Изобретение относит к оборудова нию цветной металлургии, конкретно, к усовершенствованию катЬдного ycT-i роиства алюминиевого электролизера. При разработке конструкции катод ного устройства алюминиевого электро лизера одной из проблем вл етс ув личение срока службы устройства, а также упрощение монтажа. С увеличением мощности и размеро электролизера срок службы катодного устройства снижаетс , причем одной из главных причин снижени срока службы вл етс вспучивание подины раскрытие продольного шва между подо выми угольными блоками и проникновение алюмини к стальным токоподвод щим стержн м и их растворение алюминием , что приводит также к снижению сортности алюмини при работе электролизера и к преждевременному его отключению. Известно катодное устройство, в котором с целью защиты токоподвод щйх стальных стержней от растворени алюминием, нижн поверхность угольных подовых блоков залита слоем жаропрочного химически стрйкого цемента толщиной 20П-300 мм р. Недостатком устройства вл етс то, что при нагреве слой бетона отслаиваетс от угольных блоков из-за разности коэффициентов линейного расширени . В бетонных блоках образуютс трещины и разрывы, в результате чего алюминий получает щирокий доступ к стальным токоподвод щим стержн м и раствор ет их. Недостатком устройства вл етс также сложность монтажа, который включает нанесение сло сырого бетона на угольные блоки и побледующие операции по его твердению и сушке, В услови х алюминиевых заводов выпол нение этих операций затруднено отсутствием современных механизированных участков по производству бетона и площадей дл выдерживани бетонированных блоков. Кроме того, при сушке таких блоко Пары воды при выходе создают каналы и разрывы в плоскости раздела между Угольным блоком и бетоном, которые В дальнейшем при нагреве увеличивают с , что еще более снижает эффективность применени бетона. Наиболее близким по технической сущности И достигаемому результату к предлагаемому вл етс катодное устройство алюминиевого электролизера , содержащее кожух, угольные подовые блоки со стальными тоководвод щими стержн ми и огнеупорные плиты, расположенные под угольными подовыми блоками { 2. Однако металлические пластины известного устройства при 750-800 С в местах соединени с подовыми блоками недостаточно прочны, чтобы противосто ть огромным усили м, возникающим при изгибе токоподвод щих стержней при их неравномерном нагреве . Пластины выт гиваютс ввиду пластичности металла при температурах и разрываютс . Увеличить количество пластин, распределив их равномерно по плсицади подины не предсгавл етс возможным, так как они расположены только между железобетонными плитами. Целью изобретени вл етс увеличение срока службы электролизера. Поставленна цель достигаетс тем, что в катодном устройстве алюминиевого электроли.зера, содержащем кожух, угольные подовые блОки со стальными токоподвод щими стержн ми и огнеупорные плиты, расположенные под угольными подовыми блоками, огнеупорные плиты выполнены с отверсти ми и жестко соединены с токоподвод щими стержн ми посредством металлических шпилек, причем между угольными подовыми блоками и огнеупорными пластинами расположен слой термостойкой герметизирующей замазки. В предложенной конструкции уменьи ен изгиб токовод вод щих катодных стержней, так как ему преп тствуют жестко соединенные с ними бетонные плиты. И хот верхние волокна JOKOподвод щих стержней по-прежнему удлин ютс больше ниижих, изгиба стержней не происходит, так как в этом случае происходит пластический сдвиг верхних слоев металла относительно нижних слоев и наклон торцовой плос стержней в сторону от стержней Поскольку бетонные плиты прит нуты шпильками к угольным блокам и между ними пролсйкен слой термостойкой замазки, заполн ющей возможные зазоры между блоками и плитами, исключаетс образова1 ие зазоров между угольными блоками и бетонными плитами . Возможное образование микротреинне представл ет опасности, так как через них может проникнуть лишь чень небольшое количество алюмини . Циркул ци же алюмини , растворение елеза и преждевременный, выход из s стро блюмса исключаетс .The invention relates to non-ferrous metallurgy equipment, specifically, to the improvement of conventional ycT-i of aluminum aluminum cell. When developing the design of the cathode device of an aluminum electrolysis unit, one of the problems is to increase the service life of the device, as well as simplify installation. With an increase in the power and size of the electrolyzer, the life of the cathode device decreases, and one of the main reasons for the decrease in service life is the swelling of the bottom of the longitudinal seam between the bottom coal blocks and the penetration of aluminum to steel lead rods and their dissolution by aluminum, which also reduction in the grade of aluminum during the operation of the electrolyzer and to its premature shutdown. A cathode device is known in which, in order to protect current-carrying steel rods from being dissolved by aluminum, the bottom surface of the coal hearth blocks is covered with a layer of heat-resistant, chemically weak cement with a thickness of 20P-300 mm p. The disadvantage of the device is that when heated, the concrete layer peels off from the coal blocks due to the difference in linear expansion coefficients. Cracks and fractures are formed in the concrete blocks, as a result of which aluminum gains wide access to steel lead rods and dissolves them. The drawback of the device is also the complexity of installation, which includes applying a layer of raw concrete to coal blocks and subsequent operations on its hardening and drying. In conditions of aluminum plants, these operations are complicated by the lack of modern mechanized sites for the production of concrete and areas to withstand concrete blocks. In addition, during the drying of such a block, water vapor at the exit creates channels and gaps in the plane of the section between the coal block and concrete, which later increase with c during heating, which further reduces the efficiency of concrete use. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a cathode device of an aluminum electrolysis cell containing a casing, coal bottom blocks with steel current-carrying rods and refractory plates located under the coal bottom blocks {2. However, the metal plates of the known device at 750-800 C in the joints with the bottom blocks are not strong enough to withstand the tremendous forces that occur when the current lead rods are bent when they are unevenly heated. The plates are drawn due to the plasticity of the metal at temperatures and are broken. It is not possible to increase the number of plates by distributing them evenly across the bottom flange, since they are located only between the reinforced concrete slabs. The aim of the invention is to increase the service life of the cell. The goal is achieved by the fact that in the cathode device of an aluminum electrolysis tank, containing a casing, coal bottom blocks with steel current lead rods and refractory plates located under the coal bottom blocks, the refractory plates are made with openings and are rigidly connected to the current lead rods through metal studs, and between the coal hearth blocks and refractory plates is a layer of heat-resistant sealing putty. In the proposed construction, the bending of the current lead of the cathode cathode rods has been reduced, since concrete slabs rigidly connected to them prevent it. And although the upper fibers of the JOKO-supporting rods still elongate more than the lower ones, the rods do not bend, since in this case the plastic shears of the upper metal layers relative to the lower layers occur and the face flat rods are tilted away from the rods. the coal blocks and between them the passage of a layer of heat-resistant putty, filling possible gaps between the blocks and the slabs, prevents the formation of gaps between the coal blocks and the concrete slabs. The possible formation of microtreins does not pose a danger, since only a small amount of aluminum can penetrate through them. The circulation of aluminum, the dissolution of the iron and premature, the exit from the s of the bloom is excluded.
На фиг, 1 представлено устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1. Fig, 1 shows the device, a cross-section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1.
Конструкци катодного устройства 10. выполнена следующим образом.The design of the cathode device 10. is made as follows.
В металлическом кожухе 1, имеющем днище 2, заключена )ованна ванна , состо ща из продольных стен 3 торцовых стен и многослойной поди т5 ны. Верхн часть подины выполнена из угольных блоков 5f в нижнюю часть которых вмонтированы стальные токоподвод идие стержни 6, залитые чугуном 7. Под угольными блоками распо- 20In the metal casing 1, having the bottom 2, there is a ram bath, consisting of the longitudinal walls of the 3 end walls and the multilayered floor. The upper part of the bottom is made of coal blocks 5f in the lower part of which steel current-carrying current 6 rods embedded in cast iron 7 are mounted. Under the coal blocks 20
ложены бетонные плиты 8,.имеющие отверсти 9 через которые пропущены металличе.ски.е шпильки 10, жестко соединенные с тоководвод щими стержн ми 6, Блоки 5 и плиты 8 прит нуты один к другому с помощью гаек 11, при этом между блоками расположен слой термостойкой замазки 12, котора заполн ет возможные зазоры между блоками и тем самым герметически закрывает доступ алюмини к стальным токоподвод щим стержн м 6. Под бетонными блоками расположен слой тепловой изол ции 13,Concrete slabs 8 are laid. The openings 9 through which the metal has passed. The studs 10 are rigidly connected to the current-carrying rods 6, the Blocks 5 and the plates 8 are attracted to each other by means of nuts 11, while there is a layer between the blocks heat resistant putty 12, which fills possible gaps between the blocks and thereby hermetically closes the access of aluminum to steel lead rods 6. Under the concrete blocks there is a layer of thermal insulation 13,
Преимущество катодного устройства состоит в увеличении срока службы по предварительным данным на 10-15%, что сокращает объемы капитального реNTOHTa на З ед, в год на корпус электролиза.The advantage of the cathode device is to increase the service life according to preliminary data by 10-15%, which reduces the volume of capital reduction by 3 units per year for the electrolysis housing.