RU2186880C1

RU2186880C1 - Side lining of aluminum electrolyzer

Info

Publication number: RU2186880C1
Application number: RU2001106282/02A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Громов; Р.В. Пак; С.Н. Ахмедов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АЛКОРУС ИНЖИНИРИНГ"
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy; electrolytic production of aluminum; cathode device of aluminum electrolyzer. SUBSTANCE: side lining of aluminum electrolyzer consists of two parts made from materials at different resistance to melt contained in shaft of electrolyzer: upper part is made from plates manufactured from nonmetallic high-melting compounds possessing higher resistance and lower part consists of interconnected blocks manufactured from carbon-containing material possessing lower resistance; plates made from non-metallic high-melting compound are received by slot provided in upper faces of blocks made from carbon-containing material; they are connected with blocks made from carbon-containing material by means of adhesive or cementing compound or by filling this slot with carbon- containing material. EFFECT: increased service life of side lining of aluminum electrolyzer. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, and in particular to the design of the cathode device of an aluminum electrolyzer.

Известна боковая футеровка алюминиевого электролизера, состоящая из угольных плит и теплоизоляционного огнеупора (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. - М.: Металлургия, 1971. С. 203-206). Known lateral lining of an aluminum electrolyzer, consisting of coal stoves and a heat-insulating refractory (Reference metallurgist non-ferrous metals. Aluminum production. - M .: Metallurgy, 1971. S. 203-206).

Недостатком данной боковой футеровки является то, что при воздействии кислорода воздуха, поступающего через неплотности в корке электролита, происходит окисление и интенсивное разрушение верхней части угольных плит. Это приводит к проникновению расплава электролита к теплоизоляционному огнеупору, его пропитке электролитом и изменению теплоизоляционных свойств боковой футеровки. При этом возникают усилия, отжимающие угольные плиты от катодного кожуха алюминиевого электролизера и приводящие к значительным деформациям шахты алюминиевого электролизера и, как правило, разрушающие боковую футеровку алюминиевого электролизера. Разрушение боковой футеровки приводит к проникновению расплава к металлическому кожуху и к прорыву расплава из шахты алюминиевого электролизера. Помимо окисления и разрушения верхних частей угольных плит из-за воздействия на них кислорода воздуха, поступающего через неплотности в корке электролита, разрушение угольных плит в зоне расплава электролита происходит в результате избирательного воздействия на них компонентов криолитоглиноземного расплава. В результате такого воздействия компонентов криолитоглиноземного расплава на обращенных в сторону расплава боковых гранях угольных плит, особенно на границе металл - электролит, образуется шейка, которая, постепенно увеличиваясь, приводит к разрушению угольных плит. Такое разрушение угольных плит в результате указанного воздействия компонентов криолитоглиноземного расплава также приводит к разрушению боковой футеровки, к проникновению расплава к металлическому кожуху и к прорыву расплава из шахты алюминиевого электролизера. The disadvantage of this lateral lining is that when exposed to oxygen from the air entering through leaks in the electrolyte crust, oxidation and intensive destruction of the upper part of the coal stoves occurs. This leads to the penetration of the molten electrolyte to the heat-insulating refractory, its impregnation with electrolyte and a change in the heat-insulating properties of the side lining. In this case, efforts arise, squeezing the coal plates from the cathode casing of the aluminum electrolysis cell and leading to significant deformations of the shaft of the aluminum electrolysis cell and, as a rule, destroying the lateral lining of the aluminum electrolysis cell. Destruction of the side lining leads to the penetration of the melt to the metal casing and to the breakthrough of the melt from the shaft of the aluminum electrolyzer. In addition to the oxidation and destruction of the upper parts of the coal stoves due to exposure to oxygen in the air coming through leaks in the electrolyte crust, the destruction of the coal stoves in the electrolyte melt zone occurs as a result of the selective exposure of the cryolite-alumina melt components to them. As a result of this effect of the components of the cryolite-alumina melt on the side faces of the coal plates facing the melt, especially at the metal-electrolyte interface, a neck is formed, which, gradually increasing, leads to the destruction of the coal plates. Such destruction of coal stoves as a result of the indicated action of the components of the cryolite-alumina melt also leads to the destruction of the side lining, to the penetration of the melt to the metal casing and to the breakthrough of the melt from the shaft of the aluminum electrolyzer.

Наиболее близкой к заявленной является бортовая футеровка алюминиевого электролизера, выполненная по высоте из материалов с различной стойкостью к расплаву, содержащемуся в шахте электролизера, в которой ее верхняя часть выполнена из материала с повышенной стойкостью, а нижняя часть - из материала с пониженной стойкостью, при этом для выполнения ее верхней части использованы карбидкремниевые плиты, а для выполнения ее нижней части использованы соединенные между собой обожженные угольные блоки, причем соединение между собой ее верхней и нижней частей выполнено с применением углеродистой пасты или путем плотной стыковки "насухо" предварительно фрезерованных поверхностей плит ее верхней части и блоков ее нижней части (SU, авт. св. 377419, С 22 D 3/02, С 22 D 3/12, опубл. 17.04.73). Closest to the claimed one is the side lining of an aluminum electrolytic cell made in height of materials with different resistance to melt contained in the cell of the electrolyzer, in which its upper part is made of material with increased resistance, and the lower part is made of material with reduced resistance, silicon carbide plates were used to carry out its upper part, and fired coal blocks interconnected among themselves were used to perform its lower part, and the upper and the lower parts are made using carbon paste or by tightly joining “dry” previously milled surfaces of plates of its upper part and blocks of its lower part (SU, ed. St. 377419, C 22 D 3/02, C 22 D 3/12, publ. 04/17/73).

Выполнение боковой футеровки из двух частей, из которых ее верхняя часть выполнена из материала с повышенной стойкостью, а ее нижняя часть - из материала с пониженной стойкостью, и при этом использование для верхней части карбидкремниевых плит, а для нижней части - обожженных угольных блоков позволяет создать более рациональную форму шахты электролизера и при этом снизить расход дорогостоящих карбидкремниевых плит. The execution of the side lining of two parts, of which its upper part is made of material with increased resistance, and its lower part is made of material with reduced resistance, while using silicon carbide plates for the upper part and fired coal blocks for the lower part allows you to create more rational shape of the cell of the cell and at the same time reduce the consumption of expensive silicon carbide plates.

Однако ее недостатком является то, что соединение между собой ее верхней и нижней частей, выполненное с применением углеродистой пасты или путем плотной стыковки "насухо" предварительно фрезерованных поверхностей плит ее верхней части и блоков ее нижней части, не обеспечивает надежную фиксацию плит верхней части относительно блоков нижней части и способствует проникновению содержащегося в шахте электролизера расплава в местах соединения указанных элементов, особенно в период пуска электролизера и в начальный период его работы. При таком соединении плит верхней части и блоков нижней части и отсутствии надежной фиксации указанных элементов относительно друг друга содержащийся в шахте электролизера расплав, проникая в местах соединения указанных элементов, особенно в период пуска и в начальный период работы электролизера, когда на обращенных в сторону расплава боковых гранях еще отсутствует защитный гарниссаж, приводит к изменению теплофизических свойств бортовой футеровки, возникновению усилий, отжимающих плиты и блоки от катодного кожуха алюминиевого электролизера и приводящих к значительным деформациям шахты алюминиевого электролизера и, как правило, разрушающих бортовую футеровку алюминиевого электролизера. При этом следует также отметить, что отличие по своим физическим и механическим свойствам карбидкремниевых плит верхней части бортовой футеровки и обожженных угольных блоков нижней части бортовой футеровки и отсутствие закрепления карбидкремниевых плит верхней части футеровки относительно обожженных угольных блоков нижней части футеровки или относительно других элементов алюминиевого электролизера приводит к различным линейным перемещениям карбидкремниевых плит верхней части и обожженных угольных блоков нижней части при одинаковом воздействии на них содержащегося в шахте электролизера расплава и возникающих при пуске и работе электролизера деформирующих усилий. Такие различные линейные перемещения карбидкремниевых плит и обожженных угольных блоков приводят к образованию зазоров как между указанными плитами и блоками, так и в местах стыкования карбидкремниевых плит друг с другом, создавая тем самым условия для проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в указанные зазоры. Кроме того, при этом из-за отсутствия закрепления карбидкремниевых плит верхней части бортовой футеровки относительно обожженных угольных блоков нижней части бортовой футеровки или относительно каких-либо других элементов электролизера возможно выпадение отдельных карбидкремниевых плит. Такое разрушение бортовой футеровки приводит к проникновению расплава к металлическому кожуху и к прорыву расплава из шахты алюминиевого электролизера. However, its disadvantage is that the connection between its upper and lower parts, made using carbon paste or by tightly joining the previously milled surfaces of the plates of its upper part and blocks of its lower part, does not provide reliable fixation of the plates of the upper part relative to the blocks the lower part and facilitates the penetration of the melt contained in the cell at the junction of these elements, especially during the start-up of the cell and in the initial period of its operation. With such a connection of the plates of the upper part and the blocks of the lower part and the absence of reliable fixation of these elements relative to each other, the melt contained in the cell of the cell penetrating at the junction of these elements, especially during the start-up and in the initial period of operation of the cell, when on the side facing the melt faces there is still no protective skull, leads to a change in the thermophysical properties of the side lining, the emergence of forces, squeezing plates and blocks from the cathode casing of aluminum elec rolizera and leading to a significant deformation of the mine and an aluminum electrolytic, usually destroying the lining of aluminum electrolysis board. It should also be noted that the difference in their physical and mechanical properties of silicon carbide plates of the upper part of the side lining and fired coal blocks of the lower part of the side lining and the lack of fixing of silicon carbide plates of the upper part of the lining with respect to the fired coal blocks of the lower part of the lining or relative to other elements of the aluminum electrolysis cell to various linear movements of silicon carbide plates of the upper part and fired coal blocks of the lower part at the same tion exposed to the melt contained in the cell shaft and emerging at the starting and operating an electrolytic cell deforming forces. Such various linear displacements of silicon carbide plates and charred coal blocks lead to the formation of gaps both between the indicated plates and blocks, and at the junctions of the silicon carbide plates with each other, thereby creating conditions for the melt contained in the cell of the cell to penetrate into these gaps. In addition, due to the lack of fixing of silicon carbide plates of the upper part of the side lining with respect to the charred coal blocks of the lower part of the side lining or with respect to any other elements of the electrolyzer, individual silicon carbide plates may fall out. Such destruction of the side lining leads to the penetration of the melt to the metal casing and to the breakthrough of the melt from the shaft of the aluminum electrolysis cell.

В основу изобретения положена задача разработать боковую футеровку алюминиевого электролизера, позволяющую создать рациональную форму шахты электролизера за счет ее выполнения из двух частей, из которых ее верхняя часть выполнена из материала с повышенной стойкостью к содержащемуся в шахте электролизера расплаву, а нижняя часть - из материала с пониженной стойкостью к указанному расплаву, и при этом обеспечивающую надежную фиксацию элементов ее верхней части относительно элементов ее нижней части и исключающую проникновение содержащегося в шахте электролизера расплава в местах соединения элементов ее верхней и нижней части, а также в местах стыкования элементов, составляющих ее верхнюю часть, друг с другом, особенно в период пуска электролизера и в начальный период его работы, что позволит увеличить ее срок службы. The basis of the invention is the task of developing a lateral lining of an aluminum electrolysis cell, which makes it possible to create a rational shape of the electrolytic cell shaft due to its implementation in two parts, of which its upper part is made of material with increased resistance to the melt contained in the electrolytic cell, and the lower part is made of material with reduced resistance to the specified melt, while ensuring reliable fixation of the elements of its upper part relative to the elements of its lower part and preventing penetration containing egosya in the shaft electrolyzer melt at the attachment elements of the upper and lower parts, as well as in field splicing elements constituting its upper part, with one another, especially in the start-up period of the cell and in the initial period of its operation, which will increase its durability.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в боковой футеровке алюминиевого электролизера, состоящей из двух частей, выполненных из материалов с различной стойкостью к содержащемуся в шахте электролизера расплаву, из которых ее верхняя часть выполнена из плит из неметаллических тугоплавких соединений, имеющих повышенную стойкость, а нижняя часть - из соединенных между собой блоков из углеродсодержащего материала, имеющего пониженную стойкость, плиты из неметаллических тугоплавких соединений установлены в паз, выполненный в верхних гранях блоков из углеродсодержащего материала, и соединены с блоками из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим составом или заделкой указанного паза углеродсодержащим материалом. The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the lateral lining of an aluminum electrolytic cell, consisting of two parts made of materials with different resistance to the melt contained in the cell of the cell, of which its upper part is made of plates of non-metallic refractory compounds having high resistance, and the lower part - from interconnected blocks of carbon-containing material having reduced resistance, plates of non-metallic refractory compounds are installed into the groove made in the upper faces of the blocks of carbon-containing material, and connected to the blocks of carbon-containing material by an adhesive or cementitious composition or by sealing the said groove with a carbon-containing material.

Плиты из неметаллических тугоплавких соединений могут быть установлены в два ряда с перевязкой швов. Plates of non-metallic refractory compounds can be installed in two rows with ligation of the seams.

Плиты из неметаллических тугоплавких соединений первого и второго ряда могут быть соединены между собой клеящим или цементирующим составом. Plates of non-metallic refractory compounds of the first and second row can be interconnected by adhesive or cementitious composition.

Плиты из неметаллических тугоплавких соединений соединены между собой клеящим или цементирующим составом. Plates of non-metallic refractory compounds are interconnected by an adhesive or cementitious composition.

Установка плит из неметаллических тугоплавких соединений в паз, выполненный в верхних гранях соединенных между собой блоков из углеродсодержащего материала, и соединение с блоками из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим составом или заделкой указанного паза углеродсодержащим материалом обеспечивают надежную фиксацию плит из неметаллических тугоплавких соединений относительно блоков из углеродсодержащего материала и исключают проникновение содержащегося в шахте электролизера расплава между указанными плитами и блоками, а также в местах стыкования указанных плит друг с другом. Это позволяет увеличить срок службы бортовой футеровки алюминиевого электролизера. The installation of plates of non-metallic refractory compounds in a groove made in the upper faces of interconnected blocks of carbon-containing material, and the connection with blocks of carbon-containing material with an adhesive or cementitious composition or the sealing of said groove with carbon-containing material ensures reliable fixation of plates of non-metallic refractory compounds relative to blocks of carbon-containing material material and exclude the penetration of the melt contained in the cell of the cell between the indicated plates and blocks, as well as at the junction of these plates with each other. This allows you to increase the service life of the side lining of the aluminum electrolyzer.

Наличие паза, выполненного в верхних гранях блоков из углеродсодержащего материала, установка в него плит из неметаллических тугоплавких соединений и соединение указанных плит с блоками из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим составом или заделкой указанного паза углеродсодержащим материалом, во-первых, обеспечивают закрепление плит из неметаллических тугоплавких соединений и тем самым исключают их линейные перемещения при воздействии содержащегося в шахте электролизера расплава и возникающих при пуске и работе алюминиевого электролизера деформирующих усилий как относительно блоков из углеродсодержащего материала, так и относительно друг друга. Это исключает образование зазоров между указанными элементами боковой футеровки и тем самым исключает проникновение содержащегося в шахте электролизера расплава в местах соединения указанных плит и блоков и в местах стыкования указанных плит друг с другом. Во-вторых, паз, выполненный в верхних гранях блоков из углеродсодержащего материала, с установленными в него плитами из неметаллических тугоплавких соединений и соединение указанных плит с блоками из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим составом или заделкой указанного паза углеродсодержащим материалом служат надежным препятствием для проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в местах соединения указанных элементов. The presence of a groove made in the upper faces of the blocks of carbon-containing material, the installation of plates of non-metallic refractory compounds into it and the connection of these plates with blocks of carbon-containing material with an adhesive or cementitious composition or the sealing of the specified groove with carbon-containing material, firstly, ensure the fixing of plates of non-metallic refractory compounds and thereby exclude their linear movements when exposed to the melt contained in the cell electrolyzer and arising during start-up and operation aluminum electrolysis of deforming forces both with respect to blocks of carbon-containing material, and with respect to each other. This eliminates the formation of gaps between these elements of the side lining and thereby eliminates the penetration of the melt contained in the cell of the cell at the junction of these plates and blocks and at the junction of these plates with each other. Secondly, the groove made in the upper faces of the blocks of carbon-containing material, with plates of non-metallic refractory compounds installed in it, and the connection of these plates with blocks of carbon-containing material with an adhesive or cementitious composition or the sealing of the specified groove with carbon-containing material serve as a reliable obstacle for the penetration of the cell of the melt cell at the junction of these elements.

Выполненный в верхних гранях блоков из углеродсодержащего материала паз придает шву между плитами из неметаллических тугоплавких соединений и блоками из углеродсодержащего материала ступенчатую форму, что увеличивает путь фильтрации содержащегося в шахте электролизера расплава электролита между указанными плитами и блоками и тем самым создает условия для застывания расплава электролита в этом пазу в случае его проникновении в этот паз, исключая его проникновение к катодному кожуху электролизера. Такая ступенчатая форма шва между плитами из неметаллических тугоплавких соединений верхней части футеровки и блоками из углеродсодержащего материала нижней части футеровки и наличие в этом шве клеящего или цементирующего состава или углеродсодержащего материала, соединяющего указанные плиты верхней части с указанными блоками нижней части, увеличивают гидростатическое сопротивление проникновению расплава, содержащегося в шахте электролизера, между указанными элементами. The groove made in the upper faces of the blocks of carbon-containing material gives a seam between the plates of non-metallic refractory compounds and blocks of carbon-containing material in a stepped form, which increases the filtration path of the electrolyte melt contained in the cell between the said plates and blocks and thereby creates the conditions for solidification of the electrolyte melt in this groove if it penetrates into this groove, excluding its penetration to the cathode casing of the cell. Such a stepped shape of the weld between plates of non-metallic refractory joints of the upper part of the lining and blocks of carbon-containing material of the lower part of the lining and the presence in this weld of an adhesive or cementitious composition or carbon-containing material connecting these plates of the upper part with the indicated blocks of the lower part increase the hydrostatic resistance to penetration of the melt contained in the cell of the cell, between these elements.

При этом соединение плит из неметаллических тугоплавких соединений между собой клеящим или цементирующим составом обеспечивает дополнительную фиксацию указанных плит относительно друг друга и уменьшает вероятность проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в вертикальные швы между указанными плитами. Moreover, the connection of plates of non-metallic refractory joints with each other with an adhesive or cementitious composition provides additional fixation of these plates relative to each other and reduces the likelihood of melt contained in the cell electrolyzer in vertical joints between these plates.

Установка плит из неметаллических тугоплавких соединений в два ряда с перевязкой швов позволяет использовать плиты, имеющие небольшие размеры, в частности толщину и длину, и при этом снижает вероятность проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в вертикальные швы между указанными плитами. Соединение плит из неметаллических тугоплавких соединений между собой клеящим или цементирующим составом обеспечивает дополнительную фиксацию плит из неметаллических тугоплавких соединений в ряду относительно друг друга и снижает вероятность проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в вертикальные швы между указанными плитами. Соединение плит из неметаллических тугоплавких соединений первого и второго ряда между собой клеящим или цементирующим составом, во-первых, обеспечивает дополнительную фиксацию плит из неметаллических тугоплавких соединений первого и второго ряда относительно друг друга и снижает вероятность проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в вертикальные швы между плитами первого и второго ряда, а во-вторых, исключает вероятность образования зазора между плитами первого и второго ряда, обеспечивая тем самым хороший контакт между плитами первого и второго ряда, необходимый для условий интенсивного отвода тепла. The installation of plates of non-metallic refractory compounds in two rows with ligation of the seams allows the use of plates having small dimensions, in particular thickness and length, and at the same time reduces the likelihood of melt contained in the cell of the cell in the vertical joints between these plates. The connection of plates of non-metallic refractory compounds to each other with an adhesive or cementitious composition provides additional fixation of plates of non-metallic refractory compounds in a row relative to each other and reduces the likelihood of the melt contained in the cell electrolyte penetrating into vertical joints between these plates. The connection of plates of non-metallic refractory compounds of the first and second row to each other with an adhesive or cementitious composition, firstly, provides additional fixation of plates of non-metallic refractory compounds of the first and second row relative to each other and reduces the likelihood of melt contained in the cell of the cell in vertical joints between the plates first and second row, and secondly, eliminates the possibility of a gap between the plates of the first and second row, thereby providing a good cont t between the plates of the first and second row required to intense heat conditions.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображена боковая футеровка алюминиевого электролизера, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1. The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 shows the side lining of an aluminum electrolyzer, a plan view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 1.

Боковая футеровка алюминиевого электролизера состоит из двух частей, выполненных из материалов с различной стойкостью к содержащемуся в шахте электролизера расплаву. Верхняя часть футеровки выполнена из плит 1 из неметаллических тугоплавких соединений, имеющих повышенную стойкость, а ее нижняя часть - из соединенных между собой блоков 2 из углеродсодержащего материала, имеющего пониженную стойкость. Плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений установлены в паз 3, выполненный в верхних гранях блоков 2 из углеродсодержащего материала. Плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений соединены с блоками 2 из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим составом или заделкой паза 3 углеродсодержащим материалом. Плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений и блоки 2 из углеродсодержащего материала установлены вдоль стенок катодного кожуха 4 алюминиевого электролизера с приклеиванием к стенкам катодного кожуха 4 либо с зазором относительно стенок катодного кожуха 4, заполняемым теплоизоляционным огнеупором. Плиты 1 могут быть изготовлены, например, из карбида кремния, нитрида кремния, карбида бора. В качестве клеящего или цементирующего состава могут быть использованы, например, торкрет-масса, состоящая из мертеля, кремнефтористого натрия, жидкого стекла и шамотного заполнителя или порошка нефтяного прокаленного кокса, или цемент, состоящий, например, из порошка карбида кремния и связующего, например, на основе ортофосфорной кислоты. В качестве углеродсодержащего материала для заделки паза 3 может быть использована подовая масса. Плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений могут быть соединены между собой клеящим или цементирующим составом. Плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений могут быть установлены в два ряда с перевязкой швов. При этом плиты 1 из неметаллических тугоплавких соединений первого и второго ряда могут быть соединены между собой клеящим или цементирующим составом. The lateral lining of an aluminum electrolyzer consists of two parts made of materials with different resistance to the melt contained in the cell of the electrolyzer. The upper part of the lining is made of plates 1 of non-metallic refractory compounds having high resistance, and its lower part is made of interconnected blocks 2 of carbon-containing material having low resistance. Plates 1 of non-metallic refractory compounds are installed in the groove 3, made in the upper faces of the blocks 2 of carbon-containing material. Plates 1 of non-metallic refractory compounds are connected to blocks 2 of a carbon-containing material by an adhesive or cementitious composition or by sealing a groove 3 with a carbon-containing material. Plates 1 of non-metallic refractory compounds and blocks 2 of carbon-containing material are installed along the walls of the cathode casing 4 of an aluminum electrolyzer with gluing to the walls of the cathode casing 4 or with a gap relative to the walls of the cathode casing 4 filled with heat-insulating refractory. Plates 1 can be made, for example, of silicon carbide, silicon nitride, boron carbide. As the adhesive or cementitious composition can be used, for example, a shotcrete mass consisting of mortar, sodium silicofluoride, water glass and chamotte aggregate or powder of petroleum calcined coke, or cement consisting, for example, of silicon carbide powder and a binder, for example based on phosphoric acid. As a carbon-containing material for sealing the groove 3 can be used hearth mass. Plates 1 of non-metallic refractory compounds can be interconnected by adhesive or cementitious composition. Plates 1 of non-metallic refractory compounds can be installed in two rows with ligation of the seams. In this case, plates 1 of non-metallic refractory compounds of the first and second row can be interconnected by an adhesive or cementitious composition.

Промышленная применимость боковой футеровки алюминиевого электролизера подтверждается нижеприведенным примером ее практического выполнения. The industrial applicability of the side lining of an aluminum electrolyzer is confirmed by the following example of its practical implementation.

Монтаж боковой футеровки алюминиевого электролизера производится после установки подовых секций и выполнения кладки так называемой бровки, представляющей собой, например, кладку шамотного кирпича вдоль стенок катодного кожуха 4. Перед установкой боковой футеровки бровка тщательно очищается от загрязнений. Боковая футеровка алюминиевого электролизера выполняется из двух частей, из которых ее верхняя часть выполняется из карбидкремниевых плит 1, имеющих повышенную стойкость к криолитоглиноземному расплаву, а ее нижняя часть выполняется из обожженных угольных блоков 2, имеющих пониженную стойкость к указанному расплаву. Для выполнения верхней части боковой футеровки возможно также использование плит из нитрида кремния или карбида бора. Установка карбидкремниевых плит 1 верхней части боковой футеровки и обожженных угольных блоков 2 нижней части боковой футеровки производится с приклеиванием их к стенкам катодного кожуха 4 алюминиевого электролизера и промазкой всех опорных и стыковочных поверхностей. Сначала производится установка обожженных угольных блоков 2 нижней части боковой футеровки. Для приклеивания блоков 2 к стенкам катодного кожуха 4 и промазки опорных и стыковочных поверхностей применяется торкрет-масса, состоящая из мертеля, кремнефтористого натрия, жидкого стекла и шамотного заполнителя. Приклеивание блоков 2 осуществляется путем выполнения следующих операций: торкрет-масса наносится щетками или мастерками на поверхность блока 2, обращенную к катодному кожуху 4, и опорную плоскость слоем 2-5 мм, затем торкрет-масса наносится на катодный кожух, в проекции приклеиваемого блока 2, и бровку толщиной 2-5 мм, после чего блок 2 прижимается к катодному кожуху вручную. После приклеивания одного блока 2 производится приклеивание следующего блока 2 в указанной последовательности операций с промазкой стыковочных поверхностей блоков 2. Возможный в отдельных местах зазор между блоками 2 и катодным кожухом 4 до 10 мм заполняется дополнительно. Допускается ширина швов между блоками 2 до 1 мм. Приклеивание блоков 2 производится с использованием струбцин, обеспечивающих фиксацию их на время приклеивания. Допускается зазор между блоками 2 и кожухом 4 до 2-10 мм. Снятие струбцин производится только после проведения операции набойки швов подины и углов. Углы боковой футеровки забиваются холодно-набивной подовой массой в процессе набойки швов подины. В процессе приклеивания блоков 2 зазор между основанием блока 2 и бровкой не должен превышать 5 мм и должен быть заполнен торкрет-массой, состоящей из мертеля, кремнефтористого натрия, жидкого стекла и порошка нефтяного прокаленного кокса. Попавшие на поверхность блока 2 остатки торкрет-массы удаляются. Installation of the side lining of the aluminum electrolyzer is carried out after installing the hearth sections and laying the so-called edge, for example, laying fireclay bricks along the walls of the cathode casing 4. Before installing the side lining, the edge is thoroughly cleaned of contaminants. The lateral lining of an aluminum electrolyzer is made of two parts, of which its upper part is made of silicon carbide plates 1 having high resistance to cryolite-alumina melt, and its lower part is made of calcined coal blocks 2, which have reduced resistance to the specified melt. It is also possible to use silicon nitride or boron carbide plates to make the upper part of the side lining. Installation of silicon carbide plates 1 of the upper part of the lateral lining and fired coal blocks 2 of the lower part of the lateral lining is carried out by gluing them to the walls of the cathode casing 4 of an aluminum electrolyzer and greasing all the supporting and connecting surfaces. First, the installation of fired coal blocks 2 of the lower part of the side lining. To stick the blocks 2 to the walls of the cathode casing 4 and to lubricate the supporting and connecting surfaces, a shotcrete is used, consisting of a mortar, sodium silicofluoride, liquid glass and chamotte aggregate. The gluing of the blocks 2 is carried out by performing the following operations: the shotcrete mass is applied with brushes or trowels to the surface of the block 2, facing the cathode casing 4, and the supporting plane with a layer of 2-5 mm, then the shotcrete mass is applied to the cathode casing, in the projection of the glued block 2 , and a brow with a thickness of 2-5 mm, after which block 2 is pressed manually to the cathode casing. After gluing one block 2, the next block 2 is glued in the specified sequence of operations with the lubrication of the connecting surfaces of the blocks 2. A possible gap in some places between the blocks 2 and the cathode casing 4 to 10 mm is additionally filled. The width of the joints between the blocks is 2 to 1 mm. The gluing of the blocks 2 is carried out using clamps, ensuring their fixation at the time of gluing. A clearance between blocks 2 and casing 4 is allowed up to 2-10 mm. Removal of clamps is carried out only after the operation of filling the seams of the hearth and corners. The corners of the side lining are clogged with a cold-stuffed hearth mass during the filling of the bottom seams. In the process of gluing blocks 2, the gap between the base of block 2 and the edge should not exceed 5 mm and should be filled with a shotcrete mass consisting of mortar, sodium silicofluoride, liquid glass and powder of calcined petroleum coke. The residues of the shotcrete mass that have fallen on the surface of block 2 are removed.

После установки обожженных угольных блоков 2 нижней части производится установка карбидкремниевых плит 1 верхней части боковой футеровки. Для выполнения верхней части боковой футеровки используются карбидкремниевые плиты размером 650•250•70 мм. Установка таких карбидкремниевых плит 1 производится в один ряд вдоль стенок катодного кожуха 4 алюминиевого электролизера. Установка карбидкремниевых плит 1 производится так же как, и установка блоков 2 с приклеиванием их к стенкам катодного кожуха 4 алюминиевого электролизера и промазкой всех стыковочных поверхностей этих плит. Приклеивание плиты 1 к стенке катодного кожуха 4 производится также с нанесением торкрет-массы на поверхность плиты 1, обращенную к кожуху 4, и на поверхность кожуха 4, в проекции приклеиваемой плиты 1. Карбидкремниевые плиты 1 вручную прижимаются к стенкам катодного кожуха 4, затем производится их подбивка для улучшения прижатия. При этом выдавливание клеящей массы по всему периметру плиты 1 является признаком заполнения зазоров между склеиваемыми поверхностями. Карбидкремниевые плиты 1 устанавливаются в паз 3, выполненный в верхних гранях обожженных угольных блоков 2 нижней части боковой футеровки. Карбидкремниевые плиты 1 соединяются с блоками 2 торкрет-массой, состоящей из мертеля, кремнефтористого натрия, жидкого стекла и порошка нефтяного прокаленного кокса. Возможно использование для соединения карбидкремниевых плит 1 с обожженными угольными блоками 2 цемента, состоящего из порошка карбида кремния и связующего на основе ортофосфорной кислоты. Карбидкремниевые плиты 1 и блоки 2 могут быть соединены заделкой паза 3 углеродсодержащим материалом, в качестве которого может быть использована подовая масса. Ширина шва между карбидкремниевыми плитами 1 не должна превышать 1 мм. Толщина шва между карбидкремниевыми плитами 1 и обожженными угольными блоками 2 не должна превышать 5 мм. After installing the fired coal blocks 2 of the lower part, the installation of silicon carbide plates 1 of the upper part of the side lining. To perform the upper part of the lateral lining, silicon carbide plates with a size of 650 • 250 • 70 mm are used. The installation of such silicon carbide plates 1 is carried out in a row along the walls of the cathode casing 4 of an aluminum electrolyzer. The installation of silicon carbide plates 1 is carried out in the same way as the installation of blocks 2 with gluing them to the walls of the cathode casing 4 of an aluminum electrolyzer and smearing all the connecting surfaces of these plates. The gluing of the plate 1 to the wall of the cathode casing 4 is also carried out by applying a shotcrete to the surface of the plate 1, facing the casing 4, and on the surface of the casing 4, in the projection of the glued plate 1. Silicon carbide plates 1 are manually pressed to the walls of the cathode casing 4, then padding them to improve grip. In this case, the extrusion of the adhesive mass around the entire perimeter of the plate 1 is a sign of filling the gaps between the glued surfaces. Silicon carbide plates 1 are installed in a groove 3 made in the upper faces of the calcined coal blocks 2 of the lower part of the side lining. Silicon carbide plates 1 are connected to the gunite blocks 2 by a mortar mass consisting of a mortar, sodium silicofluoride, water glass, and oil calcined coke powder. It is possible to use cement to join carbide-silicon plates 1 with charred coal blocks 2, consisting of silicon carbide powder and a binder based on phosphoric acid. Silicon carbide plates 1 and blocks 2 can be connected by sealing the groove 3 with a carbon-containing material, which can be used as a hearth mass. The width of the seam between the silicon carbide plates 1 should not exceed 1 mm. The thickness of the seam between the silicon carbide plates 1 and the charred coal blocks 2 should not exceed 5 mm.

При такой установке плит 1 обеспечивается их надежная фиксация относительно блоков 2 и исключается проникновение содержащегося в шахте электролизера расплава между указанными плитами 1 и блоками 2, а также в местах стыкования указанных плит 2 друг с другом. Это позволяет увеличить срок службы бортовой футеровки алюминиевого электролизера. With this installation of the plates 1, they are reliably fixed relative to the blocks 2 and the penetration of the melt contained in the cell of the cell between the indicated plates 1 and the blocks 2, as well as at the junctions of these plates 2 with each other, is excluded. This allows you to increase the service life of the side lining of the aluminum electrolyzer.

В случае использования карбидкремниевых плит 1, имеющих меньшую толщину и длину, целесообразна их установка вдоль стенок катодного кожуха 2 в два ряда с перевязкой швов. При этом карбидкремниевые плиты 1 первого и второго ряда могут быть соединены между собой торкрет-массой, состоящей из мертеля, кремнефтористого натрия, жидкого стекла и порошка нефтяного прокаленного кокса, или цементом, состоящим из порошка карбида кремния и связующего на основе ортофосфорной кислоты. Это снижает вероятность проникновения содержащегося в шахте электролизера расплава в вертикальные швы между указанными плитами 1 и обеспечивает дополнительную фиксацию плит 1 первого и второго ряда относительно друг друга, а также исключает вероятность образования зазора между плитами 1 первого и второго ряда, обеспечивая тем самым хороший контакт между плитами 1 первого и второго ряда, необходимый для условий интенсивного отвода тепла. In the case of using silicon carbide plates 1 having a smaller thickness and length, it is advisable to install them along the walls of the cathode casing 2 in two rows with ligation of the seams. In this case, silicon carbide plates 1 of the first and second row can be connected to each other by a shotcrete mass consisting of a mortar, sodium silicofluoride, liquid glass and powder of calcined petroleum coke, or cement, consisting of silicon carbide powder and a binder based on phosphoric acid. This reduces the likelihood of the melt contained in the cell of the electrolyzer in the vertical joints between the indicated plates 1 and provides additional fixation of the plates 1 of the first and second row relative to each other, and also eliminates the possibility of a gap between the plates 1 of the first and second row, thereby ensuring good contact between plates 1 of the first and second row, necessary for conditions of intense heat dissipation.

Claims

1. The side lining of an aluminum electrolyzer, consisting of two parts made of materials with different resistance to the melt contained in the cell, of which the upper part is made of plates of non-metallic refractory compounds with increased resistance, and the lower part is made of interconnected blocks of carbon-containing material having reduced resistance, characterized in that the plates of non-metallic refractory compounds are installed in a groove made in the upper faces of the blocks of carbon containing material, and are connected to blocks of carbon-containing material by an adhesive or cementitious composition or by sealing said groove with carbon-containing material.

2. Lining according to claim 1, characterized in that the plates of non-metallic refractory compounds are installed in two rows with ligation of the seams.

3. Lining according to claim 2, characterized in that the plates of non-metallic refractory compounds of the first and second row are interconnected by an adhesive or cementitious composition.

4. Lining according to claim 1 or 2, characterized in that the plates of non-metallic refractory compounds are interconnected by an adhesive or cementitious composition.