Способ получения катодного блока для электролизера для получения алюминия и катодный блок



Владельцы патента RU 2556192:

СГЛ КАРБОН СЕ (DE)

Изобретение относится к способу получения катодного блока электролизера для получения алюминия. Способ включает заготовку исходных материалов, содержащих кокс и порошок твердого материала, как, например TiB2, а также, при необходимости, углеродсодержащего материала, перемешивание исходных материалов, формование катодного блока, карбонизацию, графитизацию и охлаждение, при этом графитизацию проводят при температурах от 2300 до 3000°C, в частности от 2400 до 2900°, причем второй слой получают с толщиной, составляющей от 10 до 50%, в частности от 15 до 45%, от общей толщины катодного блока. Обеспечиваются высокая износостойкость в отношении алюминия и криолита, и снижение энергопотребления. 7 з.п. ф-лы.

 

Настоящее изобретение относится к способу получения катодного блока для электролизера для получения алюминия и к катодному блоку.

Известным способом получения металлического алюминия является способ Холла-Эру. В этом электролитическом способе дно ячейки электролизера типично образовано катодной поверхностью, которая состоит из отдельных катодных блоков. Снизу катоды контактируют через стальные стержни, которые введены в соответствующие удлиненные углубления на нижней стороне катодных блоков.

Получение катодных блоков осуществляется обычно путем перемешивания кокса с углеродсодержащими частицами, такими как антрацит, углерод или графит, уплотнением и карбонизацией. При необходимости за этим непосредственно следует этап графитизации при повышенных температурах, на котором углеродсодержащие частицы и кокс по меньшей мере частично превращаются в графит.

В результате графитизации значительно повышается теплопроводность материала катода, а удельное электрическое сопротивление сильно снижается.

Однако графитизированный углерод и графит плохо или почти совсем не смачиваются жидким алюминием. В результате повышается потребность в электроэнергии и, тем самым, потребность электролизера в энергии.

Для решения данной задачи, согласно уровню техники, в поверхностный слой катодного блока вводят TiB2. Это описано, например, в DE 112006004078. Такой поверхностный слой, который представляет собой композит TiB2 и графита, находится в прямом контакте с расплавом алюминия и тем самым имеет решающее значение для подачи тока от катода в расплав алюминия. TiB2 и подобные твердые керамические материалы приводят к улучшению смачиваемости катода в графитизированном состоянии и, таким образом, к лучшей энергоэффективности процесса электролиза. Твердые керамические материалы могут, кроме того, повышать объемную плотность и твердость катодов, что в результате приводит к лучшей износостойкости по отношению, в частности, к расплавам алюминия и криолита. Твердые материалы называются также RHM (refractory hard material - тугоплавкий твердый материал).

Однако порошок TiB2 и подобные порошки твердых материалов в процессе графитизации частично теряют свою смачиваемость и эффект повышения износостойкости.

Поэтому задачей настоящего изобретения является разработать простой способ получения катода из композита TiB2 и графита, который хорошо смачивается жидким алюминием и обладает хорошими свойствами в отношении износа, а также разработать соответствующий катодный блок.

Эта задача решена способом согласно п. 1 формулы изобретения.

Предлагаемый изобретением способ получения катодного блока содержит этапы приготовления исходных материалов, содержащих кокс и порошок твердого материала, как, например TiB2, а также, при необходимости, другого углеродсодержащего материала, этапы перемешивания исходных материалов, формования катодного блока, карбонизации и графитизации, а также охлаждения и отличается тем, что этап графитизации проводится при температурах от 2300 до 3000°C, в частности, от 2400 до 2900°C.

Особенно предпочтительными показали себя температуры ниже 2900°C, так как обычный TiB2 не плавится до 2900°C. Хотя расплавление предположительно не приводит к какому-либо химическому изменению TiB2, так как рентгеновская дифрактометрия показала присутствие TiB2 в катодном блоке и после расплавления и последующего охлаждения. Однако в результате расплавления тонкодисперсные частицы TiB2 могут собираться в более крупные частицы. Определенная опасность состоит в том, что жидкий TiB2 неконтролируемым образом перемещается через открытые поры.

В температурном диапазоне согласно изобретению процесс графитизации продолжается до тех пор, пока имеется высокая тепло- и электропроводность углеродсодержащего материала.

Предпочтительно, этап графитизации проводится со средней скоростью нагрева от 90 до 200 K/ч. Альтернативно или дополнительно, температура графитизации выдерживается в течение от 0 до 1 ч. При этих скоростях нагрева и этой длительности выдерживания достигаются особенно хорошие результаты в отношении графитизации и получения твердого материала.

Предпочтительно, длительность термообработки, рассчитываемая до момента начала охлаждения, может составить от 10 до 28 часов.

Может оказаться предпочтительным, что композит твердого материала и графита или графитизированного углерода образует весь катодный блок. Это предпочтительно тем, что нужен всего один состав подлежащей обработке массы и, соответственно, всего один этап перемешивания.

Альтернативно, может быть предпочтительным, чтобы катодный блок содержал по меньшей мере два слоя, причем слой композита образует второй слой катодного блока. Этот второй слой находится в прямом контакте с расплавом в ячейке электролизера.

Предпочтительно, катодный блок содержит по меньшей мере один другой слой (далее называемый первым слоем), который содержит меньше порошка твердого материала, чем поверхностный слой, или вообще не содержит порошка твердого материала. Это позволяет снизить количество используемого дорогостоящего порошка твердого материала. Первый слой при введении катода в алюминиевый электролизер не контактирует напрямую с расплавленным алюминием и поэтому не обязан иметь хорошей смачиваемости и износостойкости.

Второй слой может предпочтительно иметь толщину, составляющую от 10 до 50%, в частности от 15 до 45%, от полной толщины катодного блока. Малая толщина второго слоя, например, 20%, может быть предпочтительной, так как в таком случае необходимо лишь незначительное количество дорогостоящего твердого материала.

Альтернативно, может быть предпочтительной более значительная толщина второго слоя, например, 40%, так как слой, который содержит твердый материал, обладает высокой износостойкостью. Чем больше составляет толщина этого высокоизносостойкого материала от общей толщины катодного блока, тем выше износостойкость катодного блока в целом.

Предпочтительно, кокс включает в себя два сорта кокса, имеющие разные характеристики изменения объема во время карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждения.

Неожиданно оказалось, что срок службы катодных блоков, полученных таким способом, заметно выше, чем у катодных блоков, получаемых при обычном способе.

Предпочтительно, углеродная фракция катодного блока уплотняется до объемной плотности выше 1,68 г/см3, в частности выше 1,71 г/см3, в частности до 1,75 г/см3.

Предполагается, что повышенная объемная плотность предпочтительно способствует повышению срока службы. Это может быть основано, во-первых, на том, что на единицу объема катодного блока имеется больше массы, что при заданном съеме массы за единицу времени ведет к более высокой остаточной массе после заданной длительности съема. Во-вторых, можно предположить, что более высокая объемная плотность вместе с соответствующей более низкой пористостью предотвращают инфильтрацию электролита, который действует как коррозионная среда.

В этом варианте преимущества предлагаемого изобретением диапазона температуры графитизации от 2300 до 3000°C комбинируются с повышением объемной плотности катодного блока. Тем самым, предпочтительно по меньшей мере частично компенсируются последствия неполной графитизации.

Так как второй слой вследствие добавления твердого материала после графитизации всегда имеет высокую объемную плотность, например, выше 1,80 г/см3, предпочтительно, если первый слой после графитизации также имеет высокую объемную плотность, составляющую согласно изобретению выше 1,68 г/см3. Незначительное различие коэффициентов теплового расширения и объемной плотности на этапах термообработки снижает период производства и процент дефектных катодных блоков. Кроме того, при применении предпочтительно повышается также стойкость к термическим напряжениям и вызываемым ими повреждениям.

Предпочтительно, два сорта кокса содержат первый сорт кокса и второй сорт кокса, причем первый сорт кокса во время карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждения имеет более сильное сжатие и/или расширение, чем второй сорт кокса. При этом более сильное сжатие и/или расширение является предпочтительным вариантом осуществления разных характеристик изменения объема, который, предположительно, особенно хорошо подходит, чтобы привести к более сильному уплотнению, чем когда смешиваются сорта кокса, которые имеют одинаковое сжатие и/или расширение. При этом более сильное сжатие и/или расширение относится к любому температурному интервалу. Так, например, более сильное сжатие первого кокса может иметь место только при карбонизации. С другой стороны, дополнительно или альтернативно, более сильное расширение может иметь место в область перехода от карбонизации к графитизации. Альтернативно или дополнительно, разные характеристики изменения объема могут иметь место при охлаждении.

Предпочтительно, сжатие и/или расширение первого сорта кокса во время карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждения, в расчете на объем, по меньшей мере на 10% выше, чем у второго сорта кокса, в частности, по меньшей мере на 25% выше, в частности, по меньшей мере на 50% выше. Таким образом, например, в случае, когда сжатие первого сорта кокса выше на 10%, то при температуре от комнатной температуры до 2000°C сжатие у второго сорта кокса составляет 1,0 об.%, а у первого сорта кокса, напротив, 1,1 об.%.

Предпочтительно, сжатие и/или расширение первого сорта кокса при карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждении, в расчете на объем по меньшей мере на 100% выше, чем второго сорта кокса, в частности, по меньшей мере на 200% выше, в частности по меньшей мере на 300% выше. Таким образом, например, в случае, когда расширение первого сорта кокса выше на 300%, то расширение второго сорта кокса при температуре от комнатной температуры до 1000°C составляет 1,0 об.%, тогда как у кокса первого сорта - 4,0 об.%.

Способ согласно изобретению охватывает также случай, когда первый сорт кокса испытывает сжатие, а второй сорт кокса в этом же температурном интервале испытывает, наоборот, расширение. Таким образом, сжатие и/или расширение более чем на 300% относится, например, и к случаю, когда второй сорт кокса сжимается на 1,0 об.%, а первый сорт кокса, напротив, расширяется на 2,0 об.%.

Альтернативно возможно, чтобы в по меньшей мере одном любом температурном интервале способа согласно изобретению более сильное сжатие и/или растяжение, описанное выше для первого сорта кокса, испытывал не первый сорт кокса, а второй сорт кокса.

Предпочтительно, по меньшей мере один из двух сортов кокса является нефтяным коксом или коксом на основе каменноугольного пека.

Предпочтительно, количественная доля (в весовых процентах) второго сорта кокса составляет от 50 до 90% от общего количества кокса. В этом количественном диапазоне разные характеристики изменения объема первого и второго сорта кокса особенно хорошо воздействуют на уплотнение при карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждении. Возможные предпочтительные количественные диапазоны второго сорта кокса могут составлять от 50 до 60%, а также от 60 до 80%, даже от 80 до 90%.

Предпочтительно, добавлять в кокс по меньшей мере один углеродсодержащий материал, и/или пек, и/или присадки. Это может быть предпочтительным как с точки зрения пригодности кокса к переработке, так и с точки зрения последующих свойств полученного катодного блока.

Предпочтительно, дополнительный углеродсодержащий материал содержит графитсодержащий материал, в частности, дополнительный углеродсодержащий материал состоит из графитсодержащего материала, такого, например, как графит. Графит может быть синтетическим и/или натуральным графитом. Благодаря такому дополнительному углеродсодержащему материалу достигается снижение необходимого сжатия катодной массы, в которой преобладает кокс.

Предпочтительно, углеродсодержащий материал присутствует в количестве, в расчете на общее количество кокса и углеродсодержащего материала, от 1 до 40 вес.%, в частности от 5 до 30 вес.%.

Предпочтительно, дополнительно к количеству кокса и при необходимости углеродсодержащего материала, которые вместе составляют 100 вес.%, может добавляться пек в количестве от 5 до 40 вес.%, в частности от 15 до 30 вес.% (в расчете на 100 вес.% от общей подлежащей обработки смеси). Пек действует как связующее и служит для образования недеформируемых тел во время карбонизации.

Предпочтительными присадками могут быть масло, такое как масло, облегчающее прессование, или стеариновая кислота. Они облегчают смешение кокса и в известных случаях других компонентов.

Предпочтительно, кокс по меньшей мере в одном из двух слоев, то есть в первом и/или втором слое, содержит два сорта кокса, которые имеют разные характеристики изменения объема во время карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждения. Это вероятно может привести к повышению плотности образующегося графита больше 1,70 г/см3, в частности больше 1,71 г/см3. Таким образом, в зависимости от желания и/или потребности можно получать оба слоя или один из двух слоев согласно изобретению с разными сортами кокса. Тем самым создается возможность устанавливать объемную плотность и соотношения объемных плотностей по потребности или по желанию. Например, можно, чтобы только первый слой согласно изобретению был выполнен из двух сортов кокса, а второй слой был выполнен только из одного сорта кокса, но дополнительно включал TiB2 в качестве твердого материала. Благодаря этому выравниваются характеристики расширения обоих слоев, что предпочтительно может повышать срок службы слоев.

В известных условиях может быть предпочтительным, чтобы многослойный блок содержал более двух слоев. В этом случае согласно изобретению можно из более чем двух слоев получить произвольное число слоев, соответственно с двумя сортами кокса, обладающих разными характеристиками изменения объема.

Другие предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения поясняются далее на одном предпочтительном примере осуществления.

Для получения катодного блока согласно изобретению первый и второй кокс измельчают по отдельности, делят на фракции по крупности зерен и смешивают вместе с пеком с примерно 15-25 вес.%, например 20 вес.%, TiB2. Весовая доля первого кокса может составлять, например, от 10 до 20 вес.% или от 40 до 45 вес.% от общего количества кокса. Смесью заполняют форму, которая по существу соответствует последующей форме катодных блоков, и уплотняют вибрацией или прессуют на блок-прессе. Образующуюся подлежащую обработки заготовку нагревают до конечной температуры в диапазоне от 2300 до 3000°C, например при 2600 или 2800°C, при этом протекает этап графитизации, и затем охлаждают. Полученный катодный блок имеет объемную плотность 1,68 г/см3 и очень высокую износостойкость в отношении жидкого алюминия и криолита. Благодаря полученной средней степени графитизации тепло- и электропроводность являются высокими. Рентгеновской дифрактометрией не была установлена потеря TiB2. Смачиваемость катодного блока жидким алюминием очень хорошая.

Альтернативно используется единственный сорт кокса. Характеристики смачиваемости полученного катодного блока по существу такие же хорошие, как и в первом примере осуществления. Как тепло-, так и электропроводность лежат в диапазонах, близких к диапазонам в первом примере осуществления.

В другом варианте примера осуществления в коксовую смесь добавляют графитный порошок или углеродные частицы.

Все отличительные признаки, содержащиеся в описании, примерах и формуле, могут использоваться согласно изобретению в произвольных комбинациях. Однако изобретение не ограничено приведенными примерами, но может также быть осуществлено с модификациями, которые в данной заявке не описываются конкретно.

1. Способ получения многослойного катодного блока, имеющего по меньшей мере первый и второй слои, включающий этапы:
подготовку исходных материалов, содержащих кокс и порошок твердого материала в виде TiB2, и углеродсодержащий материал при необходимости,
перемешивание исходных материалов,
формования катодного блока, причем первый слой в качестве исходного материала содержит кокс, а второй слой в качестве исходного материала содержит кокс и твердый материал в виде TiB2,
карбонизацию, графитизацию и охлаждение катодного блока, при этом этап графитизации проводят при температурах от 2300 до 3000°C, в частности от 2400 до 2900°C, причем второй слой получают с толщиной, составляющей от 10 до 50%, в частности от 15 до 45%, от общей толщины катодного блока.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап графитизации проводят со скоростью нагрева от 90 до 200 К/ч и/или при температуре от 2300 до 2900°C.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что кокс содержит два сорта кокса, которые при карбонизации, и/или графитизации, и/или охлаждении имеют разные характеристики изменения объема.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что получают катодный блок с объемной плотностью выше 1,68 г/см3, в частности выше 1,71 г/см3.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что катодный блок получают в виде композита графита и твердого материала.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что первый и/или второй слой катодного блока в качестве исходного материала содержит по меньшей мере один дополнительный углеродсодержащий материал.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что доля графита и/или графитизированного углерода относительно общего содержания углерода в по меньшей мере одном слое катодного блока составляет по меньшей мере 60%.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что доля графита и/или графитизированного углерода составляет по меньшей мере 80%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства при монтаже катодных устройств электролизеров для производства первичного алюминия. Способ включает засыпку порошкообразного материала в катодный кожух электролизера, разравнивание его с помощью рейки, укрытие засыпанного материала пылеизолирующей пленкой и уплотнение, осуществляемое в два этапа: предварительного статического и окончательного динамического воздействия путем последовательного перемещения рабочих органов статического и динамического уплотнения вдоль продольной оси катода алюминиевого электролизера через упругую прокладку, выполненную из не менее чем двух слоев: нижнего, предотвращающего выдавливание порошкообразного материала вперед по ходу движения и верхнего, обеспечивающего сцепление прокладки с рабочим органом статического уплотнения, при этом динамическое воздействие осуществляют виброблоком, соединенным с блоком статической обработки посредством упругих элементов с возможностью одновременного перемещения относительно горизонтальной и вертикальной осей.

Изобретение относится к конструкциям электролизеров для получения алюминия. Электролизер содержит катодное устройство, имеющее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков, заключенных в металлический кожух, с размещенными между металлическим кожухом и угольными блоками огнеупорными и теплоизоляционными материалами, анодное устройство, содержащее угольные аноды, соединенные с анодной шиной, размещенные в верхней части ванны и погруженные в расплавленный электролит, на угольной подине по периметру анода расположены тумбы, или поплавки, стойкие к разрушению в криолитоглиноземных расплавах и жидком алюминии, причем верхняя поверхность тумбы или поплавка выступает выше уровня катодного алюминия и тумбы или поплавки можно перемещать и/или заменять при необходимости.
Изобретение относится к углеродному изделию, которое производят обжигом смеси, содержащей, по меньшей мере, кокс. Кокс представляет собой кокс с низкой графитируемостью.

Изобретение относится к футеровке алюминиевого электролизера. Футеровка включает подину и токоотводящие элементы из алюминия, выполненные жидкими в верхней части в контакте с расплавом алюминия и твердыми - в нижней части и установленные проходящими вертикально через подину.

Изобретение относится к конструкции катодного кожуха электролизера для получения алюминия электролитическим способом. Катодный кожух содержит продольные и торцевые стенки с вертикальными ребрами жесткости, днище, шпангоуты, которые охватывают стенки и днище, и фланцевый лист.

Изобретение относится к катодному блоку для алюминиевого электролизера. Катодный блок содержит слой композита, содержащий графит и твердый материал, такой как TiB2, присутствующий с одномодовым гранулометрическим составом, при этом d50 составляет между 10 и 20 мкм, в частности между 12 и 18 мкм, преимущественно между 14 и 16 мкм.

Изобретение относится к катоду для ячейки электролизера для получения алюминия из его оксида в электролитической ванне. Катод имеет обращенную к электролитической ванне верхнюю часть и нижнюю часть, снабженную контактами для подвода тока.

Изобретение относится к конструкции электролизеров для получения алюминия. Под каждым анодом на поверхности подины размещены перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры из материала, менее электропроводного, чем алюминий, перпендикулярно и/или под углом 45-90° к плоскости подины, перпендикулярно и/или под углом 45-90° к продольной оси катодных стержней, полностью или частично препятствующие протеканию вдоль подины горизонтальных составляющих катодного тока в слое алюминия.

Изобретение относится к определению степени износа в среде алюминиевых электролизеров образцов карбидокремниевых блоков, используемых для боковой футеровки кожуха алюминиевых электролизеров.

Настоящее изобретение относится к способу производства комбинированных подовых блоков для алюминиевых электролизеров. Способ включает введение материала углеродистой подложки в форму и нанесение на нее слоя композиционного жаростойкого материала, содержащего борид металла, уплотнение содержимого формы в виде катодного блока и обжиг катодного блока, в качестве материала углеродистой подложки и слоя композиционного жаростойкого материала используют материалы, имеющие близкие коэффициенты термического линейного расширения и значения натриевого расширения и следующий гранулометрический состав: содержание фракций в углеродистой подложке (-10+0,071) мм - 76±10 мас.% и (-0,071+0) мм - 24±10 мас.%, содержание фракций в слое композиционного жаростойкого материала (-10+0,071) мм - 50±30 мас.% и (-0,071+0) мм - 30±50 мас.%, при этом материал углеродистой подложки вводят в предварительно нагретую до температуры материала форму.

Изобретение относится к катодной подине, способу ее изготовления и применения в электролитической ячейке для производства алюминия. Катодная подина содержит по крайней мере два катодных блока и/или по крайней мере катодный блок и боковой облицовочный блок, размещенные на заданном расстоянии с образованием по крайней мере одного зазора, материал для межблочного соединения, представляющий собой по крайней мере одну предварительно уплотненную пластину из расширенного графита, заполняющий зазор с возможностью присоединения по крайней мере к одному катодному блоку. Раскрыты способ изготовления катодной подины и ее использование в электролитической ячейке для производства алюминия. Обеспечивается увеличение эффективной катодной поверхности алюминиевого электролизера. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу изготовления катодного блока алюминиевого электролизера. Способ включает приготовление исходных материалов, содержащих два сорта кокса с различными характеристиками изменения объема, формование катодного блока, карбонизацию, графитизацию и охлаждение, во время которых в одном и том же температурном диапазоне первый сорт кокса имеет более сильные усадку и/или расширение, чем второй сорт кокса. Раскрыт также катодный блок алюминиевого электролизера. Обеспечивается увеличение длительности срока службы катодных блоков. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к укрытиям для улавливания газов, выделяющихся в процессе электролиза, электролизеров с обожженными анодами для производства алюминия. Укрытие содержит горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и П-образную раму, установленную по каждому П-образному проему с торцевой и боковых сторон соответственно, жестко закрепленную на торце П-образного проема уплотнительную планку, жестко закрепленные на боковых сторонах П-образного проема направляющие, в которых с возможностью перемещения закреплена П-образная рама. П-образная рама и уплотнительная планка выполнены из гибкого уплотняющего элемента, закрепленного одной стороной между нижней и верхней прижимными пластинами с возможностью деформации незакрепленной стороны гибкого уплотняющего элемента и перекрытия зазора между П-образным проемом и анододержателем. Верхняя и нижняя пластины П-образной рамы и уплотнительной планки изготовлены из легких немагнитных металлов или сплавов. Гибкий уплотняющий элемент изготовлен из многослойного текстильного материала, уложенного в один или несколько слоев. П-образная рама имеет ручку. Нижняя прижимная пластина выполнена толще и длиннее верхней прижимной пластины, а пластины и уплотняющий элемент соединены винтами. Обеспечивается повышение герметичности электролизера и исключение риска его механического повреждения при замене анода. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электролизеру для получения алюминия (варианты) и способу получения алюминия в алюминиевом электролизере. Электролизер содержит анод, катодный узел, имеющий катодный блок с пазом в нем и токоотводящий подузел, по меньшей мере, частично расположенный в упомянутом пазе и выполненный с возможностью расширения в поперечном направлении с обеспечением сопряжения его с пазом посредством устройства осевого сжатия, прилегающего к концу токоотводящего подузла, выполненного с возможностью приложения осевой силы к концу токоотводящего подузла и расположенного полностью вне токоотводящего подузла. Раскрыт также способ получения алюминия в алюминиевом электролизере с использованием упомянутого устройства осевого сжатия. Обеспечивается снижение падения катодного напряжения за счет улучшения контакта, обеспечивающего уменьшение сопротивление стыка по поверхности раздела между катодным блоком и токоотводящим подузлом. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 23 ил., 1 табл.

Изобретение относится к катодному блоку и катоду алюминиевого электролизера. Катодный блок для алюминиевого электролизера содержит основной слой из графита и расположенный на нем верхний слой, выполненный из углеродного композиционного материала, содержащего от 15 до менее чем 50 вес.% твердого материала с температурой плавления по меньшей мере 1000°C и имеющий толщину от 50 до 400 мкм. Раскрыт также катод, содержащий упомянутый катодный блок, и применение упомянутого катода для электролиза металла, в частности алюминия. Обеспечивается повышение срока службы катодного блока и катода. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к катодному блоку и катоду алюминиевого электролизера. Катодный блок имеет базовый слой, содержащий графит, и размещенный на нем покровный слой, выполненный из графитового композитного материала, содержащего от 1 до 50% по весу твердого материала с температурой плавления по меньшей мере 1000°С и имеющего толщину от 50 до 400 мкм. Раскрыт также катод и его применение в алюминиевом электролизере. Обеспечивается повышение срока службы катодного блока и катода. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия неформованными материалами. В способе, включающем кладку кирпичной бровки по периметру внутренней боковой поверхности металлического кожуха, засыпку и горизонтальное выравнивание теплоизоляционного материала, состоящего из неграфитированного углерода, в кожух катодного устройства, засыпку и горизонтальное выравнивание огнеупорного слоя, совместное уплотнение огнеупорного и теплоизоляционного слоев вибропрессованием, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой, перед засыпкой теплоизоляционный материал смешивают с мелкодисперсными органическими частицами. Обеспечивается снижение стоимости футеровочных материалов и сокращение энергозатрат за счет стабилизации теплофизических характеристик теплоизоляции катодного устройства электролизера. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства электролизера для производства первичного алюминия электролизом. Способ включает загрузку теплоизоляционного слоя, состоящего из неграфитированного углерода, в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя засыпкой порошка алюмосиликатного состава и его уплотнение вибропрессованием, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой. Теплоизоляционный материал, состоящий из неграфитированного углерода, помещают в кассетные модули и укладывают в цоколь электролизера по меньшей мере в один слой, а швы между ними пересыпают неграфитированным углеродом. Обеспечивается сокращение пылевыделения при монтаже катодного устройства, снижение энергозатрат при работе электролизера за счет оптимизации теплофизических характеристик футеровочных материалов цоколя электролизера. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к гранулам диборида титана, применяемым для нанесения покрытия графитовых катодов в электролизерах при получении алюминия электролизом расплавленной среды и для ремонта отверстий в катодном днище электролизеров. Гранулы диборида титана имеют скругленную форму, размер в соответствии с номером сита между 1 и 10 мм и прочность на сжатие по меньшей мере 5 Н. Гранулы получают смешиванием порошка TiB2 с сырьевыми материалами связующего средства, предпочтительно оксидного, в виде соединения алюминия, получением сырых заготовок и термической обработкой при температурах по меньшей мере 800°C. Технический результат изобретения – повышение устойчивости гранул к истиранию и разрушению и улучшение защиты электролизёра против эрозионного износа. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 пр., 1 табл.

Изобретение относится к футеровке катодного устройства электролизера для производства алюминия. Футеровка катодного устройства содержит подовые и бортовые блоки, соединенные между собой холоднонабивной подовой массой, огнеупорный и теплоизоляционный слои из неформованных материалов. Огнеупорный слой выполнен из алюмосиликатного материала, а теплоизоляционный слой из неграфитированного углерода или его смеси с порошком алюмосиликатного или глиноземистого состава. Теплоизоляционный и огнеупорный слои состоят не менее чем из двух подслоев, при этом пористость теплоизоляционного и огнеупорного слоев увеличивается от верхнего подслоя к нижнему, а соотношение толщин огнеупорного и теплоизоляционного слоев составляет 1:(1-3). Обеспечивается снижение содержания цианидов в верхних слоях теплоизоляции и обеспечиваются условия для повторного использования теплоизоляционного материала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-07-10 2015-07-10T11:45:25
Наверх