SU1458435A1 - Способ футеровки катода электролизера дл получени алюмини - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электролитического получени  алюмини , а именно к монтажу электролизеров . Цель изобретени  - повышение срока службы электролизера и качества получаемого металла. Заполнение межблочного шва сло ми по высоте,- а именно нижнего сло  корундовым материалом , верхнего подовой массой, позвол ет увеличить в 1,5-2 раза срок службы электролизера. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюмини , и может быть использован при футеровке катода электролизеров дл  получени  алюмини .

Цель изобретени  - повьш1ение срока службы электролизера и качества получаемого металла.

Пример. Были смонтированы 10 опытных электролизеров с двухслойным заполнением межблочных швов катодной футеровки. Нижний слой выполнен из уплотненного глинозема марки ГК плотностью 1,45-1535 г/смЗ, что составл ет 0,37-0,39 от истинной плотности , и высотой 250 мм, в ерхние 150 мм межблочных швов набивались стандартной антрацитовой подовой массой . Дл  этих 10 опытных электролизеров выбраны 10 свидетелей-электролизеров , пущенных на электролиз одновременно с опытными и смонтированными

по известной технологии, т.е. швы полностью набиты антрацитовой подовой массой.

После пуска всех электролизеров бьш-а проведена проверка наличи  про-- теков расплавленного алюмини  через блюмсовые отверсти  на опытных электролизерах и свидетел х. Проверка показала, что ни на одном из опытных электролизеров протеков металла не обнаружено, в то врем  как на 9 электролизерах-свидетел х обнаружен протёк металла, притом на одном из них в больших размерах (более 1 т).

Это говорит о том, что слой из уплотненного глинозема марки ГК служит надежной защитой от проникновени  жидкого А1 под угольную футеровку катода. Среднее содержание ос- новных примесей Fe и А1 в алюминий- сырце на опытных ваннах 0,06% Fe, 0,10% Si, а в электролизерах-свидетел х 0,08% Fe и 0,13% Si.

(Л

{ ел

00

со ел

Дл  определени  минимального необходимого сло  корундового материала дл  защиты катодного стержн  от воздействи  алюмини  провели лаборатор ные испытани . Брали графитовые стаканы с размерами 0 наружн. 80 мм ф внутр. 50 мн, глубина 200 мм. На

заливали по 200 г алюмини  с содер нием 0,1% Fe, после чего на поверх ность металла загружали по 200 г электролита, вз того из промьшшен электролизера. Выдержку ст аканов п проводили в течение 2,5 ч, после чего металл сливали и анали ровали на содержание железа спект

дно стаканов помещали стальную плас-

тину толщиной 15 мм, поверх нее поме- юральным методом.

щали корундовый материал (глинозем .

марки ГК) толщиной 10,20,30 и АО мм. Результаты анализа приведены, в

Стаканы нагревали до , затемтаблице.

заливали по 200 г алюмини  с содержанием 0,1% Fe, после чего на поверхность металла загружали по 200 г электролита, вз того из промьшшенного электролизера. Выдержку ст аканов при проводили в течение 2,5 ч, после чего металл сливали и анализировали на содержание железа спект

Величина сло  глинозема КГ, мм 10

Содержание железа

в алюминии, % 0., 18 0,12 0,1 0,1

35

40

Результаты опытов показали, что 25 инимально необходимый слой ко-рундо- ого материала дл  защиты стального катодного стержн  от диффузионного воздействи  алюмини  равна 30 мм . сход  из того, что подовые блоки вы- зо ускаютс  с глубиной пода дл  заделки катодных стержней, равной мм получаем (1 50+30) : ,45 высоты блока . Из этого размера получаем максимальный слой подовой массы (так как остальна  часть заполн етс  ею) 1 - -0,,55 высоты.подового блока.

Дл  опреде-пени  необходимой плотности корундового материала дл  заполнени  межблочных швов пров.ели лабораторные испытани .

Брали два графитовых стакана 0 наружн. 80 мм 0 внутр. 50 мм, глубиной 200 мм. В нижней части помещали глинозем марки ГК с плотностью 1,38 г/см, что составл ет 0,35 от истинной и 1,18 г/с (что составл ет 0,30 от истинной). Толщиной 30 мм после разогрева стакана до в него заливали А1 толпщной 30 мм, при разогреве стакана до 1000° С в него заливали 100 мм расплавленного электролита), вз того из промьшшенного электролизера и вьщержи- вапи при в течение 2,5 ч„ gg После выдержки расплава без остывани  сливали из стакана, при этом обнаружили , что в стакане -нижн   часть которого была заполнена глиноземом

45

50

20

30

40

5

0

5 о

g

5

0

ГК с плотностью ,18 г/см :образова- лась густа  тестообразна  масса, котора  также вытекала из стакана, а в стакане с глиноземам, уплотненным до плотности 1,38 г/см, глинозем пропиталс  фторсол ми, но осталс  в твердой фазе. Следовательно, дл  исключени  образовани  плавкой системы Al Oj-NajAlF необходимо иметь плотность корундового материала больше 1,38 г/см или 0,35 от истинной плотности.

Набойка верхней части межблочных швов углеродной подовой.массой служит дл  защиты корундового материала от воздействи  конвективных потоков расплава ванны, а также дл  замедлени  диффузионного обмена с расплавом, минимальна  величина набойки подовой массы (0,25 высоты подового блока) обусловлена конструктивньми особенност ми подовых блоков и свойствами углеродной подовой массы. После кокг i совани  подова  масса имеет объемную плотность 1,6 г/см,истинна  плотность составл ет 2,04 г/см.З, в то .врем  как плотность расплавленного алюмини  равна 2,3 г/см5 и поэтому при плохой св зи подова  масса - подовый блок, лодова  масса всплывет. Дл  предотвращени  этого на боковых гран х п.о- довых блоков предусмотрены канавки глубиной 15-7 мм, шириной 25 ± 5 мм, причем верхн   канавка расположена на рассто нии 60 t 10 мм от ребра блока.

Изобретение позвол ет увеличить срок службы электролизеров в 1,5-2 раза и улучшить сортность получаемог металла за счет исключени  проникновени  расплавленного алюмини  к стальным катодным стержн м и под угольную футеровку.

Кроме того, улучшаютс  услови  труда, так как нижн   часть межблочных швов (0,45-0,75 высоты блока) . заполн етс  корундовым материалом,, который  вл етс  инертным веществом не оказывает на организм человека вредного вли ни , в то врем  как при .набойке,швов угольной массой в атмосферу выдел ютс  различные углеводороды ,  вл ющиес  канцерогенными веществами .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ футеровки катода .электролизера дл  получени  алюмини , включающий установку угольных подовых блоков с последующим заполнением межблочных швов подовой массой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы электролизера и качества получаемого металла, нижнюю часть межблочных швов на высоту 0,45-0,75 высоты подового блока заполн ют корундовым материалом с плотное- тью 0,35-1,0 от истинной.