RU2124585C1

RU2124585C1 - Cathode unit of aluminum electrolyzer

Info

Publication number: RU2124585C1
Application number: RU97115730A
Authority: RU
Inventors: В.В. Пингин; Ю.В. Куликов; Н.П. Геращенко; М.П. Петухов; В.Н. Тихомиров; М.А. Пак; Г.Д. Козьмин; М.К. Кулеш
Original assignee: Открытое акционерное общество "Красноярский алюминиевый завод"
Priority date: 1997-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy, design of cathode unit of aluminum electrolyzer with self-baking anode. SUBSTANCE: cathode unit is manufactured in the form of metal housing 1 lines with carbon material. Upper face of side lining 2 is covered with flange sheet 3. Metal sheet 4 having width amounting to 0.7-2.0 width of flange sheet is installed on side of electrolyzer shaft at angle of 30-60 deg with respect to flange sheet and side gate is attached to it for more intensive release of heat and formation of skull of needed thickness. Metal ribs are mounted between inclined and flange sheets. EFFECT: provision for conditions of intensive heat release and for formation of skull of needed thickness. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, to the design of the cathode device of an aluminum electrolyzer.

Известно катодное устройство, содержащее металлический кожух, футерованный угольным материалом. Бортовые стенки кожуха выполнены с кронштейнами, а верхняя грань боковой футеровки закрыта горизонтально расположенным фланцевым листом [2]. Как следует из многолетнего опыта, нестабильность теплового режима электролизеров в отдельные периоды их работы приводит к повышению температуры электролита и расплавлению бортовых настылей, в результате чего возрастают деформация (вспучивание) фланцевых листов и разрушение верхней части футеровки. A cathode device is known comprising a metal casing lined with carbon material. The side walls of the casing are made with brackets, and the upper side of the side lining is closed with a horizontally located flange sheet [2]. As follows from many years of experience, the instability of the thermal regime of electrolytic cells in certain periods of their operation leads to an increase in the temperature of the electrolyte and the melting of the side layers, as a result of which deformation (expansion) of flange sheets and destruction of the upper part of the lining increase.

Задачей изобретения является обеспечение условий интенсивного отвода тепла и образования гарниссажа необходимой толщины для защиты верхней части футеровки и фланцевых листов от воздействия расплава при изменении температуры процесса электролиза. The objective of the invention is to provide conditions for intensive heat removal and the formation of a skull of the required thickness to protect the upper part of the lining and flange sheets from the action of the melt when the temperature of the electrolysis process changes.

Поставленная задача достигается тем, что в катодном устройстве алюминиевого электролизера, включающем металлический кожух и боковую угольную футеровку, покрытую сверху фланцевым листом, к фланцевому листу под углом 30-60^o установлен со стороны шахты электролизера металлический лист, ширина которого составляет 0,7-2,0 ширины фланцевого листа.This object is achieved by the fact that in the cathode device of an aluminum electrolyzer, including a metal casing and a side carbon lining coated on top with a flange sheet, a metal sheet with a width of 0.7-2 is installed from the side of the cell of the cell to the flange sheet at an angle of 30-60 ^o , 0 width of the flange sheet.

Кроме того, к наклонному металлическому листу прикреплена боковая заслонка, а между наклонным и фланцевым листами установлены металлические ребра. In addition, a side flap is attached to the inclined metal sheet, and metal ribs are installed between the inclined and flange sheets.

В процессе работы электролизера поверхность расплава расположена выше уровня фланцевого листа. Предложенное решение обеспечивает отвод такого количества тепла, при котором на футеровке и над электролитом выше фланцевого листа постоянно имеется слой гарниссажа, защищающий угольную футеровку от разрушения, а фланцевый лист - от чрезмерных деформаций. During operation of the electrolyzer, the melt surface is located above the level of the flange sheet. The proposed solution provides the removal of such an amount of heat, in which on the lining and above the electrolyte above the flange sheet there is always a layer of a skull plate protecting the carbon lining from destruction, and the flange sheet from excessive deformation.

Если наклонный металлический лист установлен под углом менее 30^o, то глинозем задерживается на стенке и теплоотдача уменьшается. В случае увеличения этого угла более 60^o затруднено обслуживание электролизера.If the inclined metal sheet is installed at an angle of less than 30 ^o , the alumina is retained on the wall and heat transfer is reduced. In the case of an increase in this angle of more than 60 ^o difficult to maintain the cell.

При ширине наклонного листа менее 0,7 ширины фланцевого листа полость между ними самопроизвольно заполняется глиноземом и отвод тепла резко сокращается. При ширине наклонного листа более 2,0 фланцевого происходит переохлаждение верхней зоны катодного устройства, возрастают металлоемкость и трудозатраты на изготовление устройства. When the width of the inclined sheet is less than 0.7 of the width of the flange sheet, the cavity between them spontaneously fills with alumina and heat dissipation is sharply reduced. When the width of the inclined sheet is more than 2.0 flanged, supercooling of the upper zone of the cathode device occurs, the metal consumption and labor costs for manufacturing the device increase.

На чертеже изображена верхняя часть катодного устройства в поперечном сечении. The drawing shows the upper part of the cathode device in cross section.

Устройство содержит металлический кожух 1, боковую угольную футеровку 2, покрытую сверху фланцевым листом 3, к которому прикреплен наклонный лист 4, а к нему - боковая заслонка 5. Между фланцевым и наклонным листами установлены металлические ребра 6. The device comprises a metal casing 1, a side carbon lining 2, coated on top with a flange sheet 3, to which an inclined sheet 4 is attached, and a side shutter 5 attached to it. Metal ribs 6 are installed between the flange and the inclined sheets.

Пример. На электролизерах с верхним токоподводом, работающих на силе тока 156 кА, по всему периметру катодного устройства установлены наклонные листы шириной 260 мм с боковой заслонкой при ширине фланцевых листов 230 мм. Угол наклона составляет 36^o. Между фланцевым и наклонным листами установлены металлические ребра.Example. On top-powered electrolyzers operating at a current of 156 kA, inclined sheets with a width of 260 mm and a side flap with a width of flange sheets of 230 mm are installed around the entire perimeter of the cathode device. The angle of inclination is 36 ^o . Between the flange and inclined sheets are installed metal ribs.

В результате применения предложенного устройства толщина гарниссажа увеличилась на 34%, что позволило сохранить бортовую футеровку в хорошем состоянии и повысить срок службы электролизеров. As a result of the application of the proposed device, the thickness of the skull increased by 34%, which allowed to keep the side lining in good condition and increase the life of the electrolytic cells.

Источник информации
Троицкий И.А. Металлургия алюминия. - М.: Металлургия, 1977, с. 247.Sourse of information
Troitsky I.A. Metallurgy of aluminum. - M.: Metallurgy, 1977, p. 247.

Claims

1. The cathode device of an aluminum electrolyzer, including a metal casing and a side carbon lining, coated on top with a flange sheet, characterized in that a metal sheet with a width of 0.7 - 2 is installed from the side of the cell of the cell to the flange sheet at an angle of 30 ^{° to} 60 ^° 0 width of the flange sheet.

2. The device according to claim 1, characterized in that a side flap is attached to the inclined metal sheet.

3. The device according to claim 1, characterized in that between the flange and inclined sheets installed metal ribs.