RU2237112C1 - Side liner for aluminum electrolyzer - Google Patents
Side liner for aluminum electrolyzer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237112C1 RU2237112C1 RU2003123653/02A RU2003123653A RU2237112C1 RU 2237112 C1 RU2237112 C1 RU 2237112C1 RU 2003123653/02 A RU2003123653/02 A RU 2003123653/02A RU 2003123653 A RU2003123653 A RU 2003123653A RU 2237112 C1 RU2237112 C1 RU 2237112C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- blocks
- lining
- plates
- electrolyzer
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера, и может быть использовано на электролизерах всех типов.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, and can be used on electrolyzers of all types.
Известна боковая футеровка 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 the electrolyzer, consisting of coal stoves and heat-insulating refractory. - Reference metallurgist on non-ferrous metals. Aluminum production. M.: Metallurgy, 1971, p.203-206.
Недостатками данной боковой футеровки электролизера являются: невысокие прочность, надежность, малый срок службы.The disadvantages of this side lining of the electrolyzer are: low strength, reliability, short service life.
В результате воздействия компонентов криолитоглиноземного расплава, на обращенных в сторону расплава боковых гранях угольных плит образуется шейка, которая, постоянно увеличиваясь, приводит к разрушению угольных плит. Такое разрушение угольных плит также приводит к разрушению боковой футеровки, к проникновению расплава к металлическому кожуху и к прорыву расплава из ванны электролизера.As a result of the action of the components of the cryolite-alumina melt, a neck is formed on the lateral faces of the coal plates facing the melt, which, constantly increasing, leads to the destruction of the coal plates. Such destruction of coal stoves 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 bath of the cell.
Известна боковая футеровка алюминиевого электролизера в описании изобретения к патенту РФ № 2186880 МПК, 7 С 25 С 3/08, от 05.03.2001, авт. Громов Б.С., Пак Р.В., Ахмедов С.Н., опубл. 10.08.2002.Known lateral lining of an aluminum electrolyzer in the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2186880 IPC, 7 C 25
1. Боковая футеровка алюминиевого электролизера, состоящая из двух частей, выполненных из материала с различной стойкостью к содержащемуся в шахте электролизера расплава, 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, отличающаяся тем, что плиты из неметаллических тугоплавких соединений установлены в паз, выполненный в верхних гранях блоков из углеродсодержащего материала, и соединенные с блоками из углеродсодержащего материала клеящим или цементирующим раствором или заделкой указанного паза углеродсодержащим материалом.1. The side lining of an aluminum electrolyzer, consisting of two parts made of a material with different resistance to the melt contained in the cell, of which the upper part is made of plates of non-metallic refractory compounds having high resistance, and the lower part is 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 connected to blocks of carbon-containing material by an adhesive or cementitious mortar or by sealing said groove with carbon-containing material.
2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что плиты из неметаллических тугоплавких соединений установлены в два ряда с перевязкой швов.2. Lining according to
3. Футеровка по п.2, отличающаяся тем, что плиты из неметаллических тугоплавких соединений первого и второго ряда соединены между собой клеящим раствором или цементирующим составом.3. Lining according to
4. Футеровка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что плиты из неметаллических тугоплавких соединений соединены между собой клеящим или цементирующим раствором.4. Lining according to
Недостатки: невысокие прочность, надежность, малый срок службы.Disadvantages: low strength, reliability, short service life.
Наличие горизонтального стыковочного шва между двумя частями футеровки по всему периметру боковой поверхности алюминиевого электролизера резко снижает надежность всей футеровки алюминиевого электролизера, поскольку такие стыковочные швы всегда подвержены более интенсивному проникновению в них компонентов криолитоглиноземного расплава, отсутствие целых литых блоков в углах алюминиевого электролизера повышает вероятность проникновения расплава к кожуху алюминиевого электролизера в угловых стыках футеровки, состоящей из двух частей, поскольку углы всегда испытывают повышенные механические нагрузки при работе алюминиевого электролизера.The presence of a horizontal connecting seam between the two parts of the lining around the entire perimeter of the side surface of the aluminum electrolyzer dramatically reduces the reliability of the entire lining of the aluminum electrolysis cell, since such connecting seams are always subject to more intensive penetration of cryolite-alumina melt components into them, the absence of whole cast blocks at the corners of the aluminum electrolysis cell increases the likelihood of melt penetration to the casing of the aluminum electrolyzer in the corner joints of the lining, consisting of two hours This is because angles always experience increased mechanical stresses during operation of an aluminum electrolyzer.
Наиболее близким техническим решением является бортовая футеровка алюминиевого электролизера в авт. свидетельстве № 377419, МКИ С 22 D 3/02, опубл. бюл. № 18, 1973, авт. Романов В.Н., Цыплаков А.М.The closest technical solution is the side lining of the aluminum electrolyzer in the ed. Certificate No. 377419, MKI C 22
1. Бортовая футеровка алюминиевого электролизера, изготовленная из углеродсодержащих материалов, отличающаяся тем, что, с целью удешевления футеровки и создания более рациональной формы шахты электролизера, она выполнена по высоте из материалов с различной стойкостью к расплаву, содержащемуся в шахте электролизера, при этом верхняя часть ее выполнена из материала с повышенной стойкостью, а нижняя часть - из материала с пониженной стойкостью.1. On-board lining of an aluminum electrolyzer made of carbon-containing materials, characterized in that, in order to reduce the cost of the lining and create a more rational shape of the cell of the cell, it is made in height of materials with different resistance to melt contained in the cell of the cell, with the upper part it is made of material with increased resistance, and the lower part is made of material with reduced resistance.
2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что для выполнения ее нижней части в качестве углеродсодержащего материала используют графитированные плиты.2. The lining according to
3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что для выполнения ее нижней части в качестве углеродсодержащего материала используют обожженные угольные блоки.3. The lining according to
4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что нижняя часть выполнена набивной из углеродсодержащей массы. Недостатки: невысокие прочность, надежность, малый срок службы. Наличие составных частей (верхней и нижней) боковой футеровки алюминиевого электролизера повышает вероятность проникновения компонентов криолитоглиноземного расплава через горизонтальные стыковочные швы к кожуху алюминиевого электролизера. Отсутствие целых литых угловых блоков в углах алюминиевого электролизера приводит к прорыву агрессивной расплавленной среды в угловых стыках боковой футеровки алюминиевого электролизера. Все это снижает надежность и срок службы всей футеровки алюминиевого электролизера.4. The lining according to
Технический результат предлагаемого изобретения: повышение срока службы, прочности, надежности, экономия футеровочного материала, увеличение полезного объема алюминиевого электролизера, выхода готового алюминия.The technical result of the invention: increasing the service life, strength, reliability, saving the lining material, increasing the useful volume of the aluminum electrolyzer, the yield of finished aluminum.
Технический результат достигается за счет того, что боковая футеровка алюминиевого электролизера, состоящая из соединенных между собой элементов - плит и блоков, выполненных из неметаллических тугоплавких соединений, имеющих повышенную стойкость, с помощью торцевых граней в форме обратносимметричных выступов и углублений и клеящего или цементирующего раствора, отличающаяся тем, что плиты и блоки выполнены из неметаллического тугоплавкого соединения, имеющего повышенную стойкость - карбидкремния, причем в качестве блоков используются угловые блоки, выполненные в форме полосы толщиной 65 мм, длиной 650 мм, согнутой посередине вокруг продольной оси под углом 90°, грани которой расположены строго вертикально, а торцевые грани выполнены в форме обратносимметричных выступов и углублений, имеющих в сечении форму трапеции с основаниями 22 мм и 24 мм, высотой 8 мм, которые расположены также вертикально.The technical result is achieved due to the fact that the lateral lining of an aluminum electrolyzer, consisting of interconnected elements - plates and blocks made of non-metallic refractory compounds having increased resistance, using end faces in the form of inversely symmetrical protrusions and depressions and an adhesive or cementitious mortar, characterized in that the plates and blocks are made of non-metallic refractory compounds having high resistance - silicon carbide, and blocks are used corner blocks made in the form of a strip 65 mm thick, 650 mm long, bent in the middle around a longitudinal axis at an angle of 90 °, the faces of which are strictly vertical, and the end faces are made in the form of inversely symmetrical protrusions and recesses having a trapezoid shape with bases 22 mm and 24 mm, 8 mm high, which are also located vertically.
Достижение повышенной надежности и прочности, повышение срока службы обеспечивается тем, что боковая футеровка алюминиевого электролизера полностью выполнена из карбидкремниевых плит специальной конструкции, углы алюминиевого электролизера зафутерованы целыми литыми угловыми блоками, что позволяет полностью исключить стыковочные швы в углах алюминиевого электролизера, как наименее надежных элементах всей футеровки алюминиевого электролизера, а плоские поверхности боковых стенок алюминиевого электролизера футеруются карбидкремниевыми плитами, которые стыкуются между собой торцевыми гранями, представляющими собой обратносимметричные выступы и углубления. Аналогичные обратносимметричные выступы и углубления имеют и все четыре угловых блока, которые вместе с плитами при сборке футеровки в замкнутый контур по всей боковой поверхности алюминиевого электролизера с вертикальными стенками склеиваются специальным раствором для повышения гидростатического сопротивления проникновению в стыковочные швы компонентов криолитоглиноземного расплава, в результате чего увеличивается срок службы футеровки.Achieving increased reliability and strength, increasing the service life is ensured by the fact that the lateral lining of the aluminum electrolyzer is completely made of silicon carbide plates of a special design, the corners of the aluminum electrolyzer are lined with whole cast corner blocks, which completely eliminates the joints in the corners of the aluminum electrolyzer as the least reliable elements of the whole lining of the aluminum cell, and the flat surfaces of the side walls of the aluminum cell lined with carbide cream flush plates that are joined together by end faces, which are inversely symmetrical protrusions and indentations. All four corner blocks have similar inverse-symmetrical protrusions and recesses, which, together with the plates, when assembling the lining in a closed loop along the entire side surface of the aluminum electrolytic cell with vertical walls, are glued with a special solution to increase the hydrostatic resistance to penetration of cryolite-alumina melt components into the joint seams, which increases lining life.
Заявляемое изобретение позволяет увеличить стойкость этой футеровки к содержащемуся в алюминиевом электролизере расплаву минимум в 1,5 раза, сэкономить футеровочный материал минимум на 15%, исключить стыковку плит в углах алюминиевого электролизера, как наиболее нагруженных и наименее надежных элементах боковой футеровки алюминиевого электролизера, особенно в период пуска алюминиевого электролизера и в начальный период его работы. Отличительной особенностью заявленного изобретения является то, что плиты и угловые блоки имеют на торцевых гранях обратносимметричные выступы и углубления в форме трапеции, поверхности которых смазываются специальным цементирующим раствором. Эти мероприятия приводят к повышению срока службы алюминиевого электролизера, устраняется протечка электролита.The claimed invention allows to increase the resistance of this lining to the melt contained in the aluminum electrolyzer at least 1.5 times, to save the lining material by at least 15%, to exclude the joining of plates in the corners of the aluminum electrolyzer, as the most loaded and least reliable elements of the side lining of the aluminum electrolyzer, especially in the start-up period of the aluminum electrolyzer and in the initial period of its operation. A distinctive feature of the claimed invention is that the plates and corner blocks have reverse symmetric protrusions and recesses in the form of a trapezoid on the end faces, the surfaces of which are lubricated with a special cementitious mortar. These measures lead to an increase in the service life of the aluminum electrolyzer; electrolyte leakage is eliminated.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в конструкции боковой футеровки электролизера для производства алюминия применяются плиты и целые угловые блоки, позволяющие полностью исключить стыковку плит в углах алюминиевого электролизера, которые являются наименее надежными элементами боковой футеровки. Применение обратносимметричных выступов и углублений в форме трапеции на присоединительных гранях всех элементов боковой футеровки алюминиевого электролизера также способствует достижению вышеуказанного технического результата по увеличению стойкости боковой футеровки и является следующим существенным отличием предлагаемой боковой футеровки от прототипов. Применение боковой футеровки алюминиевого электролизера меньшей толщины позволяет без дополнительных затрат сэкономить количество футеровочного карбидкремниевого материала на 15%, увеличить полезный объем алюминиевого электролизера на 14% и, как следствие этого, увеличить выход готового алюминия на 14% с каждой плавки, что является дополнительным преимуществом и отличием предлагаемой боковой футеровки от аналогов. Таким образом, предлагаемая боковая футеровка алюминиевого электролизера соответствует критерию изобретения “новизна”.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the design of the side lining of the electrolyzer for aluminum production, plates and whole corner blocks are used to completely eliminate the joining of plates in the corners of an aluminum electrolyzer, which are the least reliable elements of the side lining. The use of inverse symmetrical protrusions and recesses in the form of a trapezoid on the connecting faces of all elements of the side lining of the aluminum electrolyzer also contributes to the achievement of the above technical result in increasing the resistance of the side lining and is the next significant difference between the proposed side lining and the prototypes. The use of lateral lining of an aluminum electrolyzer of smaller thickness allows to save the amount of lining silicon carbide material by 15% at no additional cost, increase the useful volume of the aluminum electrolyzer by 14% and, as a result, increase the yield of finished aluminum by 14% from each heat, which is an additional advantage and the difference of the proposed side lining from analogues. Thus, the proposed lateral lining of an aluminum electrolyzer meets the criteria of the invention of “novelty."
Сравнение предлагаемого решения не только с прототипами, но и с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что применение карбидкремниевых материалов для защиты боковых стенок электролизера для получения алюминия известно, но в данном случае за счет применения плит, угловых блоков и обратно симметричных выступов и углублений на присоединительных гранях всех элементов боковой футеровки алюминиевого электролизера, которые при сборке боковой футеровки алюминиевого электролизера склеиваются специальным раствором по поверхностям обратно симметричных выступов и углублений, позволяет повысить стойкость и увеличить срок службы боковой футеровки алюминиевого электролизера не менее чем в 1,5 раза. Вышеуказанные преимущества отсутствуют в аналогах.Comparison of the proposed solution not only with prototypes, but also with other technical solutions in the art shows that the use of silicon carbide materials to protect the side walls of the electrolyzer to produce aluminum is known, but in this case through the use of plates, corner blocks and inversely symmetrical protrusions and recesses on the connecting faces of all elements of the side lining of the aluminum electrolyzer, which are glued together with a special mortar when assembling the side lining of the aluminum electrolyzer rum on the surfaces of inversely symmetrical protrusions and recesses, allows to increase resistance and increase the service life of the side lining of the aluminum electrolyzer no less than 1.5 times. The above advantages are absent in the analogues.
Применение обратносимметричных выступов и углублений в поперечном сечении, выполненных в форме трапеции, значительно предпочтительнее имеющих форму квадрата, т.к. работающий периметр трапеции с верхним основанием 22 мм и высотой 8 мм в 1,3 раза больше работающего периметра квадрата со стороной 10 мм, что является дополнительным сопротивлением проникновению криолитоглиноземного расплава в стыковочные швы, тем самым обеспечивается значительное повышение надежности в работе всей боковой футеровки алюминиевого электролизера. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию “технический уровень”.The use of inverse symmetrical protrusions and recesses in the cross section, made in the form of a trapezoid, is much preferable to having the shape of a square, because the working perimeter of the trapezoid with an upper base of 22 mm and a height of 8 mm is 1.3 times larger than the working perimeter of a square with a side of 10 mm, which is an additional resistance to the penetration of cryolite-alumina melt into the joint seams, thereby providing a significant increase in the reliability of the entire lateral lining of the aluminum electrolyzer . Therefore, the claimed invention meets the condition of “technical level”.
Все указанные преимущества позволяют создать механически прочную зафутерованную поверхность, организовать мощный гарнисажный слой, защищающий поверхность футеровки от агрессивной расплавленной среды, позволяющий снизить магнитогидродинамический эффект в алюминиевом электролизере.All these advantages make it possible to create a mechanically strong lined surface, to organize a powerful skull layer that protects the lining surface from aggressive molten medium, which reduces the magnetohydrodynamic effect in an aluminum electrolytic cell.
Таким образом, предлагаемое изобретение обладает признаками, позволяющими сделать вывод о его соответствии критерию “существенные отличия”.Thus, the present invention has features that allow us to conclude that it meets the criterion of “significant differences”.
На фиг.1 изображен фрагмент боковой футеровки, вид сверху;Figure 1 shows a fragment of the side lining, a top view;
На фиг.2 изображено сечение А-А, поперечный разрез боковой футеровки.Figure 2 shows a section aa, a cross section of a side lining.
На фиг.3 изображен блок угловой в аксонометрии.Figure 3 shows the block angular in a perspective view.
На фиг.4 изображена плита в аксонометрии.Figure 4 shows a plate in a perspective view.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Боковая футеровка алюминиевого электролизера состоит из двух основных элементов: плита с размерами 650×360×65 3, угловой блок 5, которые укладываются по вертикальным стенкам корпуса алюминиевого электролизера 1, причем угловые блоки 5 выполнены в форме полосы толщиной 65 мм, длиной 650 мм, согнутой посередине вокруг продольной оси под углом 90° таким образом, что обе грани прямоугольной формы расположены строго вертикально, а обратносимметричные выступы 6 и углубления 7 на присоединительных гранях всех элементов выполнены также вертикально, при этом обратносимметричные выступы 6 и углубления 7 выполнены в виде вогнутых и выпуклых трапеций, с основанием 22 и 24 мм и высотой 8 мм.The lateral lining of the aluminum electrolyzer consists of two main elements: a plate with dimensions 650 × 360 × 65 3, an angular block 5, which are laid on the vertical walls of the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Монтаж боковой футеровки алюминиевого электролизера производится после установки подовых секций и выполнения кладки бровки, представляющей собой кладку шамотного кирпича вдоль стенок корпуса 1 алюминиевого электролизера. Монтаж элементов боковой футеровки электролизера начинается с установки угловых блоков 5 на бровку по углам алюминиевого электролизера. Затем после смазывания специальным цементирующим раствором поверхностей обратносимметричных выступов 6 и углублений 7 на присоединительных гранях всех элементов вышеуказанными плитами 3 забирается последовательно одна за другой все четыре стенки алюминиевого электролизера от одного углового блока 5 до другого, прижимая и подбивая при этом обратносимметричные выступы 6 и углубления 7 на присоединительных гранях всех элементов, начиная с первой плиты 3 к угловому блоку 5 и затем все последующие плиты к предыдущей. При этом выдавливание цементирующего раствора по всей длине обратносимметричных выступов 6 и углублений 7 на присоединительных гранях всех элементов является признаком заполнения зазоров между склеиваемыми поверхностями. Зазор 15 мм между элементами карбидкремниевой футеровки и корпусом 1 алюминиевого электролизера выдерживается при помощи деревянных клиньев. Затем после монтажа всей футеровки и схватывания цементирующего раствора последовательно снимаются клинья, и зазор забивается теплоизоляционной массой 2, которая должна обладать как минимум двумя свойствами: механической прочностью и низкой теплопроводностью. При такой установке карбидкремниевых угловых блоков 5 и плит 3 обеспечивается их надежная фиксация с угловыми блоками и между собой. Застывший цементирующий раствор препятствует проникновению в стыковочные швы компонентов криолитоглиноземного расплава. Завершающим этапом монтажа боковой футеровки алюминиевого электролизера является заполнение утрамбованной подовой массой 4 промежутка между боковой футеровкой и подиной алюминиевого электролизера. Подовая масса должна выполнять функцию барьера против проникновения электролита к подине алюминиевого электролизера.Installation of the lateral lining of the aluminum electrolyzer is carried out after installing the hearth sections and masonry edge, which is the laying of fireclay bricks along the walls of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123653/02A RU2237112C1 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Side liner for aluminum electrolyzer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003123653/02A RU2237112C1 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Side liner for aluminum electrolyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2237112C1 true RU2237112C1 (en) | 2004-09-27 |
RU2003123653A RU2003123653A (en) | 2005-01-20 |
Family
ID=33434088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003123653/02A RU2237112C1 (en) | 2003-07-25 | 2003-07-25 | Side liner for aluminum electrolyzer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237112C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-25 RU RU2003123653/02A patent/RU2237112C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003123653A (en) | 2005-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2541086C2 (en) | Slab and brick assembly and method of its formation | |
CN100427867C (en) | Rotary kiln | |
RU2237112C1 (en) | Side liner for aluminum electrolyzer | |
RU2263162C2 (en) | Side lining of aluminum electrolyzer | |
US4619750A (en) | Cathode pot for an aluminum electrolytic cell | |
RU2544727C1 (en) | Lining for aluminium electrolyser having inert anodes | |
RU2186880C1 (en) | Side lining of aluminum electrolyzer | |
CN2876663Y (en) | Refractory brick for rotary furnace lining | |
CN213363383U (en) | Nonferrous smelting furnace bottom brick and nonferrous smelting furnace bottom brick masonry structure | |
CN219810271U (en) | Furnace body masonry structure | |
US4683046A (en) | Reduction pot for the production of aluminum | |
RU2239003C1 (en) | Cathode unit for aluminum electrolyzer | |
CN2872249Y (en) | Rotary kiln | |
RU2072398C1 (en) | Side lining of aluminium electrolyzer | |
RU2320782C1 (en) | Cathode device of cell for production of aluminum by electrolysis | |
SU732409A1 (en) | Lining of electrolyzer for magnesium production | |
CN217275501U (en) | Composite anti-corrosion lining structure for rotary kiln | |
RU2113550C1 (en) | Cathode device of aluminium electrolyzer | |
US3762123A (en) | Refractory burned brick assembly for suspended roofs of furnaces | |
RU2228391C2 (en) | Process of mounting of cathode set of aluminum electrolyzer | |
CN212957106U (en) | Composite medium thermal insulation concrete building block | |
CN211976926U (en) | Acid-corrosion-resistant high-strength combined block for circulating fluidized bed boiler lining | |
RU2068460C1 (en) | Method of lining of aluminium electrolyzer cathode device | |
JPS61180883A (en) | Chamber type furnace side wall insulator for baking carbon block | |
CN217973021U (en) | Corrosion-resistant fusion-cast alumina brick |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080726 |