SU1708935A1

SU1708935A1 - Подина алюминиевого электролизера

Info

Publication number: SU1708935A1
Application number: SU904777880A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Аполлонович Потылицын; Виктор Семенович Злобин; Жорж Леонидович Евтихов
Original assignee: Красноярский Политехнический Институт
Priority date: 1990-01-04
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к электролитическому получению алюмини , вчастности к конструкции подин алюми-^ ниевых электролизеров. Цель - увеличение срока службы электролизера. Подина содержит теплоизол ционный цоколь, углеграфитовое основание, угле- графитовые катодные блоки с токоподво- д щими стержн ми, межблочные швы и герметизирующий слой между основанием и катодными блоками. Между основанием и герметизирующим слоем выполнен э/гектроизрл ционный слой, а между катодными блоками или группой их - компенсирующий зазор, который может бь1ть заполнен углеродистыми эластичными материалами. Герметизирующий слой может быть выполнен из углеродистых войлочных материалов; 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.(Л

Description

Изобретение относитс к электролитическому получению алюмини , в частности к конструкции подин алюминиевых электролизеров.

11елью изобретени вл етс увеличение срока службы алюминиевого электролизера .

Существенным отличием предлагаемой подины алюминиевого электролизера от известных конструкций вл етс монтаж углеграфитовых катодных блоков с токоподвод щими стержн ми на непол ризованном углеграфитовом основании подины, при этом между катодными блоками устанайливают компенсируюЩий зазор. Наличие непол ризованного углеграфитового основани позвол ет обеспечить герметичность ванны, так

как известно, что пропитка углеродистых материалов криолитно-глинозейным расплавом никогда не вызывает деформации . Только катодно-пол ризованные углеродистые материалы деформируютс при электролизере криолитно-глинеземного ра,сплава за счет выделени натри и внедрени его в межбазисное пространство решетки углеродистого материала. Благодар монолитности непол ризованного углеродистого основани исключаютс поступлени под подину расплавленных фтористых солей.

Известно, что расплавленные фтористые соли активно взаимодействуют с теплоизол ционной футеровкдй цокол , образу новые материалы - стекловидные массы, обладающие большей теплопроводностью , чем исходные теплоизол ционные материалы. Непрерывное образование и рост кристаллов соли вызывают вертикальные усили , способству разрушению подины. Поэтому в предлагаемом техничес ом решении монолитность подины обеспечивают не только за счет отсутстви выделени натри и внедрени его в углеграфитовые материалы, но и за счет стабилизации физико-механических свойств теплоизо- л ционной футеровки цокол .

В техническом решении катодные блоки сжаты только со стороны продоль ных сторон катодного кожуха, а вдоль продольной оси электролизера благодар компенсационному зазору катодные блоки свободно деформируютс . Свободна деформаци катодного блока в направлении продольной оси электролизера позвол ет частично уменьшить уровень внутренних напр жений в блоках с одновременный обжатием их по продольным сторонам катодного (Кожуха. Така конструкци подины не ограничиваетс длиной ванны поскольку катодные ки/свободно деформиру сь, не работают по сжато-изогнутой схеме в продольном направлении электролизера. 8 поперечном направлении электролизера деформа ци катодных блоков полностью подавлена -обжатием катодного кожуха. Внутренние напр жени , которые имеют место в углеграфитовом основании и катодных блоках, не суммируютс , а действуют раздельно, независимо одно от другого, что в конечном итоге снижает уровень опасных напр жений в углеродистых элементах подины, обеспечива ее монолитность и повышение срока службы электролизера. На фиг.1 показана предлагаема подина, продольный разрез; на то же, вид сверху; на фиг.З - то же, поперечный разрез. Подина содержит теплоизол ционный цоколь 1, углеграфитовое основание подины 2, швы 3 из углеродной массы, электроизол ционный слой , гермети . ческую прокладку 5, катодные блоки 6 с токоподвод щими стержн ми 7, меж-. блочные швы 8 и компенсационный зазор 9., На теплоизол ционный цоколь 1 укла дывают основание подины 2 из углеграфитовых плит, которые соедин ет между собой швами из углеродной массы. Углеграфитовое основание подины 2

электроизолируют порошком глинозема . k. Глинозем уплотн ют поверхностный вибратором. На слой глинозема k укладывают герметическую прокладку 5, выполненную из углеродистого войлока Катодные блоки 6 с токоподвод щими стержн ми 7 устанавливают на герметическую прокладку 5 из углеродистых войлочных материалов, плотно прижима к электроизол ционному слою k усилием собственного веса блоков. Произво- д т набивку межблочных швов 8 подовой массой и заполнение компенсационных зазоров эластическими углеродистыми материалами. Вли ние компенсирующего зазора между катодными блоками с токоподвод щими стержн ми на распределение внутренних напр жений в подине изучали экспериментально на электроли- зере с обожженными анодами на силу тока 6 кА. Испытано два варианта подин аломиниевых электролизеров. Первый вариант выполнен по прототипу и прин т за базовый объект, в котором подина изготовлена из катодных блоков с токоподвод щими элементами и вл етс катоДно-пол ризованной. Второй вариант подины выполнен по предлагаемому техническому решению. Металлический кожух катодного узла футеровали изнутри огнеупорными теплоизол ционными материалами. На теплоизол ционную футеровку цокол уложены .углеграфитовые плиты размером 2ПОл700д500 мм. Швы между плитами уплотнены подовой массой. На поверхность электроизол ционного глиноземного сло уложена герметическа прокладка из углеродистого войлока марки НТМ-100. Катодные блоки с токоподвод щими стержн ми установлены на герметическую прокладку. Компенсационный зазор между катоднымиблоками заполнен углеродистым войлоком. После обжига и пуска электролизер выводили на нормальный технологический режим. Электролизер работал в течение 30 дней, затем его отключали и демонтировали подину на предмет изучени протеков металла через герметичный слой и углеграфитовое . основание подины. -Эффективность предлага мой подины алюминиевого электролизера оценивали по величине удельного давлени , передаваемого на продольные и торцовые сторюны катодного, кожуха, и по содержанию железа в ка51 годном алюминии. Усили на кожух измер ли динамометром на сжатие. Дл этого на продольной и торцовой сторонах металлического кожуха .сверлили oт8epctи , в которые вставл ли шток из нержавеющей стали. Шток с одной стороны упирали в торцовую сте ку подового блока5 а с другой стороны - в опоры динамометра. Результаты испытаний представлены в табли«4е.

8,9

17,5 9,2

0,1

0,it5 0,150

.

Данные таблицы показывают, что , в устройстве подмны5 в которой между катодными блоками с токоподвод щими элементами предусмотрен компенсирующий зазор, удельное давление на стенки катодного кожуха ниже по сравнению с базовым объектом. Рассредоточение внутренних напр жений в подине и снижение их уровн позвол ет уменьшить

1.Подина алюминиевого электролизера , содержаща теплоизол ционный цоколь, основание, углеграфитовые катодные блоки с токоподвод щими стержн ми, межблочные швы и герметизирующий слой между основанием и ка одныни блоками ,отличающа с тем, что, с целью увеличени срока службы электролизера основание выполнено углеграфитовым, между основанием и герметизирующим слоем выпол нен электроизол ционный слой, а между катодными блоками или группой их вы полнен компенсирующий зазор.

2.Подина по П.1, о т л и ч а ю щ а с и тем, что компенсирующий зазор заполнен углеродистыми эластичт ными материалами.

Claims

3.Подина поп.1,отличающ а с тем, что герметизирующий слой выполнен из углеродистых войлочных материалов. 5 интенсивность разрушающих процессов, протекающих в углеграфитовой футеровке , увеличить срок службы электролизера . Особенно эффективно рассредоточение внутренних напр жений в подине на сверхмощных электролизерах, где имеет место увеличение абсолютной деформации углеграфитовой футеровки и уменьшение жесткости катодного кожуха за смет роста их линейных размеров. Наличие компенсационного зазора в сочетании с герметической прокладкой между углеграфитовым основанием подины и катодными блоками позвол ет также обеспечить высокое качество получаемого аломини -сырца. Формула изобретени

:t:r,%./-;i:.;:v::: «ЛУ.:. у.- -ЛчЛ-::ч у.-:::.

«ч

1 . I,-Jг-I. 1 . /

.j.J.. .

Vtiif

/ . -, .1 . 1. /

г у I |Ут

f-f -f-ff -ff -f J ff ff

А р f( ff /

VuiJ