Электролизер для производства алюминия



Электролизер для производства алюминия
Электролизер для производства алюминия
Электролизер для производства алюминия
Электролизер для производства алюминия
Электролизер для производства алюминия

 


Владельцы патента RU 2509830:

Общество с ограниченной ответственностью "Легкие металлы" (RU)

Изобретение относится к электролизерам для получения алюминия. 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. Электролизер может работать с расходуемыми или нерасходуемыми -«инертными» анодами. Обеспечивается уменьшение горизонтальных составляющих токов в слое расплава, особенно в алюминиевой части катода, равномерное распределение тока, уменьшение межполюсного расстояния (МПР) и, следовательно, уменьшение расхода электроэнергии на получение алюминия и/или увеличение выхода по току. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции электролизеров для получения алюминия.

Известен электролизер [1], содержащий катодное и анодное устройства. Катодное устройство содержит ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными токоподводами, заключенными в металлический кожух. Между металлическим кожухом и угольными блоками размещены огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Анодное устройство содержит угольные аноды, соединенные с анодной шиной. Аноды размещены в верхней части ванны и погружены в расплавленный электролит.

Недостатком известной конструкции электролизера является то, что разработанные для нее технологии характеризуются весьма высоким удельным расходом энергии W, определяемым уравнением

,

где V - напряжение на ванне, В; η - выход по току,

k - электрохимический эквивалент [кг/кА·ч].

Обычно в технологиях получения алюминия W=13-15 кВт·ч/кг металла. Однако этот расход энергии приблизительно в 2 раза больше, чем предсказываемый теоретически. Для этого есть две причины:

1. В напряжении V большую часть занимает омическое падение напряжения в электролите, определяемое величиной межэлектродного (межполюсного) зазора (МПЗ). Обычно это расстояние составляет около 5 см.

2. Выход по току η снижается при резком увеличении взаимодействия (так называемое «обратное взаимодействие») анодных продуктов (углекислого газа) и катодных продуктов (растворенного алюминия) при увеличении магнитогидродинамического (МГД) перемешивания (циркуляции) металла и электролита (МГД циркуляция расплава увеличивается при уменьшении МПЗ, как результат увеличения сил взаимодействия горизонтальных составляющих тока в расплаве и магнитного поля).

Таким образом, одними из важнейших недостатков вышеуказанной конструкции являются относительно высокое омическое сопротивление МПЗ и высокий расход энергии.

Известен электролизер для производства алюминия [2] (фиг.1), состоящий из анодного токоподвода, угольного анода, угольного катода с расположенными под анодом дополнительными элементами «грибами», сделанными из диборида титана, изоляции, электролита, жидкого алюминия, блюмсов. Конструкция служит для уменьшения МПЗ и, тем самым, для снижения напряжения V и удельного расхода энергии.

Недостатками этой конструкции электролизера являются малая термомеханическая и химическая стойкость «грибов», сделанных из диборида титана, особенно на границах металл-электролит, сложность прикрепления «грибов» к подине и невозможность осуществления такого прикрепления в ныне действующих электролизерах, малая площадь контакта «гриба» с угольной подиной, а также относительно высокая стоимость и невозможность оперативного удаления «грибов» из межэлектродного зазора при необходимости, например, опускания анода на катод.

Известен электролизер для производства алюминия, принятый за прототип [3], включающий катодное устройство, содержащее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными катодными токоподводами, 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, отличающийся тем, что на угольной подине под каждым из анодов расположены тумбы с более высокой удельной электропроводностью, чем электролит, стойкие к разрушению в криолитоглиноземных расплавах и жидком алюминии, причем верхняя поверхность тумбы выступает выше уровня катодного алюминия, а тумбы выполнены с возможностью перемещения и/или замены при необходимости.

Недостатками известной конструкции электролизера являются: относительно большой объем пространства в МПЗ, занимаемый тумбами, вес и стоимость тумб, сложности перемещения и/или замены тумб при необходимости. В случае необходимости использования утяжелителей, расположенных внутри тумбы, например чугунной «гири» или заливки, это может снижать надежность конструкции вследствие разности коэффициентов термического расширения материалов, а также проникновения электролита через поры тумбы к материалу утяжелителя, приводя к его преждевременной коррозии и загрязнению катодного металла. Затруднительна возможность автоматического регулирования вертикального перемещения тумбы при изменении толщины слоя катодного металла. Тумбы недостаточно уменьшают горизонтальные составляющие катодного тока и МГД перемешивание расплава.

Задача изобретения - снижение удельного расхода энергии за счет уменьшения омического сопротивления и падения напряжения в МПЗ, повышения выхода по току вследствие уменьшения горизонтальных составляющих катодного электрического тока в расплаве, увеличения гидродинамического сопротивления для движения расплава у границы алюминий-электролит, уменьшения магнитогидродинамического (МГД) перемешивания расплава и «обратных» реакций металла с анодными газами, а также удобство расположения дополнительных элементов в МПЗ на подине и возможность их оперативного и автоматизированного перемещения и/или удаления из межэлектродного зазора (МПЗ) при необходимости, например, опускания анода на катод, и уменьшение стоимости конструкции.

Технический результат заключается в создании конструкции алюминиевого электролизера, включающего катодное устройство, содержащее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными токоподводами, 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, в котором, согласно предлагаемому решению, на поверхности подины и/или в пространстве между анодом и катодом, под каждым из анодов, размещены перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры, с анизотропной проводимостью, большей по оси анод-катод и меньшей в перпендикулярном направлении, из материала менее электропроводного, чем алюминий, перпендикулярно и/или под углом от ±45° до ±90° к плоскости подины, перпендикулярно и/или под углом от ±45° до ±90° к продольной оси катодных стержней, уменьшающие горизонтальные составляющие катодного тока вдоль подины в слое расплава. Вследствие демпфирования горизонтальных токов в расплаве уменьшается МГД циркуляция и возможно уменьшить МПЗ между анодом и катодом, т.е. уменьшить удельный расход энергии и/или увеличить выход по току.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют высоту одинаковую и/или неодинаковую в зависимости от их места расположения на подине, а также ниже и/или выше уровня металла, или на границе металл-электролит, определяемую с помощью соответствующего критерия оптимальности распределения электрических потенциалов и токов, т.е. в зависимости от конкретной цели, например уменьшение межполюсного расстояния (МПР), уменьшение энергозатрат и/или увеличение выхода по току и т.п.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры выполнены с возможностью перемещения и/или замены при необходимости.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры приклеены к катоду.

Смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют анизотропную проводимость больше по оси анод-катод и меньше в перпендикулярном направлении.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры изготовлены из углеродных блоков, в частности из отходов в виде боя стандартных подовых блоков, обожженных анодов и/или электродов, карбида кремния и/или материала типа ANAPLAST.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры покрыты или пропитаны веществом, содержащим, например, диборид титана, обеспечивающим смачивание алюминием.

Внешние поверхности перегородки и/или решетки, и/или смачиваемой алюминием открытопористой ячеистой структуры предварительно обработаны/пропитаны защитными ингибиторными веществами, защищающими от окисления.

Перегородки и/или решетки, перед тем как разместить в пространство МПЗ, обтягивают в вакуумную упаковку из алюминиевой фольги и подогревают до температуры как можно ближе к температуре электролиза, но меньшей, чем температура плавления катодного металла. Затем перегородки и/или решетки помещают в пространство МПЗ.

Под каждым анодом устанавливают от 1 и более перегородок и/или решеток, расстояние между перегородками и/или решетками обратно пропорционально их количеству, а размер пор смачиваемых алюминием открытопористых ячеистых структур обратно пропорционален количеству пор на единицу площади катода.

Перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры могут быть различной формы, например параллелепипед, призма, куб, гексагональной, ортогональной, полусферической, цилиндрической и т.д., но симметрия и унификация перегородок и/или решеток может учитываться для оптимальности конструкции и процесса электролиза по критериям уменьшения удельных затрат энергии и/или увеличения выхода по току.

Перегородка и/или решетка, и/или смачиваемая алюминием открытопористая ячеистая структура может захватываться по краям кронштейнами, изготовленными из неэлектропроводного материала, стойкого в электролите, и расположенными вдоль боковых поверхностей анода и/или вдоль нижней плоскости анода, с возможностью перемещения вертикально и/или в горизонтальной плоскости, при необходимости.

Сущность изобретения поясняется эскизами (фиг.2-5).

Электролизер содержит угольный анод с анодным токоподводом 1, угольную подину (катод) 2. Нижняя поверхность угольного анода погружена в электролит 3. Внутри электролизера выложена футеровка 4. Электролизер снабжен традиционным устройством для подачи сырья (глинозем, фторсоли) и отвода анодных газов 5, устройством для подвода тока 6 к катоду 2. В межполюсном зазоре (МПЗ) расположены перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемые алюминием открытопористые структуры 8. Верхняя часть перегородки и/или решетки 7 может находиться в электролите 3, а нижняя часть находится в катодном металле (жидком алюминии) 9.

Монтаж алюминиевого электролизера осуществляется следующим образом.

Перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8 могут быть покрыты или пропитаны веществом, содержащим, например, диборид титана, обеспечивающим смачивание алюминием. Смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8 приклеивают к подине. Перегородки и/или решетки 7, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры 8 перед тем, как разместить в пространство МПЗ, могут быть, при необходимости, обтянуты в вакуумную упаковку из алюминиевой фольги с целью закрытия поверхностных пор, защиты от окисления на воздухе, улучшения теплопередачи и подогреты до температуры, как можно близко к температуре электролиза, но меньшей, чем температура плавления катодного металла. Затем перегородки и/или решетки 7 помещают в пространство МПЗ.

Для электролизеров с обожженными анодами установка и/или замена перегородки и/или решетки 7, при необходимости, осуществляется непосредственно под обожженными анодами 1 во время замены соответствующего анодного блока, отключение ванны от питания при этом не требуется. Для электролизеров с самообжигающимися анодами Содерберга установка перегородки и/или решетки 7 осуществляется также непосредственно под анод при предварительном поднятии анода 1, при этом ванна может быть отключена от источника питания током. В обоих случаях в местах установки перегородки и/или решетки 7 осуществляется очистка угольной подины 2 от скопившегося осадка.

Для перемещения перегородка и/или решетка 7 захватывается по краям кронштейнами 10, изготовленными из неэлектропроводного материала, стойкого в электролите и катодном металле и расположенными вдоль боковых поверхностей анода и/или вдоль нижней плоскости анода, с возможностью перемещения перегородки и/или решетки 7 вертикально и/или частично в горизонтальной плоскости, при необходимости. Кронштейн 10 прикреплен к перемещаемой тяге 11, которая может быть выполнена из обычных конструкционных материалов.

При этом происходит улучшение следующих ТЭП электролиза: уменьшение удельного расхода энергии, увеличение выхода по току.

ЛИТЕРАТУРА

1. Х.Чанг, В.де Нора и Дж.А.Секхар «Материалы, используемые в производстве алюминия методом Эру-Холла». - Изд.Красноярск. Гос.Ун-т, Красноярск, 1998.

2. J.R.Rayne: US Patent, 4.405.433, April 1981.

3. Патент №111540. - Электролизер для производства алюминия / Попов Ю.Н., Поляков П.В., Островский И.В. Приоритет от 30.06.2011.

1. Электролизер для производства алюминия, включающий катодное устройство, содержащее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков с вмонтированными катодными токоподводами, 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, отличающийся тем, что на поверхности подины и/или в пространстве между анодом и катодом под каждым анодом размещены перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры, выполненые из материала, менее электропроводного, чем алюминий, перпендикулярно и/или под углом 45°-90° к плоскости подины и перпендикулярно и/или под углом 45°-90° к продольной оси катодных стержней.

2. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют одинаковую и/или неодинаковую высоту в зависимости от их координатного расположения на подине и ниже и/или выше уровня металла, и/или на границе металл-электролит.

3. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры выполнены с возможностью перемещения и/или замены, при необходимости.

4. Электролизер по пп.1-3, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры приклеены к катоду.

5. Электролизер по пп.1-4, отличающийся тем, что смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры имеют анизотропную проводимость, большую по оси анод-катод и меньшую в перпендикулярном направлении.

6. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры изготовлены из углеродных блоков, в частности из отходов в виде боя стандартных подовых блоков, обожженных анодов и/или электродов, карбида кремния и/или материала типа ANAPLAST.

7. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры покрыты или пропитаны веществом, содержащим, например, диборид титана, обеспечивающим смачивание алюминием.

8. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что внешние поверхности перегородки и/или решетки, и/или смачиваемой алюминием открытопористой ячеистой структуры предварительно обработаны/пропитаны защитными ингибиторными веществами.

9. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры перед размещением в пространстве межполюсного зазора (МПЗ) обтягивают в вакуумную упаковку из алюминиевой фольги и подогревают до температуры, наиболее близкой к температуре электролиза, но меньшей, чем температура плавления катодного металла, затем перегородки и/или решетки помещают в пространство межполюсного зазора (МПЗ).

10. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что под каждым анодом устанавливают от 1 и более перегородок и/или решеток, и/или смачиваемых алюминием открытопористых ячеистых структур, при этом расстояние между перегородками и/или решетками обратно пропорционально их количеству, а размер пор смачиваемых алюминием открытопористых ячеистых структур обратно пропорционален количеству пор на единицу площади катода.

11. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры могут быть выполнены с любой формой, например в виде параллелепипеда, призмы, куба или гексагональной, ортогональной, полусферической, цилиндрической форме.

12. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородка и/или решетка, и/или смачиваемая алюминием открытопористая ячеистая структура выполнены с возможностью захватывания по краям кронштейнами, изготовленными из неэлектропроводного материала, стойкого в электролите, и расположенными вдоль боковых поверхностей анода и/или вдоль нижней плоскости анода, и с возможностью перемещения в вертикальной, и/или в горизонтальной плоскости.

13. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры с анизотропной проводимостью, большей по оси анод-катод и меньшей в перпендикулярном направлении, изготовлены главным образом из оксида алюминия/глинозема, например высокоглиноземистого неформованного бетона и/или плит, и/или керамобетона.

14. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что перегородки и/или решетки, и/или смачиваемые алюминием открытопористые ячеистые структуры расположены на дополнительном слое открытопористой ячеистой структуры.

15. Электролизер по п.1, отличающийся тем, что на поверхности подины по продольной оси электролизера и/или вдоль проекции периметра анода на поверхность катода выполнено одно или несколько углублений для дренажа и эвакуации металла из ванны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электролизеру для получения алюминия. Электролизер включает катодное устройство, содержащее 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 тиной, размещенные в верхней части ванны и погруженные в расплавленный электролит, на угольной подине под каждым из анодов расположены поплавки с более высокой удельной электропроводностью, чем электролит, стойкие к разрушению в криолитоглиноземных расплавах и жидком алюминии, причем верхняя поверхность поплавка выступает выше уровня катодного алюминия и поплавки можно перемещать и/или заменять для уменьшения межполюсного зазора между анодом и катодом.

Изобретение относится к композиционным материалам на основе тугоплавких металлов и может быть использовано в электролизерах при получении алюминия. .

Изобретение относится к катодному устройству алюминиевого электролизера и способу его ремонта. .

Изобретение относится к конструкции катодного устройства электролизера в электролизерах Содерберга или электролизерах с обожженными анодами. .

Изобретение относится к производству металлов и сплавов электролизом расплавленных солей. .

Изобретение относится к катодному устройству алюминиевого электролизера. .

Изобретение относится к спеченным изделиям, изготовленным из циркона и диоксида циркония, для использования в стекловаренной печи, в частности в изделиях, применяемых в качестве опорных блоков для электродов, или в электролизере в контакте с расплавом криолита.

Изобретение относится к конструкции электролизеров для получения алюминия. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам, используемым при производстве алюминия электролитическим способом. .

Изобретение относится к конструкции электролизера для производства алюминия. .

Изобретение относится к конструкции катодной секции алюминиевого электролизера. Катодная секция содержит катодный углеродный блок, катодный токоведущий стержень с электропроводной частью из материала с высокой удельной электропроводностью, установленный во внутренней полости катодного углеродного блока и закрепленный в нем с помощью чугунной заливки. Электропроводная часть стержня выполнена в виде вставки из отдельных элементов, скрепленных между собой с зазором, установленной на одну внешнюю поверхность или несколько внешних поверхностей катодного токоведущего стержня через слой чугунной заливки. Отдельные элементы вставки могут быть выполнены круглого или прямоугольного или другого типа сечения. Вставки могут быть установлены по длине от 10% до 100% длины катодного токоведущего стержня. Обеспечивается уменьшение перепада напряжения в катодном блоке и низкое электрическое контактное сопротивление между катодным токоведущим стержнем и электропроводным вкладышем с высокой удельной электропроводностью по всей длине катодного токоведущего стержня. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

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. Слой композиционного жаростойкого материала в уплотненном состоянии составляет не более 8,0% от высоты катодного блока и содержит 20,0-80,0 мас.% диборида металла. Уплотнение катодного блока проводят виброформованием, а обжиг - при 1100°С в течение 5 часов. Обеспечивается повышение качества и срока службы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к определению степени износа в среде алюминиевых электролизеров образцов карбидокремниевых блоков, используемых для боковой футеровки кожуха алюминиевых электролизеров. Способ включает погружение закрепленных образцов карбидокремниевых блоков в электролит при температуре электролиза алюминия и барботирование электролита углекислым газом, воздухом или их смесью, перемещение образцов и сравнение полученных образцов с исходными. После погружения образцы выдерживают в электролите, находящемся при температуре электролиза в контакте с алюминием, с расположением контролируемой зоны образца в электролите. Затем образцы поднимают и выдерживают с расположением контролируемой зоны образца в газовой фазе не более 20 минут. После этого перемещают образцы в вертикальной плоскости с попеременной выдержкой контролируемой зоны в электролите и газовой фазе не более 10 минут и затем по изменению объема образцов определяют степень их износа. Обеспечивается сокращение времени испытания образцов блоков и получение видимого уменьшения поперечных размеров образцов этих блоков за счет интенсификации процесса износа путем увеличения скорости износа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр., 2 табл.

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. Обеспечивается уменьшение горизонтальных составляющих токов в слое расплава, равномерное распределение тока, уменьшение межполюсного расстояния (МПР) и уменьшение расхода электроэнергии на получение алюминия и/или увеличение выхода по току. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

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. Верхняя и нижняя части, по меньшей мере, на некоторых участках соединены друг с другом разъемно с помощью защитного промежуточного слоя. Обеспечивается снижение стоимости катода и оптимизация функционирования катода. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

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. Раскрыт также способ изготовления катодного блока с указанными характеристиками. Обеспечивается повышение износостойкости катодного блока и простота изготовления. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

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. Фланцевый лист жестко соединен с промежуточными ребрами, вертикально установленными между шпангоутами, на продольных стенках кожуха, с помощью разъемных соединений, через горизонтальные площадки. Промежуточные ребра выполнены из металлического листа толщиной от 0,3 до 1 толщины стенки кожуха. Обеспечивается повышение срока службы электролизера 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

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. Подина выполнена из подовых блоков большей высоты с выступами и подовых блоков меньшей высоты, при этом подовые блоки меньшей высоты установлены у торцов подины. Подовые блоки меньшей высоты чередуются с подовыми блоками большей высоты с выступами. В выступах блоков на всю толщину блока выполнены вертикальные каналы для установки токоотводящих элементов. Токоотводящие элементы в нижней части прикреплены к токоведущему коллектору, выполненному в виде пластины, выведенной горизонтально из торцов подовых блоков и через продольные стороны катодного кожуха. Токоотводящие элементы выполнены Г- или Т-образной формы. Подовые блоки выполнены из высокоглиноземистого бетона, обожженного до 1200°С, или из нескольких слоев: рабочего слоя, выполненного из высокоглиноземистого бетона толщиной, равной 0,4-0,6 от толщины блока, и второстепенного слоя, выполненного из алюмосиликатного бетона - остальное. Межблочное соединение подовых блоков выполнено из высокоглиноземистого бетона с пониженной вязкостью или при помощи клеящей или цементирующей композиции с толщиной шва 5-20 мм. Обеспечивается снижение трудоемкости при монтаже, снижение расхода электроэнергии и повышение надежности работы электролизера. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к углеродному изделию, которое производят обжигом смеси, содержащей, по меньшей мере, кокс. Кокс представляет собой кокс с низкой графитируемостью. Раскрыт также способ изготовления углеродного изделия, включающий смешивание антрацита, графита и/или кокса с низкой графитируемостью или их смесей, по меньшей мере, с одним связующим материалом из группы связующих материалов на нефтяной или угольной основе, а также связующих материалов на основе синтетических полимеров и любых смесей указанных связующих материалов и необязательных добавок, придание смеси заданной формы, обжиг формованной смеси и необязательную графитизацию обожженного формованного изделия. Раскрыто применение углеродного изделия в качестве катодного блока алюминиевого электролизера и кирпича доменной печи Обеспечивается повышение срока службы изделия, в частности катодного блока. 4 н. и 14 з.п. ф-лы.

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. Тумбы или поплавки выполнены из углерода, карбида кремния, их комбинации. Верхняя поверхность тумбы или поплавка выполнена плоской, или выпуклой, или вогнутой, или наклонной к горизонту. Обеспечивается снижение удельного расхода энергии за счет уменьшения межполюсного зазора (МПЗ), омического сопротивления и падения напряжения в МПЗ, повышение выхода по току вследствие увеличения гидродинамического сопротивления для движения расплава у границы алюминий-электролит по периметру анода и, следовательно, уменьшения перемешивания расплава и «обратных» реакций металла с анодными газами. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх