Способ подготовки анодных штырей алюминиевых электролизеров
СПОСОБ ТОДГОТгаВКй iS, ШТЫРЕЙ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ, включающий обработку рабочей поверхности штыря, отличающийс я тем, что, с целью снижения падения напряжения в контакте штырьтело анода, увеличения срока службы и времени хранения без ухудшения обработан нбй поверхности, штыри нагревают до 630-650°С, затем погружают в алюминий при 700-800 С, выдерживают в нем 1-12 МИН, после чего тело штыря охлаждают до температуры не. выше 400°С. г
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК зсю
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н *5 TOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ (21) 3302524/22-02 (22) 10.06.81 (46) 23.03.83. Бнщ. М 11 (72) В. A. Горбунов, Н. А. ятребов, А. Н. Маленьких, В. P. Богатырев и Н. В. Богданов (71) Братский ордена Ленина алюминиевый завод (53) 669.71.472(088.8) (56) 1. Дробнис В. Ф., Гефтер С. 9.
Технология электролиза с верхним токоподводом. М., "Металлургня", 1966, с. 82.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3007402/22-02, кл. С 25 С 3/12, 1980,.,SU„„1 544-- А,.(54) (57) СПОСОБ ПОДГОЮВЕИ ЩНОДаык
ШТЫРЕЙ АЛЮМИНИЕВЫХ 9ЛЕКТРОЛНЗЕРОВ включающий обработку рабочей поверх« ности штыря, о т л и ч а ю щ и й, с я тем, что, с целью снижения падения напряжения в контакте штырьтело анода, увеличения срока сЛужбы и времени хранения без ухудшения обработанной поверхности, штыри .нагревают до 630-650 С, затем погружают в алюминий при 700-800©C выдержива-. ют в нем 1-12 мин, после чего тело штыря охлаждают до температуры не. выае 400ОС.
1006544
Начало интенсивной диффузии алюминия в железо наблюдается при температурах,. превышающих точку плавления алюминия, т.е. при температурах выше 660 С. При температурах выше
800 С скорость растворения железа в алюминии начинает превыаать скорость .образования диффузионного слоя, что приводит к уменьшению его толщинй.
Выдержка штыря в расплавленном алюминии более 12 мин приводит к образованию пористой поверхности вследствие появления фазы Аl>Fe, характе1ризующейся,сильно развитой пористостью. Установка штырей, не охлажденных до температуры менее 400ОС на электролизерах, приводит к снижению прочности поверхностного. слоя штыря.
Способ осуществляется следующим образом.
Штыри нагреваются, например в методических печах, затем погружаются в линейные ковши, наполненные расплавленным алюминием, и после выдержки охлаждаются на воздухе, установленные в специальных кассетах.
Пример 1 ° Стальной стержень
5 мм разогревают до 630 С и погружают в расплавленный алюминий при
700 С на 11 мин. После охлаждения до 350 С его запекают в тело анода.
Через 25 сут замеряют падение напряжения в контакте. стержень-тело анода, которое составляет 3,4 mV (в то вре мя как на стержнях, подвергавшихся обработке по известному способу, оно было 5mV), и сокращение длины стержня — 1 мм (на свидетелях — 2 мм).
Пример 2. В примерах 2 и 3 испытания проводят аналогично примеру 1 при следующих режимах процесса:
Температура нагрева стержня,оС 640 о
Температура алюминия, С 750 .Время выдержки, мин 5 о
Температура охлаждения, С 300
Падение напряжения, mV 3,0
0,6
650
800
4,0
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к производству алюминия на электролизере с самообжигающимися анодами.
Известен способ очистки штырей алюминиевых электролиэеров с помощью механических щеток $1J °
Основными недостатками способа является то, что данный метод обработки позволяет проводить лишь механическую очистку поверхности штыря, !0 не улучшая его эксплуатационных свойств, а именно не предусматривает защиту от воздействия серы и ее соединений. Все это не увеличивает срок службы штырей ° Кроме того, об- 15 работанный данным методом штырь необходимо сразу же устанавливать на электролизер, так как даже непродолжительное его хранение приводит к окислению поверхности, что сводит на нет проведенную обработку.
Известен способ очистки штырей алюминиевых электрОлиэеров, включающий их погружение, после извлечения из тела анода, в охлаждающую -25 среду (2 3.
Недостатком известного способа является невозможность длительного хранения штыря после обработки.
Цель изобретения — снижение паде" ния напряжения в контакте штырь-тело анода, увеличение срока службы и времени хранения беэ ухудшения обработанной поверхности.
Поставленная цель достигается тем, что по способу подготовки анодных штырей алюминиевых электролизеров, включающему обработку рабочей поверхности штыря, штыри нагревают до
630-650 С, затем погружают в алюминий при 700-800 С, выдерживают в нем 4р
1-12 мин, после чего тело штыря охо лаждают до температуры не выше 400 С. о
Нагрев до температуры 630-650 С позволяет улучшить структуру металла штыря и одновременно разРушить корро- 45 дированный слой на его поверхности. . При нагреве до 630-650 С материал штыря подвергается рекристаллизационному отжигу, который приводит к образованию равноосных зерен, вследствие чего сталь становится более мягкой и вязкой, кроме этого при нагреве штыря происходит разрушение (растрескивание) корродированного слоя вследствие различия коэффициентов температурного расширения стали и окисной пленки. Выбранный интервал температуры расплавленного алюо миния лимитируется тем, что до 700 С процесс обработки штыря протекает медленно вследствие низкой скорости 60 диффузии алюминия в железе, а при температурах более 800 С происходит раэъедание поверхности штыря по причине увеличения растворимости железа в .алюминии. 65
Сокращение длины стержня, мм
Пример 3.
Температура нагрева стержня,оС
Температура алюминия,оС
Время выдержки, мин о
Температура охлаждения, С
Падение напряжения, mV
Сокращение длины стержня, мм 1,4
Использование изобретения позволит снизить падение напряжения в контакте штырь-тело анода, а следовательно экономить электроэнергию, 1006544
Составитель A. Арнольд
Редактор Н. Егорова Техред E.Õàðèòîí÷èê Корректор Е.Рошко
Заказ 2058/44 Тираж 641 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 увеличить срок службы,анодных штырей и время их хранения после обработки без ухудшения состояния обработанной поверхности.
Ожидаемая зкономия от снижения падения напряжения в контакте штырьтело анода составит 10 тыс. руб. на цех злектролиэа.
