Подина алюминиевого электролизера с верхним токоподводом большой мощности

 

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера большой мощности с верхним токоподводом Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и увеличение срока службы электролизера . Для этого в подине алюминиевого электролизера межблочный шов и набойки из подовой массы между торцами стальных штырей выполняют общей длиной, равной 015-04 суммарной длины участков стержней, контактирующих с блоками, расположенными торцами друг к другу, причем соотношение дпг i этих участков стержней между собой составляет 1.(0,8-1,25) 1 ил . 1 табл СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 25 С 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646351/02 (22) 03.02.89 (46) 23.11.91. Бюл, М 43 (71) Братский алюминиевый завод (72) А.Н.Маленьких, Ф.К.Тепляков, А.П,Панин и В.А.Горбунов (53) 669.713.72(088.8) (56 Авторское свидетельство СССР

М 248239, кл. С 25 С 3/06, 1969.

Справочник металлурга по цветным металлам.

Производство алюминия. — M.: Металлургия, 1971, с. 187, 194-195. (54) ПОДИНА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ

БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера большой мощноСти с верхним токоподводом.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия и увеличение срока службы электролизера за счет сохранения целостности блоков.

На чертеже представлена предлагаемая подина, поперечный разрез.

Подина алюминиевого электролизера включает угольные блоки 1, расположенные торцами друг к другу, стальные токоподводящие стержни 2, частично контактирующие с блоками 1, чугунную заливку 3, „„ Ц „„1693125 А1 (57) Изобретение относится к цветной металлургии, B частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера большой мощности с верхним токоподводом. Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и увеличение срока службы электролизера. Для этого в падине алюминиевого электролизера межблочный шов и набойки из подовой массы между торцами стальных штырей выполняют общей длиной, равной 0,15-0,4 суммарной длины участков стержней, контактирующих с блоками, расположенными торцами друг к другу, причем соотношение длин этих участков стержней между собой составляет

1:(0,8 — 1,25). 1 ил., 1 табл. набойки 4 из подовой массы, межблочный шов 5 и угольную подушку 6.

Пример 1.. Подину монтируют из подовых секций, состоящих из угольных блоков размерами 400х550х2200 мм и

400х550х1600 мм и стальных токоподводящих стержней сечением 115х230 мм, уложенных в пазы на неполную длину блоков.

Длины набоек из подовой массы, заполняющих свободные от стержней части пазов блоков, соответственно составляют 345 и

115 мм, Подовые секции в поперечном сечении подины устанавливают парами с расположением блоков торцами друг к другу, По продольной оси подины парные подовые секции укладывают с чередованием блоков длиной 2200 и 1600 мм. Зазоры между блоками заполняют подовой массой (40 мм).

1693125

Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней составляет 500 мм или 0,15 суммарной длины участков стер>кней (3340 мм), находящихся в непосредственном контакте с блоками,,расположенными торцами друг к другу, Соотношение этих участков стержней между собой составляет

1855:".485 (мм) или 1:0,8, В процессе обжига и пуска алюминие- 10 бого электролизера с нагревом подины про- исходит удлинение стальных стержней. До опекания набоек из подовой массы и межблочного шва между торцами стальных токоподводящих стержней происходит пластическая деформация набоек и шва, за счет того компенсируется удлинение стер>кней. К моменту спекания набоек из подовой массы и ме>кблочного шва продольный изгиб стержней отсутствует. При дальнейшем нагреве подины стрела прогиба стержней составляет величину, при которой блоки не разрушаются.

Измеряют падение напряжение в подине и токовую нагрузку по токопроводящим стержням. Для определения свойств набоек из подовой массы с межблочным швом между торцами стальных стержней (стрелы прогиба стержней и трещинообразования в блоках) готовят образцы в лабораторных условиях, Образец для испытаний готовят следующим образом. На металлическое днище утрамбовывают подушку из подовой массы, на которую устанавливают две подовые секции, блоки которых обращены друг к другу тОрцами. Блоки имеют размеры 40х55х220 мм и 40х55х160 мм. Стержни укреплены с блоками чугунной заливкой. Набойки из подовой массы, заполняющие свободные от стержней части пазов блоков, имеют длину соответственно 34,5 и 11,5 мм, Зазор между торцами олоков и стенками металлического ко>куха запелняют огнеупорным кирпичом.

Сбщая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней составляет 50 мм или 0,15 суммарной длины участков стержней (334 мм), контактирующих непосредственно с блоками, Соотношение длин этих участков между соб ой соста вля ет 1:0,8.

Изготовленный образец помещают в электрическую печь сопротивления и нагревают со скоростью 80 С в час. Определяют стрелу прогиба стержней к моменту спекания подовой массы (520 С) и при достижении максимальной температурй (950 С).

После выдержки в течение 2 ч печь отключают, Образец извлекают и обследуют на наличие трещин в блоках.

В .примерах 2 — 4 монта>к и испытание подины и образцов осуществляют аналогично примеру 1 при следующих параметрах (данныЕ приводятся только для электролизера).

Пример 2. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней 840 мм или 0,28 суммарной длины участков стержней, контактирующих с блоками (3000 мм), Соотношение длин участков стержней, контактирующих с блоками, между собой составляет 1580:1420 (мм) или 1:0,9, Пример 3. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы — 1090 мм или 0,40 суммарной длины участков стержней (2750 мм). Соотношение длин участков стержней 1375:375 или 1:1.

Пример 4. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 840. мм или

0,28 суммарной длины участков стержней.

Соотношение длин участков стержней

1485:1855 (мм) или 1:1,25.

В примерах 5-8 монтаж и испытание подины и образцов осуществляли аналогично примерам 1 — 4 при следующих параметрах.

Пример 5, Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 350 мм или

0,10 суммарной длины участков стержней

{3490 мм), Соотношение длин участков стержней 1940:1550 мм (мм) или 1;0,8.

Пример 6, Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 1280 мм или

0,50 суммарной длины участков стержней

{3560 мм), Соотношение длин участков стержней 1280;1280 (мм) или 1:1.

Пример 7. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 840 мм или

0,28 суммарной длины участков стержней (3000 мм)..Соотношение длин участков сте ржн ей 1275:1725 (м M) ил и 1:1,35, Пример 8. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 840 мм или

0,28 суммарной длины участков стержней (3000 мм). Соотношение длин участков стержней 1715:1285 (мм) или 1:0,75.

Монтируют и испытывают подину и образец по известному способу.

Пример 9, Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 240 мм или

0,07 суммарной длины участков стержней (3600мм). Соотношение длин участков стержней в блоках 2100;1500 (мм) или 1:0,7.

Результаты испытаний приведены в таблице, Из данных таблицы видно, что падение напряжения в подине, выполненной по примерам 1-4, в сравнении с известной ниже 22 мВ, что достигается сохранением целостно1693125 сти блоков, а значит улучшением электрического контакта блок-токоподвод. Целостность блоков достигается уменьшением прогиба стальных стержней, На снижение падения напряжения в падине оказывает 5 влияние значительное уменьшение неравномерности распределения тока в падине (по стержням). Сохранение целостности . блоков повышает стойкость подины, что ведет к увеличению срока службы электроли- 10 эера, Формула изобретения

Подина алюминиевого электролизера с верхним токоподводом большой мощности, 15 включающая угольные блоки с пазами, расположенные в поперечном сечении подины

llollBpHo торцами друг к другу, токоподводя

Соотношение длин участков стержней в блоках

Пример

Показатели

Стрела прогиба,,ь от длины частка сте жня

Неравномерность распределения тока, $

Наличие трещин в блоках

ПрИ максимальной температуре

Падение напряжения в подине, мВ

К моменту спекания подовой массы

1,2

1,0

0,8

1,1

2,8

0,8

1,0

1,0

3,1

341

353

362

362

363

362

362

0

0

1,6

0

1,8

1:0,8

1:0,9

1:1,0

1:1,25

1:0,8

1:1,0

1:1,35

1:0,75

1:0,7

0,15

0,28

0,40

0,28

0,10

0,50

0,28

0,28

0,07

15,0

13,9

14,8

15,9

19,0

16,1

22,5

22,5

22.4

Нет

Есть

Нет

Есть

Составитель Л. Чударев

Техред М.Моргентал Корректор

Редактор Н. Яцола

Заказ 4055 Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2

4

6

8

9(известный

Общая длина набоек и межблочного шва, доли ед. от суммы длины участка стержней щие стальные стержни, скрепленные с блоками чугунной заливкой, набойки из подовой массы с межблочным швом, заключенные между торцами стальных стержней, и углеродистую подушку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия и увеличения срока службы электролизера за счет сохранения целостности блоков, межблочный шов и набойки из подовой массы между торцами стальных стержней выполнены общей длиной, равной 0,15-0,4 суммарной длины участков стержней. контактирующих с блоками, расположенными торцами друг к другу, причем соотношение длины этих участков стержней между собой составляет

1:(0.8 — 1,25).