RU2575524C2 - Method of installation of cathode section of aluminium electrolyser - Google Patents
Method of installation of cathode section of aluminium electrolyser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575524C2 RU2575524C2 RU2014126997/02A RU2014126997A RU2575524C2 RU 2575524 C2 RU2575524 C2 RU 2575524C2 RU 2014126997/02 A RU2014126997/02 A RU 2014126997/02A RU 2014126997 A RU2014126997 A RU 2014126997A RU 2575524 C2 RU2575524 C2 RU 2575524C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- contact
- installation
- cathode
- carbon
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области первичной металлургии цветных металлов, а именно электролитического получения алюминия, и может быть использовано при монтаже катодной секции алюминиевого электролизера.The invention relates to the field of primary metallurgy of non-ferrous metals, namely the electrolytic production of aluminum, and can be used in the installation of the cathode section of an aluminum electrolyzer.
Известен способ монтажа катодных секций алюминиевого электролизера (способ 1), при котором токопроводящие стержни закрепляются в пазах подовых углеродсодержащих блоков с помощью чугунной заливки /Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. - М: Металлургия, 1971 г., с. 242-244/.A known method of mounting the cathode sections of an aluminum electrolyzer (method 1), in which the conductive rods are fixed in the grooves of the hearth carbon-containing blocks using cast iron / Metallurgy reference book for non-ferrous metals. Aluminum production. - M: Metallurgy, 1971, p. 242-244 /.
Недостатком данного способа является высокая вероятность образования трещин в стенках и углах подовых блоков, приводящих к разрушению блока, и, как следствие, увеличению электрического сопротивления и уменьшению срока службы электролизера. Риск образования трещин обусловлен более высоким температурным расширением при затвердевании соединения «чугун-сталь» по отношению к угольному блок), и при повторном нагреве он будет увеличен, при условии, если части были предварительно недостаточно или неправильно нагреты. Данный способ требует значительных капиталовложений и затрат, связанных с подготовкой чугуна к заливке, с поддержанием его температуры на уровне 1200-1250°C, а также предварительным нагревом катодного стержня до температуры его наибольшего теплового расширения - 500-600°C.The disadvantage of this method is the high likelihood of cracks in the walls and corners of the hearth blocks, leading to the destruction of the block, and, as a result, an increase in electrical resistance and a decrease in the life of the cell. The risk of cracking is due to higher thermal expansion during hardening of the cast iron-steel joint with respect to the coal block), and upon re-heating it will be increased, provided that the parts were previously insufficiently or incorrectly heated. This method requires significant investment and costs associated with the preparation of cast iron for casting, maintaining its temperature at the level of 1200-1250 ° C, as well as pre-heating the cathode rod to the temperature of its greatest thermal expansion - 500-600 ° C.
Известен способ соединения катодного стержня с подовым блоком точной подгонкой с учетом термического расширения стержня (способ 2) без заливки чугуном /J.J. Vadla, Light Metals (1984) 483, Pat. US 3369986 A. 1963/. Данный способ применяется крайне редко, так как требует очень гладкой поверхности паза подового блока и катодного стержня, а также жестких допусков по размеру. При этом необходимо обеспечить высокое контактное давление, поскольку для контактного сопротивления «углерод (графит) - сталь» характерно десятикратное увеличение при изменении давления от обычного атмосферного до 4,1 МПа. Небольшое несоответствие по ширине между блюмсом и пазом может стать результатом плохого электрического контакта или вызвать интенсивное образование трещин в блоке.A known method of connecting the cathode rod with the hearth block by precise fitting, taking into account the thermal expansion of the rod (method 2) without casting /J.J. Vadla, Light Metals (1984) 483, Pat. US 3369986 A. 1963 /. This method is used extremely rarely, since it requires a very smooth groove surface of the hearth block and the cathode rod, as well as tight tolerances in size. In this case, it is necessary to ensure high contact pressure, since the contact resistance "carbon (graphite) - steel" is characterized by a ten-fold increase with a change in pressure from ordinary atmospheric to 4.1 MPa. A slight mismatch in width between the bloom and the groove may result from poor electrical contact or cause intense cracking in the block.
Известен способ заделки катодного стержня в паз подового блока с применением клеевой массы (способ 3). состоящей из клея, отвердителя и твердого наполнителя /J. Mittag. H. Friedli, E. Bernhauser and H. Krenn, Light Metals (1991) 759/.A known method of embedding a cathode rod in a groove of a hearth block using an adhesive mass (method 3). consisting of glue, hardener and solid filler / J. Mittag. H. Friedli, E. Bernhauser and H. Krenn, Light Metals (1991) 759 /.
Недостаток способа заключается в высокой токсичности используемых веществ типа фурана, а также более высоком контактном сопротивлении «подовый блок - катодный стержень» по сравнению с чугунной заливкой.The disadvantage of this method is the high toxicity of the substances used, such as furan, as well as a higher contact resistance "bottom block - cathode rod" in comparison with cast iron.
Наиболее близким к предлагаемого способу является монтаж катодной секции с использованием углеродистой пасты (способ 4) /патент РФ №2270889/. На поверхность паза подового блока наносят поверхностно-активное вещество, а затем слой углеродсодержащего материала. Катодный стержень устанавливают в паз углеродного блока на слой углеродсодержащего материала, после чего контакт «подовый блок - катодный стержень» уплотняют вибрацией или прессованием. Существенным недостатком способа является недостаточно надежный электромеханический контакт «блок-блюмс», что значительно усложняет процесс монтажа подины электролизера и транспортировку подовых секций.Closest to the proposed method is the installation of the cathode section using carbon paste (method 4) / RF patent No. 2270889 /. A surfactant is applied to the surface of the groove of the hearth block, and then a layer of carbon-containing material. The cathode rod is installed in the groove of the carbon block on a layer of carbon-containing material, after which the contact "bottom block - cathode rod" is sealed by vibration or pressing. A significant disadvantage of this method is the insufficiently reliable electromechanical contact "block-blooms", which greatly complicates the process of mounting the bottom of the cell and transportation of the hearth sections.
Способ 4 взят в качестве прототипа по доминирующему признаку, определяемому типом применяемого материала для соединения подового блока и катодного стержня.Method 4 is taken as a prototype by the dominant feature determined by the type of material used to connect the hearth block and the cathode rod.
Целью предлагаемого способа является снижение удельного электрического сопротивления и увеличение механической прочности электрического контакта «блок-блюмс», повышение производительности монтажа подины электролизера и его срока службы.The aim of the proposed method is to reduce the specific electrical resistance and increase the mechanical strength of the electrical contact "block-blooms", increase the installation performance of the bottom of the cell and its service life.
Существенная новизна изобретения состоит в том, что катодный стержень перед укладкой в паз угольного блока предварительно очищают от оксидной пленки и подвергают ускоренному нагреву токами повышенной частоты с помощью индукционной установки до температуры, обеспечивающей частичное спекание электропроводной угольной пасты при контакте с металлическим стержнем.A significant novelty of the invention lies in the fact that the cathode rod is preliminarily cleaned of the oxide film before being placed in the groove of the coal block and subjected to accelerated heating by high frequency currents using an induction installation to a temperature that partially sinteres the electrically conductive carbon paste upon contact with the metal rod.
Техническими результатами являются снижение удельного электрического сопротивления и увеличение механической прочности электрического контакта «блок-блюмс» за счет частичного спекания электропроводной угольной пасты при контакте с металлическим стержнем, нагретым до необходимой температуры.The technical results are a decrease in the electrical resistivity and an increase in the mechanical strength of the “block-blooms” electrical contact due to the partial sintering of the electrically conductive carbon paste upon contact with a metal rod heated to the required temperature.
ПримерExample
В качестве углеродсодержащей пасты применяли массу холоднонабивную теплопроводную контактную МХТ-К. В качестве добавки ПАВ для обеспечения лучшего сцепления блока и катодного стержня использовали пасту на основе пека и термоантрацита. Паз подового блока перед нанесением ПАВ отчищали от пыли, на дно паза равномерно по всей длине наносили слой холоднонабивной массы.As a carbon-containing paste, a cold-packed heat-conducting contact MXT-K mass was used. As a surfactant additive, a paste based on pitch and thermoanthracite was used to ensure better adhesion of the block and the cathode rod. Before applying the surfactant, the groove of the hearth block was cleaned of dust; a layer of cold-packed mass was uniformly applied to the bottom of the groove along the entire length.
Катодный стержень перед укладкой в паз очищали от оксидной пленки и нагревали токами повышенной частоты с помощью индукционной нагревательной установки мощностью 250 кВА в течение 5-8 мин до температуры 800-850°C. Температура катодного стержня в момент укладки в паз блока составляла 600-650°C. После укладки стержня в паз блока катодную секцию укрывали асбестовым картоном и выдерживали 15 мин до затвердевания углеродсодержащей пасты.Before laying the groove, the cathode rod was cleaned of the oxide film and heated by high-frequency currents using an induction heating unit with a power of 250 kVA for 5-8 minutes to a temperature of 800-850 ° C. The temperature of the cathode rod at the time of laying in the groove of the block was 600-650 ° C. After laying the rod in the groove of the block, the cathode section was covered with asbestos cardboard and held for 15 minutes until the carbon-containing paste solidified.
Контакт «блок-блюмс» собранной катодной секции обладал пониженным электросопротивлением и повышенной механической прочностью (таблица 1), что позволит снизить повреждения контакта «блок-блюмс» при транспортировке, повысить производительность монтажа подины электролизера и увеличить его срок службы.The “block-blooms” contact of the assembled cathode section had a lower electrical resistance and increased mechanical strength (table 1), which will reduce damage to the “block-blooms” contact during transportation, increase the installation efficiency of the bottom of the cell and increase its service life.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126997/02A RU2575524C2 (en) | 2014-07-01 | Method of installation of cathode section of aluminium electrolyser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014126997/02A RU2575524C2 (en) | 2014-07-01 | Method of installation of cathode section of aluminium electrolyser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014126997A RU2014126997A (en) | 2016-01-27 |
| RU2575524C2 true RU2575524C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1442563A1 (en) * | 1987-05-13 | 1988-12-07 | Братский алюминиевый завод | Method of mounting the hearth section of aluminium electrolyzer |
| RU2090659C1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Ренал" | Method of assembly of aluminium electrolyzer cathode section |
| US5683559A (en) * | 1994-09-08 | 1997-11-04 | Moltech Invent S.A. | Cell for aluminium electrowinning employing a cathode cell bottom made of carbon blocks which have parallel channels therein |
| RU2179201C2 (en) * | 1999-01-18 | 2002-02-10 | ОАО "БрАЗ" | Method for assembly of cathode section of aluminium electrolyzer |
| RU2270889C2 (en) * | 2003-12-25 | 2006-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of mounting cathode section of aluminum electrolyzer |
| RU2320780C2 (en) * | 2005-12-30 | 2008-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") | Cathode section of aluminum cell mounting method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1442563A1 (en) * | 1987-05-13 | 1988-12-07 | Братский алюминиевый завод | Method of mounting the hearth section of aluminium electrolyzer |
| US5683559A (en) * | 1994-09-08 | 1997-11-04 | Moltech Invent S.A. | Cell for aluminium electrowinning employing a cathode cell bottom made of carbon blocks which have parallel channels therein |
| RU2090659C1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-09-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Ренал" | Method of assembly of aluminium electrolyzer cathode section |
| RU2179201C2 (en) * | 1999-01-18 | 2002-02-10 | ОАО "БрАЗ" | Method for assembly of cathode section of aluminium electrolyzer |
| RU2270889C2 (en) * | 2003-12-25 | 2006-02-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Method of mounting cathode section of aluminum electrolyzer |
| RU2320780C2 (en) * | 2005-12-30 | 2008-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эксперт-Ал" (ООО "Эксперт-Ал") | Cathode section of aluminum cell mounting method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6799139B2 (en) | Cathode assembly for aluminum manufacturing | |
| RU2015101238A (en) | METHOD AND DEVICE FOR HEATING A PRESS FORM, IN PARTICULAR, FOR PRESSURE CASTING | |
| WO2008037765A3 (en) | Method for assembling refractory ceramic parts by means of spark plasma sintering (sps) | |
| JP6786439B2 (en) | Holding device and manufacturing method of holding device | |
| CN106735207B (en) | A kind of preparation method of high-compactness Cu/CuCr gradient composites | |
| RU2575524C2 (en) | Method of installation of cathode section of aluminium electrolyser | |
| CN105906345A (en) | A kind of AlMgB14-TiB2 superhard composite material with TiB2 surface layer and preparation method thereof | |
| CN104878384B (en) | A kind of high life high temperature resistant runner plate | |
| CN104477891A (en) | Graphitizing method for isostatic graphite product | |
| CN204181435U (en) | A kind of meltallizing aluminum pot with composite bottom | |
| CN102278887A (en) | Processes for making and baking cored induction electric furnace for smelting copper-nickel | |
| CN102747385A (en) | Anode changing method of electrolyzer | |
| US2303515A (en) | Method and apparatus for constructing make-alive electrodes | |
| CN106282941A (en) | Method for manufacturing copper-gallium alloy composite sodium target material | |
| JP5473271B2 (en) | Electric heating device | |
| JP2019075336A (en) | Method for manufacturing fuel cell separator | |
| AU2016392200A8 (en) | Electrolyzer cathode lining method for producing primary aluminum | |
| CN205275722U (en) | Electrolysis trough calcination starts heating device | |
| CN103836914B (en) | The syndeton of a kind of vacuum sintering funace thermode and oil hydraulic cylinder piston head | |
| CN204268887U (en) | A kind of ceramic roasting energy saving kiln | |
| JP2006024453A (en) | Electric heating device | |
| RU2014126997A (en) | METHOD FOR INSTALLING THE CATHODE SECTION OF ALUMINUM ELECTROLYZER | |
| RU2672123C2 (en) | Method for flow-line manufacture of cathode sections combined with installation of bottom of electrolyzer | |
| TW200619169A (en) | Composite ceramics and method of preparing the same | |
| RU2650359C1 (en) | Method for preparation of baked anodes for electrolysis of aluminium |