Электролизер для получения алюминия

 

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому производству алюминия в электролизерах с поперечным размещением в корпусе электролизера. Целью изобретения является повышение срока службы, сокращение электроэнергии и увеличение выхода алюминия по току.В период обжига высокие термические напряжения подовых блоков 5 приводят к раскрытию межблочных швов 8 и попаданию расплавленного металла в цоколь 7, а далее - к прорыву через днище катодного кожуха 2. Улавливающие колодцы 14 закреплены верхним основанием на днище катодного кожуха 2, а нижним через штифт 18 связаны с токоподводящим стержнем 9. Его верхний конец при заливке чугуном образует монолит с подовым блоком 5, в котором имеются участки 12, расположенные под углом 10-45 к вертикали. Перенос катодной шины 6 от бортов катодного кожуха под его дно способствует снижению величины магнитного поля в расплаве . 1 з.п.ф-лы, 2 ил. О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

444402 А 1 (191 Э0 (Ill (si) 4 С 25 С 3/08, 3/16, 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 - .:.,-.

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4196220/23-02 (22) 29.12 ° 86 (46) 15 ° 12,88.Бюл. У 46 (7l) Иркутский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (72) В.А.Евменов, В.Н.Дерягин, Б.И.Аюшин, С.Я.Черепанов и В.А.Крюковский (53) 669.713.72 (088.8) (56) Патент ФРГ У 1187809,,кл. С 25 С 3/12, опублик. 1965.

Патент Франции Ф 959374, кл. С 25 С 3/12, опублик. 1947. (54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

АЛЮМИНИЯ (57) Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому производству алюминия в электролизерах с поперечным размещением в корпусе электролизера. Целью изобретения является повышение срока службы, сокращение электроэнергии и увеличение выхода алюминия по току.В период обжига высокие термические напряжения подовых блоков 5 приводят к раскрытию межблочных швов 8 и попаданию расплавленного металла в цоколь 7, а далее — к прорыву через днище катодного кожуха 2. Улавливающие колодцы

14 закреплены верхним основанием на днище катодного кожуха 2, а нижним через штифт 18 связаны с токоподводящим стержнем 9. Его верхний конец при заливке чугуном образует монолит с подовым блоком 5, в котором имеют- д ся участки 12, расположенные под углом 10 — 45 к вертикали. Перенос катодной шины 6 от бортов катодного кожуха под его дно способствует снижению величины магнитного поля в расплаве. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1444402

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, н частности к электролитическсму производству алюминия н электролизерах с пспереч5 ным размещением н корпусе электролиза.

Целью изобретения является повышение срока службы, сокращение электроэнергии и увеличение выхода алюминия 1О по току, М

На фиг.! изображен электролизер с двумя рядами токоподводящих стержней в подине и одной катодной шиной, поперечный разрез; на фиг.2 — то же, !5 при выполнении подины с одним рядом токоподводящих стержней и двумя катодными шинами, поперечный разрез, Электролизер содержит анод 1, катодный кожух 2, шахту 3, футеро- 20 ванную угольными бортовыми 4 и подовыми 5 блоками, и катодные шины 6.

Подовые блоки 5 уложены на цоколь 7.

Между блоками набит межблсчный шов 8 иэ подовой массы. Токопроводящий стержень 9 верхним концом, снабженный канавками 10, путем заливки 11 чугуном закреплен в подовом блоке 5 °

В блоке 5 предусмотрены заглубленные на !/3-1/2 его высоты и под углом 10- 30 о

45 к вертикали пазы, образующие н"результате щаливкн участки 12 токоподвода.

Токоподнодящий . ержень 9 проходит через канал 13 в цоколе 7 в улав- 35 ливающий колодец i4, Он имеет форму усеченного конуса и жестко закреплен на днище электролизера. Улав—

Ливающий колодец заполнен герметизирующей (уплотняющей пастой 15, 40 содержащей легкоплавкие соли, например соли аммония, и вещества, плохо смачиваемые алюминием, например глинозем, и угольную крупку.

Нижний конец стержня 9 гибкой ши- 45 ной 16 (алюминиевым спуском) соединен с катодной шиной 6. В нижнем конце стержня расположено отверстие для установки через электроизоляционную прокладку 17 крепежного штифта

18, фиксирующего подовый блок (секцию) к днищу катодного кожуха.

В верхней части .гокопсдводящего стержня 9 расположено гнездо 19, в котором через улавливающий колодец установлена термопара 20.

Разделение чугунной заливки 11 на ряд участков 12, заглубленных н подовый блок, сн ххает разрушающее воздействие чугунной заливки на подоный блок. Он равномерно и дифференциально распределяет термические напряжения, возникающие в токонодах в процессе нагрева подины, а также снижает потери тока в подине на 5080 мВ.

Количество и диаметр участков 12 токоподводящих стержней выбирается при монтаже катода из расчета, чтобы величина термического расширения тоководон была меньше или равна величине упругой деформации подовых блоков, а суммарная площадь их поперечного сечения равна площади поперечного сечения токопддводящегс стержня. Причем заглубление тоководов в блок менее чем на 1/3 высоты блока ослабляет механическую связь блока с токоподводящим стержнем, а заглубление более чем на 1/2 высоты блока увеличивает возможность разрушения токонодов расплавом, проникающим в микропоры блока при электролизе.

Надежность механического соединения и электрического контакта подоный блок — токсподводящий стержень обеспечивается заглублением токовоо дов в блок под углом 10-45 к нертикали. При этом отклонение тоководов от вертикали менее чем на !0 увеличивает вероятность выхода токовода из блока при подъеме подовой секции, а при наклоне токонодов боо лее 45 к вертикали при подъеме сек»; ции возможен скол нижней части блока, находящейся под токонодами и, как следствие, н обоих случаях нарушение электрического контакта между стержнем и блоком, В процессе пуска электролизера при термической нагрузке подовых блоков и интенсивном газовыделении со стороны цоколя токоподводящие стержни, закрепленные в подовых секциях на днище электролиэера через улавливающий колодец посредством штифта 18, препятствуют подъему подовых блоков (секций) и раскрытию межблочного шва между ними.

В результате предотвращается проникновение расплава в кирпичную клад.ку цоколя и каналы в цоколе для вывода токоподводящих стержней, а также нарушение электрического контакта н подине., В случае проникновения

1444402 расплава по каналу в цоколе вдоль стержня в улавливаюший колодец, за-. полненный специальной герметизирующей пастой, легкоплавкие соли, входящие в состав пасты, расплавляясь, увеличиваются в объеме и плотно герметизируют каналы для вывода токоподводящих стержней в цоколе и внутреннюю полость улавливающего колодца, предотвращая прорыв расплава из электролизера.

Формирующиеся в процессе электролиза бортовые настыли, практически не влияют на электросопротивление участков 12 токоподводящих стержней

9, так как они расположены в зоне проекции анода.

Катодные шины, расположенные под днищем электролизера, снижают напряженность магнитного поля, так как увеличивается расстояние от ошиновки до расплава и ослабляется ее магнитный поток, проходящий через днище и цоколь катода.

Снижение напряженности магнитного поля, влияющей на перекос и циркуляцию расплава, уменьшает величину электромагнитной силы, что способствует повышению выхода по току на 0,5Х

Формула и з о брет ения

1. Злектролизер для получения алюминия, включающий анодный узел, катодный узел с угольным блоком, катодным кожухом, токоподводящим стержнем, верхний конец которого закреплен в угольном блоке посредст.

5 вом токоподвода в виде чугунной заливки, а нижний размещен в канале под днищем катодного кожуха, и уплотнен герметизирующий засыпкой, и катодные шины с гибкими спусками, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, сокращения электроэнергии и увеличения выхода алюминия по току, 0Н дополнительно снабжен улавливающим колодцем в виде усеченного конуса, охватывающего катодный стержень, большее основание улавливающего колодца жестко соединено с днищем катодного кожуха, меньшее основание вы полнено с электроизоляципнной прокладкой и соединено с нижним концом токоподводящег0 стержня посредством штифта, а катодные шины расположены

25 под днищем катодного кожуха вдоль боковых сторон электролизера, при этом токоподвод блока установлен под углом 10-45 к вертикальной оси.

2. Электролизер по п,1, о т л иЗО ч а ю шийся тем, что токоподводящие стержни расположены на подине в два,или один ряд, а катодные шины — в один или два ряда вдоль про. дольной оси катодного кожуха или

З„ вдоль боковых сторон электролизера.

1444402

Составитель A.Êoñòèí

Редактор Т.Лазоренко Техред Л.сердюкова Корректор А,Обручар

Заказ 6461/30

Тираж 622 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4