Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера

 

Изобретение касается получения алюминия электролизом криолито-глиноземного расплава и может быть использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта. Цель изобретения - повышение срока службы алюминиевого электролизера. На межблочные и периферийные швы подины укладывают защитный слой следующего состава, мас.%: оксид щелочного металла 30-45

фторид щелочного металла 18-27

криолит 35-45 . В качестве оксида щелочного металла используют оксид CA или MG. Укладку осуществляют в следующей последовательности: оксид щелочного металла, фторид щелочного металла, криолит до соотношения площади подового блока к площади основания слоя, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0):1. Обжиг швов ведут до 550-600°С в три приема с выдержками при 200°С в течение 3,5-4 ч при 350-400°С в течение 4,0-5,0 ч и при 550-600°С в течение 3,5-4 ч, с последующей установкой анодов на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси. Данный способ позволяет увеличить срок службы электролизера за счет повышения качества обжига межблочного и периферийного швов подины. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

<19) (11) щ)5 С 25 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

1 (21) 4448045/23-02 (22) 05. 04. 88 (46) 07.03.90. Бюл. 9 9 (71) Саянский алюминиевый завод (72) А.М. Иванов, В.В. Стриго, С.А. Бочкарев, Ю.А. Багаев, В,В, Берстенев, В.В.Самодуров и В.,В.Коробко (53) 669.713 ° 72 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 549510, кл . С 25 С 3/06, 1974. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПУСКУ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗКРА (57) Изобретение касается получения алюминия электролизом криолито-глиноземного расплава и может быть использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта. Цель изобретения — повышение срока службы алюминиевого электролизера. Ца межблочные и периферийные швы.подины укладывают заИзобретение относится к получению алюминия электролизом криолитоглиноземного расплава и может быть использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта.

Цель изобретения — повышение срока службы электролизера.

В качестве защитного слоя используют смесь, содержащую, мас. Е:

Оксид щелочного металла 30-45

2 щитный слой следующего состава, мас.7.: оксид щелочного металла 30-45; фторид щелочного металла 18-27; криолит

35-45. В качестве оксида щелочного металла используют оксид Са или Mg.

Укладку осуществляют в следующей последовательности: оксид щелочного металла фторид щелочного металла, криолит до соотношения площади подового блока к площади основания слоя, равного (3,0-3,5): 1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0): 1. Обжиг швов ведут до

550-600 С в три приема с выдержками при 200 С в течение 3,5-4 ч, при

350-400 С в течение 4,0-5,0 ч.и при

550-600 С в течение 3,5-4 ч, с последующей установкой анодов на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси. Данный способ позволяет увеличить срок службы электролизера за счет повышения качества обжига межблочного и периферийного швов подины. 1 з.п. ф-лы.

Фторид щелочного металла 18-27

Криолит 35-4 5

Укладку смеси ведут на межблочные и периферийные.швы подины в последовательности: оксид щелочного металла, фторид щелочного металла и криолит, до соотношения площади подового блока к.площади основания слоя, равного (3 0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,53,0): 1, обжиг межблочных и периферийных швов проводят до 550-600 С

1548268 с выдержками при 2000С в течение 3

9

4 ч, при 350-400 С в течение 4-5 ч

:и при 550-600 С в течение 3,5-4 ч, 1 установку анодов осуществляют на вы5 соту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси.

В качестве оксида щелочного металла используют оксид кальция или магния е 10

Способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера проводят следующим обра.зом.

На межблочные и периферийные швы подины загружается смесь в последо- 15 ! вательности: оксид магния (МдО) либо оксиц кальция (СаО), затем слой фто-! ристого кальция или фтористого натрия и криолит. Смесь укладывается на высоту слоя смеси 50-120 мм с выхо- 20

1, дом площади засыпки за пределы меж, блочных и периферийных швов на 70; 80 мм. Нагрев подины и обжиг межблоч1 ных швов проводят внешним источником

, тепла, образуемого от сжигания рас- 25 пыпенного топлива, распределяемого, равномерно в пространстве между

) внутреннеи поверхностью подины и ниж ней поверхностью анода. Нагрев подины с одновременным обжигом межблочных швов проводят в три ступени до достижения температуры подины 550ь о, 600 С с выдержками при 200 С в течение 3,5-4 ч, при 350-400 С в течение

4-5 ч и при 550-600 С в течение 3 535

4 ч за время 11-13 ч.

После нагрева подины до требуемой температуры 550-600 C анодный массив (,опускается на высоту 30-35 мм от верхнего слоя смеси, а в шахту. элект- 40 ролизера загружается пусковое сырье по периферии электролизера. Перед заливкой электролита на подине выкладывается "подушка" из оборо гного электролита с пересыпкой пусковым сырьем на высоту 100-120 мм от поверхности подины с тем,.чтобы струя заливаемого электролита не попадала непосредственно на подовые блоки во избежание их термического удара. Пос50 ле заливки электролита в шахту электролизера электролизер подключается в электрическую печь. Дообжиг швов проходит под слоем смеси, находящейся в электролите до достижения экс55 плуатационных температур подины.

Слой смеси, покрывающий межблочные и перйферийные швы, является своего рода демпфером, предохраняющим швы в начальный период прогрева подины от выгорания тонкого слоя связующего верхней поверхности межблочного шва, что важно особенно в начальный период нагрева подины. В связи с тем, что подовая масса верхнего слоя межблочного шва, защищенная слоем смеси, еще не скоксовалась, то температурная деформация подовых блоков вызванная разностью температур их прогрева, проходит при этом без разрушения связи сцепления материала блока с подовой массой межблочных швов.

Определенная последовательность укладки слоя смеси: оксид кальция или оксид магния, фтористый кальций или фтористый натрий, сверху криолит, по- эволяет расположить более плотные и вязкие составляющие смеси непосредственно на .поверхности межблочного шва, а также на поверхности подового блока. Таким образом межблочные швы, а также контактные поверхности шов блок, покрытые размягченной консистенцией нижнего слоя смеси, заполняют в первую очередь образовавшиеся трещины и поры, предохраняя межблочные швы подины от проникновения в них расплава алюминия.

Верхний слой криолита, подплавляясь сверху при нагреве подины, образует плотную корочку с глазуревой поверхностью по всей площади засыпки. Таким образом, создается достаточно герметичный объем, в котором процесс коксования проходит без доступа воздуха, что является. необходимым и обязательным условием нормального протекания процесса обжига подовой массы швов. Так как .выделяющиеся летучие создают некоторое давление под герметичным слоем смеси, то скорость удаления вновь образующихся летучих замедляется, что уменьшает пористость материала подовой массы, способствуя тем самым повьппению ее прочности.

Кроме того, образующаяся плотная глазуревая корочка препятствует окислению не только материала межблочных швов, но и контактной поверхности блок — шов, что важно для повьппения прочности этих поверхностей, поскольку она является основным каналом фильтрации расплава через межблочные швы. Летучие, выделяющиеся из

Составитель Л. Чударев

Техред Л.Сердюкова

Редактор И. Дербак

Корректор С. Шекмар,Заказ 116 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при KHT СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 15482 внутренних областей межблочного шва на более .горячих внешних поверхностях межблочных швов, претерпевают вторичные реакции разложения. Образующийся при этом вторичный кокс способствует дополнительному уплотнению внешней поверхности межблочного шва, что уменьшает пористость и усадку, а тем. самым повышает прочность межблочных швов и их взаимосвязь с подовыми блоками. Благодаря покрытию межблочных и периферийных швов слоем указанной смеси температура подовой массы швов на 200-250 С ниже температуры подины, при которой заканчивается еа нагрев. Полное коксование подовой массы межблочных швов при этой температуре не заканчивается, поэтому компенсация механи- 20 ческих напряжений, возникших в теле подовых блоков подины, проходит в

И этом случае без нарушения связей сцепления материала межблочных швов с телом блока.

Нагрев и выдержки при указанных температурах способствуют наиболее равномерному прогреву подины и вы. равниванию ее температуры как по площади, так и по высоте подовых блоков. 30

Укладка слоя смеси на межблочные и и периферийные швы при отношении площади нижней поверхности засыпки, находящейся на подовых блоках и шве, к площади подового блока, меньшем (3,0-3,5):1, не позволяет получить требуемого качества межблочных и периферийных швов. Кроме того, граница фаз шов — блок по этой причине недостаточно защищена cJIQPM указанной сме 40 си, в результате чего подвергается окислению. Нанесение слоя смеси при отношении, большем, чем (3,0-3,5):1, увеличивает ширину засыпки слоя смеси на подовом блоке, создав дополнительное сопротивление прохождению

45 электрического тока, что приводит к повышенному расходу электроэнергии .

Опускание анодов на высоту менее

0,25 высоты слоя засыпки не обеспечивает достаточное выделение тепла

68 6 электролизером. При расположении анодов на высоте более 0,35 высоты слоя засыпки вызывает дополнительный приток тепла, что неблагоприятно сказывается на нагреве подины и качестве коксования межблочных и периферийных швов °

Таким образом, предлагаемый способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера позволяет повысить срок его службы за счет повьппения качества коксования межблочных и периферийных швов.

Формула изобретения

1 ° Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера, включающий укладку HG подину, выполненную из блоков, защитного слоя смеси, нагрев

t подины и обжиг швов внешним источником тепла, установку анодов, заливку электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения срока . службы электролизера, в качестве защитного слоя используют смесь, содерГ .жащую, мас. Ж:

Оксид щелочного металла 30-45

Фторид щелочного металла 18-27

Криолит 3 -45 укладку смеси ведут на межблочные и периферийные швы подины в последовательности — оксид щелочного металла, фторид щелочного металла и криолит, до соотношения площади подового,блока к площади основания засыпки, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0): 1, обжиг межблочных и периферийных швов проводят до

550-600 С с вЬщержкамы при 200 С в течение 3,5-4,0 ч, при 350-400 С в течение 4-5 ч а при 550-600 С в течение 3,5-4,0 ч, установку анодов осуществляют на высоту, составляющую

0,25-0,35 высоты слоя смеси.

2..Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве оксида щелочного металла используют ок- сид кальция или магния.