RU2202003C2 - Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer - Google Patents

Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer Download PDF

Info

Publication number
RU2202003C2
RU2202003C2 RU2001119703A RU2001119703A RU2202003C2 RU 2202003 C2 RU2202003 C2 RU 2202003C2 RU 2001119703 A RU2001119703 A RU 2001119703A RU 2001119703 A RU2001119703 A RU 2001119703A RU 2202003 C2 RU2202003 C2 RU 2202003C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blocks
refractory
heat insulation
heat
lining
Prior art date
Application number
RU2001119703A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.М. Николаев
В.И. Трифонов
В.И. Горбачев
И.П. Кокоулина
В.Г. Истомин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат"
Priority to RU2001119703A priority Critical patent/RU2202003C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202003C2 publication Critical patent/RU2202003C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, magnesium winning by electrolysis. SUBSTANCE: process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer comprising heat insulation and refractory layers includes manufacture of separate blocks, their installation on heat insulation layer and filling of spaces between blocks with sealing material. Multilayer blocks are manufactured by way of preparation of shell of high-strength refractory material, placement of heat insulation material in it and by drying with use of isothermal curing and cooling. Heat insulation layer comes in the form of supports between which heat insulation material is located. Multilayer blocks are put on supports and additional layer of refractory material is placed on blocks above. Material possessing thermal conductivity factor under 0.04 W/mK, for instance, basalt or fluoro-phlogopite fiber, is utilized in the capacity of heat insulation material. Material with open porosity not higher than 16%, for example, fluoro-phlogopite casting or high-aluminous concrete, is used as high- strength refractory material. Isothermal curing of blocks is carried out at temperature above 225 C. Refractory chemically-resistant material is employed as refractory material of additional layer. Shells of blocks are produced with use of reinforcement from chemically-resistant material, for instance, stainless steel or fluoroplastic. EFFECT: prolonged service life of electrolyzer. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому способу получения магния в электролизерах. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to an electrolytic method for producing magnesium in electrolyzers.

Известен способ изготовления футеровки магниевого электролизера (авт. свид. СССР 241694, опубл. БИ 14 18.04.69 г.), включающий изготовление из крупноблочного жароупорного бетона огнеупорной кладки, по поверхности которой нанесен слой из шамотового кирпича, а теплоизоляционный слой выполнен из диатомитового кирпича. A known method of manufacturing a lining of a magnesium electrolyzer (ed. Certificate of the USSR 241694, publ. BI 14 04/18/69), including the manufacture of large-block heat-resistant concrete refractory masonry, on the surface of which a layer of fireclay brick is applied, and the heat-insulating layer is made of diatomaceous brick .

Недостатком данного способа изготовления футеровки является низкий срок ее службы при воздействии расплавленных хлоридов при высоких температурах. The disadvantage of this method of manufacturing a lining is its low life when exposed to molten chlorides at high temperatures.

Известен способ изготовления футеровки магниевых электролизеров (авт. свид. СССР 451794, опубл. БИ 44 30.11.74 г.), включающий изготовление отдельных блоков из огнеупорных кирпичей, затем блоки устанавливают на слой из теплоизоляционного материала, соединяют их друг с другом пазами-замками, зазоры между кожухом и блоками заполняют засыпкой, а между блоками - твердеющими массами, например бетоном. A known method of manufacturing a lining of magnesium electrolyzers (ed. Certificate. USSR 451794, publ. BI 44 30.11.74), which includes the manufacture of individual blocks of refractory bricks, then the blocks are installed on a layer of heat-insulating material, connect them to each other with lock grooves , the gaps between the casing and the blocks are filled with backfill, and between the blocks with hardening masses, for example concrete.

Недостатком данного способа изготовления футеровки магниевых электролизеров является повышенная теплопроводность электролизера, что способствует при высоких температурах образованию настылей из смеси электролита со шламом, особенно в пусковой период или во время эксплуатации при несоблюдении заданного состава электролита и температурного режима. Образование настылей приводит к некачественной выборке шлама, нарушению циркуляции электролита между электролитическим отделением и сборной ячейкой и, как следствие, к снижению технико-экономических показателей работы электролизера. The disadvantage of this method of manufacturing the lining of magnesium electrolysis cells is the increased thermal conductivity of the electrolyzer, which contributes to the formation of sediments from a mixture of electrolyte with sludge at high temperatures, especially during the start-up period or during operation if the specified electrolyte composition and temperature conditions are not observed. The formation of slag leads to poor sampling of the sludge, disruption of the electrolyte circulation between the electrolytic compartment and the collection cell and, as a result, to a decrease in the technical and economic performance of the electrolyzer.

Задача данного изобретения направлена на устранение недостатков прототипа, т.е. устранение образования настылей из смеси электролита и шлама, поддержание заданного температурного режима работы электролизера за счет повышения теплоизоляции футеровки без увеличения размера по общей высоте футеровки. The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype, i.e. the elimination of the formation of crusts from the mixture of electrolyte and sludge, maintaining the specified temperature regime of the electrolyzer by increasing the insulation of the lining without increasing the size of the overall height of the lining.

Технический результат выражается в повышении срока службы электролизера. The technical result is expressed in increasing the service life of the cell.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления и монтажа футеровки подины электролизера, состоящей из теплоизоляционного и огнеупорного слоев, включающем изготовление отдельных блоков, установку их на теплоизоляционный слой, и заполнение пространства между блоками уплотняющим материалом, новым является то, что изготавливают многослойные блоки путем подготовки оболочки из высокопрочного огнеупорного материала, размещения в ней теплоизоляционного материала, сушки путем изотермической выдержки и охлаждения, теплоизоляционный слой выполнен в виде опор, между которыми размещен теплоизоляционный материал, и многослойные блоки установлены на опоры, а сверху на блоки устанавливают дополнительный слой из огнеупорного материала. The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing and mounting the lining of the bottom of the electrolyzer, consisting of heat-insulating and refractory layers, including the manufacture of individual blocks, installing them on a heat-insulating layer, and filling the space between the blocks with sealing material, it is new that multilayer blocks are made by preparing a shell of high-strength refractory material, placing a heat-insulating material in it, drying by isothermal exposure and cooling, heat the insulating layer is made in the form of supports, between which heat-insulating material is placed, and multilayer blocks are mounted on supports, and an additional layer of refractory material is installed on top of the blocks.

Кроме того, в качестве теплоизоляционного материала используют материал, имеющий коэффициент теплопроводности не более 0,04 Вт/мК, например фторфлогопитовое или базальтовое волокно. In addition, a material having a thermal conductivity coefficient of not more than 0.04 W / mK, for example fluorophlogopite or basalt fiber, is used as a heat-insulating material.

Кроме того, в качестве высокопрочного огнеупорного материала использует материал с открытой пористостью не выше 16%, например фторфлогопитовое литье или высокоглиноземистый бетон. In addition, as a high-strength refractory material, it uses a material with an open porosity of not higher than 16%, for example fluorophlogopite casting or high-alumina concrete.

Кроме того, изотермическую выдержку блоков осуществляют при температуре не ниже 225oС.In addition, isothermal exposure of the blocks is carried out at a temperature not lower than 225 o C.

Кроме того, в качестве огнеупорного материала дополнительного слоя используют огнеупорный химически стойкий материал. In addition, a refractory chemically resistant material is used as the refractory material of the additional layer.

Кроме того, оболочку блоков изготавливают с использованием арматуры из химически стойкого материала, например нержавеющей стали или фторопласта. In addition, the shell of the blocks is made using fittings made of chemically resistant material, such as stainless steel or fluoroplastic.

Приготовленный многослойный блок позволяет значительно увеличить слой теплоизоляционного материала в подине футеровки электролизера и тем самым уменьшить образование настылей на подине, поддерживать постоянный температурный режим электролизера. The prepared multilayer block can significantly increase the layer of heat-insulating material in the bottom of the lining of the cell and thereby reduce the formation of accretions on the bottom and maintain a constant temperature regime of the cell.

Подбор материалов для изготовления многослойной футеровки позволяет увеличить прочностные характеристики футеровки, повысить срок ее службы. The selection of materials for the manufacture of a multilayer lining allows you to increase the strength characteristics of the lining, increase its service life.

Установка блоков на опоры позволяет уменьшить деформацию футеровки и тем самым повысить срок ее службы за счет уменьшения пропитки электролитом футеровки. The installation of blocks on the supports allows to reduce the deformation of the lining and thereby increase its service life by reducing the electrolyte impregnation of the lining.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня заявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения "Способ монтажа и изготовления футеровки электролизера". The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by signs that are identical (identical) to all the essential features of the claimed invention. The determination from the list of declared analogues of the prototype as the closest analogue in terms of the totality of features made it possible to establish the set of distinguishing features that are essential for the applicant's technical result in the claimed method, as set forth in the claims "Method of installation and manufacture of a cell lining".

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень"
Способ приготовления футеровки электролизера показан на фиг.1 - продольный разрез, вид сбоку, на фиг.2 - поперечный разрез, вид сверху. Футеровка электролизера выполнена из кожуха 1 электролизера, в нем устанавливают опоры 2, между которыми размещают теплоизоляционный материал 3, сверху устанавливают блоки 4, выполненные из оболочки 5 с размещенным в ней теплоизоляционным материалом 6, слой огнеупорного материала 7, засыпка между блоками 8.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step"
The method of preparation of the lining of the electrolyzer is shown in figure 1 is a longitudinal section, side view, figure 2 is a transverse section, top view. The lining of the electrolyzer is made of the casing 1 of the electrolyzer, supports 2 are installed in it, between which heat-insulating material 3 is placed, blocks 4 made from the shell 5 with heat-insulating material 6 placed in it, a layer of refractory material 7, backfill between the blocks 8 are installed on top.

Монтаж футеровки осуществляют следующим образом. Installation of the lining is as follows.

Предварительно изготавливают на отдельном участке блоки 4. Для этого готовят арматуру из химически стойкого материала, например нержавеющей стали или фторпласта, арматуру заливают прочным огнеупорным и химически стойким материалом с низкой открытой пористостью не выше 16%, например из фторфлогопитового литья или высокоглиноземистого бетона, и готовят оболочку 5. Внутри оболочки 5 помещают теплоизоляционный материал 6 с коэффициентом теплопроводности не выше 0,04 Вт/мК, например из фторфлогопитового или базальтового волокна. Приготовленные блоки подвергают изотермической выдержке при температуре не ниже 225oС в течение 72 часов. Блоки охлаждают и используют при монтаже футеровки.Blocks 4 are prefabricated in a separate section. For this, reinforcement is made of chemically resistant material, for example stainless steel or fluoroplastic, reinforcement is poured with strong refractory and chemically resistant material with low open porosity of not higher than 16%, for example, from fluorophlogopite casting or high-alumina concrete, and prepared sheath 5. Inside the sheath 5, heat-insulating material 6 is placed with a thermal conductivity of not higher than 0.04 W / mK, for example, from fluorophlogopite or basalt fiber. The prepared blocks are subjected to isothermal exposure at a temperature not lower than 225 o C for 72 hours. The blocks are cooled and used in the installation of the lining.

Далее осуществляют монтаж футеровки электролизера. В кожухе 1 электролизера на подине устанавливают опоры 2, например столбики из огнеупорного кирпича, путем кладки, между ними укладывают слой теплоизоляционного материала 3 с коэффициентом теплопроводности не выше 0,04 Вт м град, выполненного из фторфлогопитового или базальтового волокна. На теплоизоляционный слой 3 устанавливают блоки 4 с зазором, в который укладывают уплотняющий материал 8, выполненный в виде мелкой шамотовой крошки. Сверху на блоки устанавливают новый огнеупорный слой 7, выполненный из огнеупорного химически стойкого и прочного кирпича. Приготовленную таким образом футеровку разогревают, в емкость загружают расплавленное сырье и осуществляют процесс электролиза путем подачи постоянного тока на катоды и аноды и разложения хлорида магния на магний и хлор. Next, carry out the installation of the lining of the cell. In the casing 1 of the electrolyzer, supports 2 are installed on the bottom, for example, columns of refractory bricks, by laying, between them lay a layer of heat-insulating material 3 with a thermal conductivity of not higher than 0.04 W m deg made of fluorophlogopite or basalt fiber. Blocks 4 are installed on the heat-insulating layer 3 with a gap in which the sealing material 8 is made, made in the form of fine fireclay chips. A new refractory layer 7, made of chemically resistant and durable brick, is installed on top of the blocks. The lining thus prepared is heated, molten raw materials are loaded into the vessel and the electrolysis process is carried out by applying direct current to the cathodes and anodes and decomposing the magnesium chloride into magnesium and chlorine.

Таким образом, предложенный способ монтажа и приготовления футеровки позволяет значительно снизить настыли, увеличить срок службы футеровки, без увеличения ее размеров и изменения конструктивных узлов электролизера снизить теплопроводность футеровки в целом. Thus, the proposed method of installation and preparation of the lining can significantly reduce accretion, increase the service life of the lining, without increasing its size and changing the structural components of the electrolyzer to reduce the thermal conductivity of the lining as a whole.

Claims (6)

1. Способ изготовления и монтажа футеровки подины электролизера, состоящей из теплоизоляционного и огнеупорного слоев, включающий изготовление отдельных блоков, установку их на теплоизоляционный слой и заполнение пространства между блоками уплотняющим материалом, отличающийся тем, что изготавливают многослойные блоки путем подготовки оболочки из высокопрочного огнеупорного материала, размещения в ней теплоизоляционного материала, сушки путем изотермической выдержки и охлаждения, теплоизоляционный слой выполнен в виде опор, между которыми размещен теплоизоляционный материал, и многослойные блоки установлены на опоры, а сверху на блоки устанавливают дополнительный слой из огнеупорного материала. 1. The method of manufacturing and installation of the lining of the bottom of the cell, consisting of heat-insulating and refractory layers, including the manufacture of individual blocks, installing them on the heat-insulating layer and filling the space between the blocks with sealing material, characterized in that the multilayer blocks are made by preparing the shell of high-strength refractory material, placement of heat-insulating material in it, drying by isothermal holding and cooling, the heat-insulating layer is made in the form of supports, between a heat-insulating material is placed, and multilayer blocks are mounted on supports, and an additional layer of refractory material is placed on top of the blocks. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоизоляционного материала используют материал, имеющий коэффициент теплопроводности не более 0,04 Вт/мК, например фторфлогопитовое или базальтовое волокно. 2. The method according to claim 1, characterized in that a material having a thermal conductivity of not more than 0.04 W / mK, for example fluoroflogopite or basalt fiber, is used as a heat-insulating material. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокопрочного огнеупорного материала используют материал с открытой пористостью не выше 16%, например фторфлогопитовое литье или высокоглиноземистый бетон. 3. The method according to claim 1, characterized in that as a high-strength refractory material, a material with an open porosity of not higher than 16% is used, for example fluorophlogopite casting or high-alumina concrete. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изотермическую выдержку блоков осуществляют при температуре не ниже 225oС.4. The method according to claim 1, characterized in that the isothermal exposure of the blocks is carried out at a temperature not lower than 225 o C. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве огнеупорного материала дополнительного слоя используют огнеупорный химически стойкий материал. 5. The method according to claim 1, characterized in that a refractory chemically resistant material is used as the refractory material of the additional layer. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оболочку блоков изготавливают с использованием арматуры из химически стойкого материала, например нержавеющей стали или фторопласта. 6. The method according to claim 1, characterized in that the shell blocks are made using fittings of chemically resistant material, such as stainless steel or fluoroplastic.
RU2001119703A 2001-07-16 2001-07-16 Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer RU2202003C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001119703A RU2202003C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001119703A RU2202003C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2202003C2 true RU2202003C2 (en) 2003-04-10

Family

ID=20251744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001119703A RU2202003C2 (en) 2001-07-16 2001-07-16 Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202003C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU698926B2 (en) Improved lining for aluminum production furnace
CN103011852B (en) Non-sintering densification method of corundum castable product
US2952605A (en) Refractories resistant to aggressive melts and treatment for obtaining them
JP3228808B2 (en) Refractory material for electrolytic cell, method for producing the refractory material, and electrolytic bat using the refractory material
RU2202003C2 (en) Process of manufacture and mounting of lining on hearth of electrolyzer
EP1588443B1 (en) Inert anode assembly
RU2544727C1 (en) Lining for aluminium electrolyser having inert anodes
CN101437982B (en) Electrolysis pot for obtaining aluminium
US4673481A (en) Reduction pot
Malakho et al. Materials Based on Thermally Expanded Graphite in the Metallurgical Industry
US5429722A (en) Magnesium electrolysis cell, lining therefor, and method
SU1027288A1 (en) Cathode assembly of aluminium electrolysis cell
EP2688130B1 (en) Inert anode assembly
RU90074U1 (en) ELECTROLYZER FOR PRODUCING MAGNESIUM AND CHLORINE
US8980069B2 (en) High temperature electrolysis cell refractory system, electrolysis cells, and assembly methods
SU872605A2 (en) Lining of cathode part of aluminium electrolyzer
YU269079A (en) Method of coating electrolytic cells in the production of aluminium
RU2097450C1 (en) Lining of cathode part of aluminum electrolyzer
SU1186705A1 (en) Anode device of electrolyzer for electrolytic refining of aluminium
SU732409A1 (en) Lining of electrolyzer for magnesium production
Slovikovskii et al. A Study of 3D Geometric Shapes, Optimum dimensions, and Designs for Refractory Products for Improved Unit Durability
JP4480203B2 (en) Lining structure of aluminum melting furnace and its lining construction method
RU2086708C1 (en) Electrolyzer for producing magnesium and chlorine and method of mounting thereof
SU1092348A1 (en) Method of mounting chlorinator
RU2169213C1 (en) Cathode device of aluminium cell

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200717