Футеровка катодного кожуха алюминиевого электролизера

 

В футеровке, содержащей углеродные блоки, теплоизоляционный и огнеупорный слои, верхний защитный слой выполнен из смеси глинозема с фтористым алюминием или свежим криолитом, взятых в соотношении 2: (0.75-0.9). Нижний защитный слой в виде двух стальных листов, уложенных горизонтально один над другим с зазором в 1-3 мм, заполненным глиноземом, или из слоя керамического материала, при этом слой огнеупорного материала помещен между нижним и верхним защитными слоями. В качестве керамического материала используют красный кирпич. Футеровка препятствует попаданию фторсолей в теплоизоляционный слой, увеличивается срок ее службы, улучшаются показатели работы электролизера. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к конструкции электролизера для получения алюминия.

Известна футеровка катодного кожуха алюминиевого электролизера, содержащая угольные блоки, огнеупорный и теплоизоляционный слои с расположенным между ними слоем щелевого красного кирпича, при этом щели в кирпичах образуют вертикальные каналы (авторское свидетельство СССР N 1571104).

Недостатком этой футеровки является возможность проникновения алюминия и электролита через щели в кирпиче, что приводит к снижению срока службы футеровки.

Известна футеровка катодного кожуха алюминиевого электролизера, содержащая угольные блоки, огнеупорный и теплоизоляционный слои и защитный слой, выполненный из металлического листа (заявка Японии N 58-161789).

Недостатком этой футеровки является то, что защитный слой не может обеспечить надежную защиту теплоизоляции от пропитки фторсолями в течение всей кампании.

Известна футеровка катодного кожуха алюминиевого электролизера, содержащая угольные блоки, огнеупорный и теплоизоляционный слои и расположенный между ними слой, выполненный из нефелина (авторское свидетельство СССР N 918335), которую примем за ближайший аналог.

Такое решение повышает срок службы электролизера, однако не обеспечивает полной защиты футеровки от проникновения алюминия и фторсолей в теплоизоляционный материал, что ухудшает его качество и снижает показатели работы электролизера.

Технической задачей изобретения является устранение попадания фторсолей в теплоизоляционную футеровку, увеличение срока службы футеровки катодного кожуха и улучшение показателей работы электролизера.

Поставленная задача решается следующим образом.

В футеровке, имеющей углеродные блоки и теплоизоляционный слой, верхний защитный слой состоит из смеси глинозема с фтористым алюминием или свежим криолитом, взятых в соотношении 2:(0.75-0.9). Нижний защитный слой состоит из двух стальных листов, уложенных горизонтально один над другим с зазором в 1-3 мм, заполненным глиноземом, или из слоя керамического материала, при этом между первым и вторым защитными слоями помещен слой огнеупорного материала.

В качестве керамического материала может быть использован красный кирпич.

Пример выполнения футеровки показан на чертежах, где на фиг. 1 показан пример выполнения футеровки катодного кожуха алюминиевого электролизера с металлическими листами в нижнем защитном слое; на фиг. 2 показан пример выполнения футеровки катодного кожуха алюминиевого электролизера с керамическим материалом в нижнем защитном слое.

Футеровка состоит из боковой футеровки 1 подины, состоящей из углеродных блоков 2, уложенных на верхний защитный слой 3, состоящий из смеси глинозема (70%) и свежего криолита или фтористого алюминия (30%). Под защитным слоем 3 находится слой огнеупорного материала 4, выполненный из шамотного кирпича. После слоя 4 уложен нижний защитный слой, состоящий из двух стальных листов 5 и 6, между которыми засыпан слой глинозема 7 толщиной 1-3 мм. Такие же слои глинозема находятся выше листа 5 и ниже листа 6. Толщина слоя глинозема выбрана из условия компенсации возможных неровностей стальных листов.

Нижний защитный слой может состоять из слоя керамического материала 8. При выполнении нижнего защитного слоя из керамического материала, например красного кирпича, толщина слоя составляет 65 мм.

Ниже второго защитного слоя находится теплоизоляционный материал 9, выполненный из пенодиатомитового кирпича. Пространство между боковой футеровкой 1 и угольными блоками заполнено подовой массой 10.

Защитный слой 3, состоящий из смеси глинозема с криолитом, имеет толщину 40 мм и уплотняется катком или другим способом.

Толщина стальных листов 5 и 6 составляет 3-5 мм. Лист одного горизонта может быть сплошным или состоять из отдельных листов, уложенных в горизонтах с перевязкой стыков 200-400 мм.

Стальные листы могут быть изготовлены из жаропрочной стали, например, марки 09Г2С или из стали ст. 3. При использовании листов из стали ст. 3 толщина огнеупорного материала 4 должна быть увеличена в два раза.

Соотношение глинозема и фтористых солей в первом защитном слое принята из условия обеспечения оптимальных условий для защиты нижележащих слоев футеровки.

Формула изобретения

1. Футеровка катодного кожуха алюминиевого электролизера, содержащая углеродные блоки теплоизоляционный, огнеупорный слои и расположенный между ними защитный слой, отличающаяся тем, что футеровка дополнительно снабжена верхним защитным слоем, выполненным из смеси глинозема и фторсолей, на который уложены углеродные блоки, а нижний защитный слой выполнен из двух горизонтальных рядов стальных листов или слоя керамического материала, при этом слой огнеупорного материала помещен между нижним и верхним защитными слоями.

2. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что между стальными листами помещен слой глинозема толщиной 1 - 3 мм.

3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве керамического материала используют красный кирпич.

4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что смесь глинозема с фторсолями взята в соотношении 2 : (0.75 - 0.9).

5. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве фторсолей используют свежий криолит.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2