process for its manufacture | |
| RU2266983C1 (en) | Cathode facing to aluminum cell | |
| CA2997712C (en) | Method for lining a cathode of a reduction cell for production of primary aluminum | |
| SU1183564A1 (en) | Lining of aluminium electrolizer cathode arrangement | |
| RU2037565C1 (en) | Bottom of aluminium electrolyzer and method for its mounting | |
| US3457149A (en) | Electrolytic cell and vacuum process for filling pores in its lining | |
| RU2098518C1 (en) | Lining of cathode part of aluminum electrolyzer | |
| RU2614357C2 (en) | Lining method for cathode assembly of electrolyzer for primary aluminium production (versions) | |
| RU2125621C1 (en) | Lining of shell of cathode aluminum electrolyzer | |
| KR100491730B1 (en) | Light brick using polystyrene foam and Process for the preparation thereof | |
| RU2221087C2 (en) | Aluminum cell hearth | |
| RU2685821C1 (en) | Cathode assembly of aluminum electrolytic cell | |
| SU576353A1 (en) | Method of mounting hearth of aluminium electrolizer | |
| RU2131487C1 (en) | Facing of cathode casing of aluminium cell | |
| AU573604B2 (en) | Reduction pot for producing aluminium | |
| RU2100487C1 (en) | Lining of cathode part of aluminium electrolyzer | |
| SU857303A1 (en) | Fettlings of aluminium electrolyzer | |
| SU1286640A1 (en) | Bottom of aluminium electrolyzer |