Способ горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера

Изобретение относится к способу горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера при электролитическом получении алюминия. Способ включает определение участка разрушения углеродистой подины, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, при этом в качестве ремонтной смеси используют неформованный оксид магния с композиционным покрытием на основе диборида титана. Обеспечивается снижение износа подины электролизера, что способствует повышению срока службы алюминиевого электролизера 7 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к электролитическому способу получения алюминия и может быть использовано для горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера.

Известен способ локального ремонта бортовой футеровки алюминиевого электролизера, включающий создание временной защиты места ремонта при подключенном электролизере и замену поврежденного угольного блока, при этом металл сливают до уровня 250-420 мм и электролит до уровня не менее 50 мм, временную защиту выполняют в виде настыли из ремонтной смеси, а угольный блок заменяют полностью или частично пластиной из углеродсодержащего материала (патент RU 2129170, С25С 3/08, опубл. 20.04.1999). Недостатками известного способа являются:

- необходимость слива металла и электролита;

- необходимость создания временной защиты места ремонта, что усложняет процесс ремонта и снижает экономическую эффективность ремонта;

- углеродосодержащий материал не обеспечивает смачиваемость алюминием, т.е. не обеспечивает в достаточной мере износостойкость футеровки и повышение срока службы электролизера.

Наиболее близким по технической сущности является способ горячего ремонта локальных разрушений углеродистой подины катодного устройства алюминиевого электролизера, включающий определение участка разрушения, очистку поверхности разрушения, приготовление ремонтной смеси на основе фторсодержащих солей электролитического производства алюминия, доставку ремонтной смеси к месту разрушения и заполнение смесью участка разрушения, в котором заполнение участка локального разрушения осуществляют формованной ремонтной смесью, приготовленной сплавлением AlF3 и CaF2, при следующем соотношении компонентов, мас. %: фтористый алюминий 35-40, фтористый кальций 60-65. (Патент RU 2270886, С25С 3/06, опубл. 27.02.2006.)

Недостатками указанного аналога, взятого за прототип, являются:

- высокие температуры сплавления AlF3 и CaF2, что снижает экономическую эффективность способа;

- предлагаемый материал не является проводящим;

- предлагаемый материал не смачивается алюминием, т.е. не обеспечивает в достаточной мере износостойкость футеровки и повышение срока службы электролизера.

Задачей изобретения является создание способа горячего ремонта локальных разрушений подины электролизера, обеспечивающего снижение себестоимости локального ремонта подины электролизера.

При этом технический результат - реализация поставленной задачи, а именно повышение срока службы электролизера и снижение износа подины.

Технический результат достигается за счет того, что в способе горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера, включающем определение участка разрушения, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, согласно заявляемому изобретению в качестве ремонтной смеси используют неформованный оксид магния с композиционным покрытием на основе диборида титана.

Способствуют достижению технического результата дополнительные отличительные признаки изобретения.

Перед заливкой ремонтной смеси расплавленным алюминием вышеупомянутую смесь сушат при температуре не менее 150°С. Ремонтную смесь обжигают в углеродной засыпке при температуре 500-700°С.

В качестве композиционного покрытия используют диборид титана и связующее при следующем соотношении, мас. %: связующее 25-5, TiB2 50-7.

В качестве связующего для композиционного покрытия используют сульфированные продукты реакции нафталина с формальдегидом с коксовым остатком не менее 15 мас. %.

Ремонтную смесь готовят посредством нанесения композиционного покрытия на основе диборида титана на неформованный оксид магния. При заливке ремонтной смеси расплавленным алюминием получают ремонтную массу в виде плит.

Ремонтная масса представляет собой материал, которой имеет соответствующую применению электропроводность, смачивается алюминием, что обеспечивает снижение износа подины и повышение срока службы электролизера. С другой стороны, реализация способа является экономически эффективной и обеспечивает снижение стоимости локального ремонта подины электролизера.

Способ осуществляют следующим образом.

Готовят ремонтную смесь посредством смешивания связующего с диборидом титана (TiB2) до получения однородной массы в соотношении 50/50. Затем неформованный периклаз (оксид магния) засыпают в полученную смесь связующего с диборидом титана и перемешивают до полного покрытия неформованного периклаза (оксида магния) смесью связующего и диборида титана. Покрытый периклаз (оксид магния) рассыпают тонким слоем на сетку для сушки при температуре 150-200°С в течение 1 часа. После этого высушенный периклаз (оксид магния) помещают в закрытую емкость и подвергают обжигу в углеродной засыпке при температуре 700-900°С.

В результате обжига в восстановительной среде образуется композиционный материал TiB2-C с концентрацией углерода порядка 15-20 мас. % (коксовый остаток).

С целью снижения энергозатрат из данной схемы можно исключить операцию обжига при 700-900°С, в этом случае композиционный материал TiB2-C образуется при заливке смеси неформованного оксида магния с покрытием на основе диборида титана расплавленным алюминием, который имеет температуру ~900°С.

Ремонтная масса представляет собой отливки в виде плит, полученные из неформованного оксида магния с покрытием на основе диборида титана, залитые расплавленным алюминием.

На дно поддона засыпают тонкий слой глинозема для предотвращения прилипания отливок к поддону. Далее на поддон выгружают периклаз (оксид магния) с покрытием на основе TiB2 и заливают расплавленным алюминием.

Пример 1

100 кг периклаза (оксида магния) фракционного состава 10-80 мм загружали в смеситель, в смеситель заливали композицию TiB2+связующее в соотношении 50 мас. % TiB2 - 50 мас. % связующее, перемешивали в течение 15 минут до однородного состояния (полного покрытия зерен периклаза связующим). Затем периклаз с покрытием выгружали на сетчатые поддоны и сушили в сушильном шкафу при температуре 200°С в течение 1 часа. После чего заливали расплавленный алюминий в металлические поддоны и получали ремонтную массу в виде плит. В процессе заливки расправленным алюминием формируется композиционный материал TiB2-С, смачиваемый алюминием.

Пример 2

100 кг периклаза фракционного состава 10-80 мм загружали в смеситель, в смеситель заливали композицию TiB2+связующее в соотношении 50 мас. % TiB2 - 50 мас. % связующее, перемешивали в течение 15 минут до однородного состояния (полного покрытия зерен периклаза связующим). Затем периклаз с покрытием выгружали на сетчатые поддоны и сушили в сушильном шкафу при температуре 150-200°С в течение 1 часа. Далее, высушенный периклаз (оксид магния) помещали в закрытую емкость и подвергали обжигу в углеродной засыпке при температуре 700°С. В процессе обжига в восстановительной среде формируется композиционный материал TiB2-C, смачиваемый алюминием.

После чего заливали расплавленный алюминий в металлические поддоны и получали ремонтную массу в виде плит.

Связующим компонентом является водный раствор сульфированного продукта реакции нафталина с формальдегидом.

Ремонт подовых блоков электролизеров реализовывался без остановки электролизера по следующей схеме:

1) удаление (снятие) анодного блока;

2) исследование топографии поверхности катодного блока;

3) определение глубины и местоположения участка разрушения;

4) подготовка и заполнение участка разрушения ремонтной массой.

1. Способ горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера, включающий определение участка разрушения подины, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, отличающийся тем, что в качестве ремонтной смеси используют оксид магния в виде неформованного периклаза композиционным покрытием на основе диборида титана.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед заливкой ремонтной смеси расплавленным алюминием вышеупомянутую ремонтную смесь сушат при температуре не менее 150°C.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после сушки ремонтной смеси ее обжигают в углеродной засыпке при температуре 500-700°C.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве композиционного покрытия используют диборид титана и связующее при следующем соотношении, мас. %: связующее 25-50, TiB2 50-75.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве связующего для композиционного покрытия используют сульфированные продукты реакции нафталина с формальдегидом .

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием осуществляют с получением ремонтной массы в виде плит.

7. Способ по п. 1, отличающейся тем, что ремонт локальных разрушений подины алюминиевого электролизера осуществляют во время работы электролизера непосредственно после обнаружения участка разрушения углеродистой подины.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Способ получения фторида кальция из фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства включает обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция с последующим разделением раствора и пульпы и выделением фторида кальция, который промывают водой.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства.

Изобретение относится к способу пуска алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом после капитального ремонта. Способ включает обжиг подины, заливку расплавленного электролита, электрическое подключение электролизера, снижение напряжения на электролизере до рабочего в пусковой период, загрузку содержащего соду сырья, фтористых солей и заливку жидкого алюминия.

Изобретение относится к способу определения криолитового отношения (КО) мольного отношения (NaF+KF)/AlF3) с добавками фторидов кальция магния и калия. Способ включает построение градуировочных характеристик по Na, F, Са, Mg с использованием отраслевых стандартных образцов (ОСО) состава электролита электролизеров производства алюминия, прошедших метрологическую аттестацию, а по K - с использованием синтетических образцов электролита, с установленной по процедуре приготовления погрешностью значения содержания калия в виде регрессионных зависимостей, при этом градуировочные характеристики для фтора, натрия, кальция, и магния строят в виде регрессионной зависимости: , j≠k≠I , где i - определяемый элемент, j - элемент, участвующий в поглощении (наложении) определяемого элемента, k – элемент, участвующий в возбуждении определяемого элемента, bi, ci - коэффициенты уравнения регрессии для i-го элемента, определяемые методом наименьших квадратов, с/имп., мас.

Изобретение относится к способу запуска электролизера для производства алюминия, имеющего катодный блок с верхней поверхностью. Способ включает размещение материала контактного сопротивления на верхней поверхности катодного блока, опускание множества анодов до упора в материал контактного сопротивления, заполнение электролизера и покрывание анодов твердым электролитным материалом, содержащим дробленый материал электролитной ванны, криолит или их смеси, подачу электрического тока на аноды для по меньшей мере частичного расплавления твердого электролитного материала и подъем анодов при достижении заданной глубины расплавленного электролитного материала.

Изобретение относится к способу получения алюминиево-кремниевых сплавов в электролизере для производства алюминия с использованием аморфного кремнийсодержащего оксидного сырья.

Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. В способе регулируют токовую нагрузку при определении перегрева поверхности подины путем непрерывного измерения температуры и токовой нагрузки по анодам и ниппелями, отключают анододержатели с максимально допустимой по технологии токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода, расположенного в районе «борт катодного кожуха - ближайший ниппель анода» и/или рядом стоящего анода, последовательно определив перегрев поверхности подины между соседними рядами анодов, отключают анододержатели с максимально допустимой токовой нагрузкой или с неравномерным распределением тока по ниппелям анода и/или близлежащих анодов в следующей последовательности: рядом стоящий анод - напротив стоящий анод - анод по диагонали, при этом покрывают подину слоем электропроводного материала под анодами, расположенными по периферии подины с площадью контакта покрытия от 50% до 90%, под рядом расположенными анодами площадь контакта составляет от 30% до 70%, под всеми оставшимися анодами - от 10% до 50%, и подключают электролизер на обжиг после достижения температуры поверхности его подины заданного по технологии значения.

Изобретение относится к электролизерам для производства жидких металлов, в частности алюминия, электролизом расплавленных солей. Электролизер содержит корпус, подину, крышку, установленные вертикально или наклонно малорасходуемые полые перфорированные и/или открыто пористые электроды, подсоединенные к источнику постоянного тока, при этом в электродах выполнены внутренние каналы для транспортировки по ним продуктов электролиза.

Изобретение относится к способу рентгенофазового определения криолитового отношения при электролитическом получении алюминия и может быть использовано при определении состава электролита.

Изобретение относится к способу и устройству для рафинирования алюминия и его сплавов от электроположительных примесей. Устройство содержит контейнер с подиной, футерованной огнеупорными материалами, для размещения в нем расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и расплавленного рафинированного алюминия, одну или несколько пористых мембран, пропитанных электролитом, непроницаемых для расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями и проницаемых для электролита и катионов алюминия, для разделения расплавленного алюминиевого сплава с электроположительными примесями, используемого в качестве анода с токоподводом, и расплавленного рафинированного алюминия в качестве катода с токоподводом и по крайней мере один МГД перемешиватель анодного расплава, установленный на границе раздела пористая мембрана - анодный расплав.

Настоящее изобретение относится к электролизеру для получения алюминия (варианты) и способу защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита. Электролизер содержит анод, катод, отстоящий от анода, ванну расплавленного электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, корпус электролизера, имеющий боковую стенку и подину и выполненный с возможностью удерживания ванны расплавленного электролита, при этом боковая стенка имеет поляризованную часть боковой стенки и неполяризованную часть боковой стенки, причем поляризованная часть боковой стенки и неполяризованная часть боковой стенки являются смежными друг с другом и находятся в жидкостном сообщении с ванной расплавленного электролита. Раскрыт также способ защиты боковой стенки электролизера для получения алюминия от воздействия электролита, включающий пропускание тока от анода через ванну расплавленного электролита к катоду в электролизере, подачу питающего материала в электролизер в месте, смежном с боковой стенкой электролизера, с возможностью удерживания питающего материала в желобе, образованном рядом с боковой стенкой, и сохранение боковой стенки в расплавленном электролите во время работы электролизера за счет подаваемого питающего материала, причем боковая стенка выполнена из по меньшей мере одного компонента, который присутствует в пределах примерно 95% от насыщения в ванне расплавленного электролита. Обеспечивается защита боковой стенке от воздействия электролита при эксплуатации электролизера. 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 36 ил., 5 пр.

Изобретение относится к способу горячего ремонта локальных разрушений подины алюминиевого электролизера при электролитическом получении алюминия. Способ включает определение участка разрушения углеродистой подины, приготовление ремонтной смеси, заливку ремонтной смеси расплавленным алюминием с получением ремонтной массы, доставку ремонтной массы к месту разрушения, заполнение участка разрушения ремонтной массой, при этом в качестве ремонтной смеси используют неформованный оксид магния с композиционным покрытием на основе диборида титана. Обеспечивается снижение износа подины электролизера, что способствует повышению срока службы алюминиевого электролизера 7 з.п. ф-лы.

Наверх