Способ монтажа подины электролизера

 

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при монтаже подины алюминиевого электролизера. Цель изобретения - повышение срока службы электролизера за счет увеличения прочности сцепления холоднонабивной подовой массы с блоком. Способ включает установку подовых секций , обмазку боковых поверхностей блоков, которую ведут при температуре окружающей среды, и набойку межблочных швов углеродной массой. Для обмазки используется смесь жидкой термореактивной фенолформальдегидной смолы с выходом коксового остатка не менее 40% и вязкостью 200-1200 М Па -с и углеродного порошка в соотношении 60:40%, причем в качестве углеродного порошка используют порошок искусстенного графита, термоинтрицита или кокса с содержанием фракции - 0,071 мм не менее 80%. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679535/02 (22) 17.04.89 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (72) Г,Д.Вергэзова, Г.А.Сиразутдинов и

Т.С.Алатина (53) 669,713.657(088.8) (56) Ветюков М.М„Цыплаков А.М. и Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987, с. 95 — 98.

Авторское свидетельство СССР

N 960316, кл. С 25 С 3/08, 1982. (54) СПОСОБ МОНТАЖА ПОДИНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при монтаже подины алюминиевого электролизера. Цель изобретения— повышение срока службы электролизера за

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при монтаже подины алюминиевого электролизера.

Целью изобретения является повышение срока службы электролизера за счет увеличения прочности сцепления холоднонабивной подовой массы с блоком.

По предложенному способу в лабораторных условиях осуществляют моделирование швэ путем установки угольных пластин, вырезанных из подовых блоков в матрицу таким образом, чтобы между угольными пластинами был зазор в 40 мм, Стороны матрицы закрепляют, производят обмазку боковых поверхностей пластин и набойку массы в два приема путем уплотне,5U„, 1694703 А1 счет увеличения прочности сцепления холоднонабивной подовой массы с блоком.

Способ включает установку подовых секций, обмазку боковых поверхностей блоков, которую ведут при температуре окружающей среды, и набойку межблочных швов углеродной массой. Для обмазки используется смесь жидкой термореактивной фенолформальдегидной смолы с выходом коксового остатка не менее 40 и вязкостью 200 — 1200 МПа с и углеродного порошка в соотношении 60:4О7;, причем в качестве углеродного порошка используют порошок искусстенного графита, термоинтрицита или кокса с содержанием фракции — 0,071 мм не менее 807,. 5 табл. ния каждого слоя пневмомолотком с трамбовками. Матрица, пластины и масса не подогреваются. Все операции выполняются при комнатной температуре.

Для набойки шва берут холоднонабивную подовую массу по ТУ 48 †4814 †26, применяемую при монтаже подины промышленных электролизеров.

Обмазку боковых поверхностей угольных пластин осуществляют путем нанесения шпателем смеси жидкой фенолформальдегидной смолы с углеродным порошком в соотношении 60;40"-,ь, слоем толщиной до 2 мм, Смесь готовят следующим образом: в необогреваемую фарфоровую или металлическую емкость помещают жидкую терморе1694703 активную фенолформальдегидную смолу

СФЖ-3032 (ГОСТ 20907 — 75) с вязкостью 250 мПа, с выходом коксового остатка 54% и в нее при перемешивании вводят углеродный порошок с содержанием фракции—

0,071 мм не менее 80%. Время перемешивания смеси 5-10 мин. После смешивания смесь готова к уплотреблению. Состав предлагаемых смесей приведен в табл.1, По известному способу (Авт.св. В

960316) в лабораторных условиях моделируют шов путем установки в матрицу пластин из вырезанных подовых блоков таким образом, чтобы зазор между угольными пластинами составлял 40 мм. Так как для набойки шва применяется холоднонабивная подовая масса, не требующая разогрева перед употреблением, операция подогрева угольных пластин и массы исключается. Стороны матрицы закрепляются, производят обдувку боковых поверхностей угольных пластин сжатым воздухом в смеси с порошком пека и конденсирующего вещества в соотношении

3:1 и набойку холоднонабивной подовой массы по стандартной методике в два приема путем уплотнения каждого слоя пневмомолотком с трамбовками. Все операции выполняют при комнатной температуре.

Обжиг, необходимый для коксования шва и границы шов-бок по предлагаемому и известному способам, производят в соответствии с параметрами, принятыми для элекролизеров в предпусковой период, а именно обжиг до 1000 С со скоростью подьема температуры 100 С/ч, Определение прочности сцепления блока.с холоднонабивной подовой массой в обожженном состоянии производили по известной стандартной методике /приложение к ТУ 48-12-25-74/.

Полученные результаты испытаний представлены в табл.2.

В табл.3 представлены свойства жидких термореактивн ых фенолформал ьдегидных смол, опробованных авторами при изготовлении составов для обмазки боковых поверхностей блоков.

Интервал варьирования свойств смолы по вязкости определяется требованием к консистенции паст, к их способности к распределению по поверхности углеродного блока.

Пасты на основе смолы с вязкостью менее 200 мПА с стекают с вертикальной поверхности блока, пасты с вязкостью более

1200. мПа с не намазывается на блоки.

Выход коксового остатка смол определяет способность пасты к карбонизации и, соответственно спеканрию в монолит массы и блока. Так как связующее — пластифицированный пек, входящее в состав холоднонабивной подовой массы, имеет выход коксового остатка не менее 34% /ТУ 14-7—

81-85/, то для обеспечения спекания массы с обеспечивают требуемую прочность. Так как выход коксового остатка связан с выходом летучих веществ (V) (теоретически к,о. + V =

100%), следовательно, снижение выхода коксового остатка ведет к увеличению выхода летучих в процессе карбонизации, что приводит к снижению плотности, увеличению пористости и, как следствие, снижению прочности составов в обожженом виде.

Способность к карбонизации onðåäeëÿется способом получения термореактивной фенолформальдегидной смолы. Так смолы, полученные в результате конденсации фенолспиртов с фурфуролом, обеспечивают высокий выход коксового остатка.

Смолы требуемой вязкости, но полученные путем конденсации фенола с фор20 мальдегидом в щелочной среде беэ катализатора, как правило, не коксуются в процессе термообработки, В табл.4 даны составы смесей для обмазок боковых поверхностей подовых блоков.

Значение коэффициента связи между блоком и массой, соединенных предложенным способом, представлены в табл.5.

Полученные результаты, представленные в табл.2 и 5, указывают на то, что применение предложенного способа при монтаже межблочного шва из холоднона30

35 бивной подовой массы привело к значительному повышению коэффициента сцепления блока с массой в сравнении со способоми рототи пом.

Для расчета косвенного влияния прочности межблочного соединения на срок службы электролизера проводили экспериментальные исследования по определению скорости пропитки модели межблочного шва криолитглиноземным расплавом аналогично методике определения относительного удлинения (коэффициента стойкости) футеровочных материалов по ТУ 48-12-21-85.

Средневзвешенная продолжительность работы электролизера по Таджикскому алюминиевому заводу 4,2 года.

Результаты обследования подин после демонтажа свидетельствуют, что отключение электролизеров происходит, как правило, после пропитки межблочных швов электролитом по всей их высоте. Следовательно, за период работы электролизера (4,2 года) происходит пропитка шва высотой

400 мм, т.е. 400 мм: 4,2 год - 95,2 мм/год.

5 блоком выбраны смолы с более высокой карбониэующей способностью. Смолы с выходом коксового остатка менее 40% не

1694703 та блица 1

Состав, 3, по примеру

2 3 4 5 6

Компонент по авт.св.

Ь 960316. (9) 60 60 55 65 60 60

45 35

40

40

25 табли ца2

Показатель

Пример

7 8 Прото- Промыштип (9) ленный (10) 4.. 5

Коэффициент связки (сцепления), кгlсмз 40,06 35,25 43,210 15,90 10,40 20, 10 17,80 21,50 7,40 0-4,50 я.

-Для сравнения приведены данные по коэффициенту связи блока с холоднонабивной подовой массой, соединенных по способу без обмазки, применяемому в настоящее время при монтаже промышленных электролизеров по ТУ 48-12 -25-.74

Экспериментально установлено, что при использовании предложенного способа монтажа скорость пропитки модели шва электролитом в лабораторной ячейке при выдержке в течение 100 ч при температуре криолитглиноземного расплава 950 С снижается в 1,065 раза по сравнению с пропиткой известного шва.

Для расчета зкономической эффективности от применения нового способа принимают снижение скорости пропитки шва электролитом в 1,065 раза, что составляет:

95,2 мм/год: 1,065 = 89,4 ммlгод

Рассчитываем увеличение срока службы электролизера:

400 мм: 89,4 мм/год - 4,47 года. . Формула изобретения

Способ монтажа подины электролизера, включающий установку подовых секций, Жидкая фенолформальдегидная смола 60

Порошок графита с содержанием фр. -Oj! мм, 803 40

Порошок кокса с содержанием фр. -0,071 мм, 803

Порошок термоантрацита с co" держанием фр. -0,71.мм,803

Порошок графита с содержа" нием фр. -0,071 Мм1803

Порошок термоантрацита с содержанием фр. -0,071 мм <8И

Порошок кокса с содержанием фр, -0,071 мм С803

Порошок пека

Борная кислота обмазку боковых поверхностей блоков и набойку межблочных швов углеродной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы электролизера за

5 счет увеличения прочности сцепления холоднонабивной подовой массы с блоком, обмазку боковых поверхностей блоков ведут при температуре окружающей среды смесью жидкой термоактивной фенолфор10 мальдегидной смолы с выходом коксового остатка не менее 40 )ь и вязкостью 2001200 мПа. с и углеродного порошка в соотношении 60 .40, причем в качестве углеродного порошка используют порошок

15 искусственного графита, термоантрацита или кокса с содержанием, фракции — 0,071 мм не менее 807.

ll694703

ià бли ца 3

Марка смолы

Коксовый Вязкость, остаток,4 мПа.с

Табли ца 4

Компоненты

Состав, 4 по примеру

Порошок графита с содержанием Фракции

О, 071 мм 80

СФЖ-309

СФЖ-3035

СФЖ-3031

Сф-480

СФЖ-3011

СФЖ-305

40

40

40

60

60

Та блица 5

Пример

1 1

Показатель

Коэффициент связи (сцепления),кг/см2 32,18 40,0 38,.0 45,0 3,5 4,5.

Составитель Д.Кривошеин

Редактор Т,Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 4133 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

СФЖ - 309

СФЖ - 3035

СФЖ - 3031

Сф - 480

СФЖ - 3011

СФЖ - 305

48,0

54,5

50,5

55,0

30,5

35,0

200

11 12 13 14 15 16

11 12 13 14 15 16