Способ поточного метода изготовления катодных секций, совмещенный с монтажом подины электролизера

Изобретение относится к монтажу подины алюминиевого электролизера. Способ включает изготовление катодных секций путем нагрева угольного блока и стального стержня, нанесения в паз угольного блока углеродсодержащего связующего, укладки в паз стального стержня и вибрационного уплотнения стержня в пазу посредством установленного на него вибратора со смещением от его центра тяжести в сторону потая и монтаж изготовленных катодных секций в подине электролизера. Изготовление катодных секций производят с использованием передвижной платформы. Нагрев стального стержня осуществляют до температуры 720-750°С. Нагрев угольного блока ведут до температуры 170-190°С. Изготовленные катодные секции нагревают до образования полукокса, а монтаж нагретых катодных секций осуществляют в прогретую до температуры 120-150°С футеровку подины электролизера, после чего осуществляют набивку периферийных и межсекционных швов углеродсодержащим связующим. Обеспечивается снижение вспучивания подины после подачи рабочего тока, что увеличивает срок службы электролизера, уменьшает термомеханические напряжения по линии стержень-паз блока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области получения первичного алюминия посредством электролиза криолит-глиноземного расплава и может быть использовано при монтаже катодного узла электролизера.

Сущность способа заключается в поточном методе изготовления катодных секций на специализированной платформе, устанавливаемой в непосредственной близости к монтируемому электролизеру, с последующей их укладкой в подину с частичным сохранением повышенной температуры после их изготовления.

Известны способы изготовления катодных секций, состоящих из угольных блоков с пазом, в который закладывается стальной стержень, с последующей заливкой расплавленным чугуном или с предварительным внесением в паз углеродосодержащего связующего.

Способ заливки расплавленным чугуном для соединения токопроводящего стержня с угольным блоком требует наличия печи для получения жидкого чугуна с поддержанием его температуры на уровне 1200-1500 градусов, а также предварительного нагрева стержня до температуры его наибольшего расширения в пределах 500-600 градусов.

Недостатком способа является возникновение больших термомеханических напряжений в процессе повторного нагрева при пуске электролизера в работу, что приводит к образованию трещин в угольном блоке, способствующих попаданию расплавленного алюминия на стержень, приводящему к снижению качества алюминия и выхода из строя электролизера.

Известен способ №2 заделки катодного стержня в паз угольного блока с применением клеевой пасты, состоящей из клея, отвердителя и твердого наполнителя. Недостаток способа заключается в повышенном контактном сопротивлении между угольным блоком и стержнем по сравнению с чугунной заливкой.

Наиболее близким к предлагаемому способу является монтаж катодной секции с заделкой паза углеродсодержащей пастой с предварительным нанесением на поверхность паза слоя поверхностно-активного вещества (графит, антрацитовая пыль) и уплотнения слоя вибратором (патент РФ 2270889) и выдержкой в течение 24 часов после укладки стержня для образования прочного механического соединения перед кантовкой секции.

Для ускорения изготовления катодных секций и выдачи их на монтаж подины непрерывным потоком предлагается соорудить передвижную платформу, содержащую низкочастотный индуктор с регулируемой частотой от 0,5 до 20,0 кГц, гидроподъемник, рольганг, инфракрасные нагреватели, переносной вибратор, кантователь и накопитель готовых к укладке секций.

По предлагаемому способу разогретый в индукторе до температуры 700 градусов стальной стержень укладывается в паз угольного блока, который перед этим должен быть очищен от пыли сжатым воздухом, подогрет до температуры 500 градусов, затем по всей поверхности паза наносится поверхностно активное вещество в виде графита и углеродсодержащее жидкотекучее связующее в количестве, достаточном для выдавливания его на поверхность стержня с блоком.

Наполнитель паза сразу после монтажа стержня уплотняется вибратором в течение 1,5-2 минут.

Вибратор устанавливается на стержень вблизи центра тяжести стержня со смещением в сторону потая.

По изъятию вибратора включается рольганг и секция передвигается под стационарный нагреватель для обеспечения ускоренного образования полукокса в связующем и создания прочного соединения.

На освободившееся место в рольганге устанавливается угольный блок для очистки, прогрева и монтажа новой катодной секции. По завершению монтажа второй катодной секции и уплотнения связующего вибратором, вновь включается рольганг, перемещая первую секцию под второй стационарный нагреватель, а вновь смонтированная секция устанавливается под первый нагреватель.

Поворотный нагреватель, установленный за рольгангом после гидроподъемника, используется только для прогрева угольного блока и поворачивается для монтажа стержня в паз.

Рольганг вновь передвигает секции ближе к кантователю.

Следующее включение рольганга вводит готовую секцию в кантователь, который переворачивает ее и укладывает на ролики накопителя.

По заполнению накопителя начинают непрерывный монтаж подины электролизера.

Времени продвижения готовых секций по рольгангу достаточно для образования полукокса в пазу и обеспечения необходимой прочности для переворота секции.

В процессе изготовления секций должна соблюдаться очередность подачи коротких и длинных блоков и стержней для последующего их монтажа в подине.

Монтаж катодных секций с накопителя с остаточной повышенной температурой и последующим прогревом боковой поверхности подины, после набивки межсекционных и переферийных швов углеродосодержащим связующим, снижает разность температур подины от момента монтажа секций и сборного анодного узла до наступления обжига электролизера, это в свою очередь снижает величину термомеханических напряжений на линии «угольный блок-стержень» и вспучивание подины в период обжига и последующей работе электролизера.

Перед монтажем секций в подину рекомендуется прогреть поверхность футеровки до температуры 120-130 градусов.

Набивку межсекционных и периферийных швов необходимо осуществлять прогретым связующим с последующим уплотнением вибратором с передвижной платформы, перемещающейся над электролизером.

Для удаления летучих веществ, выделяющихся из межсекционных и периферийных швов в рабочей зоне, необходимо по торцам электролизера установить щелевые отсосы, подключенные в сеть отвода газообразных продуктов, выделяющихся в процессе монтажа подины и в процессе работы действующих электролизеров.

Угольные блоки для монтажа должны подбираться из очередной единой партии с одинаковым химико-физическим составом. Желательно производить замер электрического сопротивления стержень-блока для подбора в монтаж секций, имеющих небольшое расхождение по этому параметру, что в свою очередь обеспечивает равномерное распределение тока по площади катода и способствует удлинению срока службы электролизера.

Краткое описание чертежа

Для изготовления катодных секций на передвижной платформе катодный стержень 1 подается с помощью клещевого захвата 4 гидроподъемником 5 в индуктор 2, запитанный от низкочастотной индукционной установки 3.

После прогрева стержня до температуры 650-700 градусов он монтируется в угольный блок 6, прогретый поворотным нагревателем 7 и заполненный металло- и углеродсодержащей пастой с последующий ее уплотнением переносным вибратором 9.

Затем смонтированная катодная секция передвигается рольгангом 8 под следующий нагреватель для поддержания температуры коксования пасты.

Пройдя дополнительный прогрев в течение времени монтажа новой секции, смонтированная секция рольгангом передвигается под следующий нагреватель, а затем на кантователь 10 и после ее кантовки по роликам 11 скатывается до упора 14 накопителя 12. Прокладки 13, необходимые для смягчения удара при скатывании секции в накопитель и обеспечения строповки для монтажа секции в подину.

1. Способ монтажа подины алюминиевого электролизера, включающий изготовление катодных секций путем обдувки угольного блока сжатым воздухом, нагрева угольного блока и стального стержня, нанесения в паз угольного блока углеродсодержащего связующего, укладки в паз стального стержня и вибрационного уплотнения стержня в пазу посредством установленного на него вибратора со смещением от его центра тяжести в сторону потая и монтаж изготовленных катодных секций в подине электролизера, отличающийся тем, что изготовление катодных секций производят с использованием передвижной платформы, выполненной с индуктором ТВЧ для нагрева стальных стержней, кантователем, накопителем катодных секций, рольгангом для передвижения катодных секций по ней до кантователя и с инфракрасными нагревателями для нагрева угольных блоков и катодных секций с обеспечением сохранения повышенной температуры перед монтажом в подину, причем нагрев стального стержня осуществляют до температуры 720-750°С, а нагрев угольного блока - до температуры 170-190°С, при этом изготовленные катодные секции перед установкой в кантователь нагревают до образования полукокса, а монтаж нагретых катодных секций осуществляют в прогретую до температуры 120-150°С футеровку подины электролизера, после чего осуществляют набивку периферийных и межсекционных швов углеродсодержащим связующим.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поверхность периферийных швов подогревают инфракрасными нагревателями.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что набивку периферийных и межсекционных швов осуществляют с платформы, передвигающейся над подиной, при этом ведут удаление летучих веществ, выделяющихся при набивке швов, с помощью газоприемников, установленных по торцам электролизера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катоду для производства меди электролизом из электролитического раствора, полой штанге упомянутого катода и способу изготовления упомянутого катода.
Изобретение относится к нерастворимому аноду электролизеров для получения сплавов металлов в порошкообразном виде. Рабочая часть анода состоит из диэлектрической подложки с активным слоем, содержащим спеченную смесь оксида рутения и оксидного стекла в объемном соотношении от 4/1 до 2/1.
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к извлечению серебра из кислых растворов нитрата серебра методом электроэкстракции с использованием нерастворимых термообработанных титановых анодов.

Изобретение относится к извлечению индия электролизом. Предложен электролизер экстракции индия из выпуска расплава конденсата рафинирования чернового олова из вакуумной печи.

Изобретение относится к технологии изготовления медно-титановых токопроводящих контактных элементов. Медный и титановый компоненты сопрягают друг с другом и соединяют в медно-титановый токопроводящий контактный элемент.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электрохимического анода, сформированного с использованием сварки трением с перемешиванием (FSW). Электрохимический анод включает токопроводящую шину и свинецсодержащий анодный лист, электрически связанный с токопроводящей шиной.

Изобретение относится к аноду для выделения кислорода при высоком анодном потенциале, содержащему основу из титана или его сплавов, первый промежуточный слой диоксида марганца, нанесенный на основу, второй промежуточный слой оксидов олова и сурьмы, нанесенный на первый промежуточный слой, и внешний слой, состоящий из диоксида свинца.

Группа изобретений относится к электролизу в растворе электролита на основе серной кислоты. Анод для электровыделения металла в растворе электролита на основе серной кислоты выполнен в виде сформированного на проводящей подложке каталитического слоя из аморфного оксида рутения и аморфного оксида тантала.

Изобретение относится к постоянному катоду, используемому в качестве электрода при электролитическом получении металлов. Катод содержит пластину, по меньшей мере, частично изготовленную из стали, при этом размеры границ зерен на поверхности пластины постоянного катода установлены из условий обеспечения возможности сцепления осажденного металла с поверхностью и удаления металла с поверхности, по меньшей мере, на части поверхности, находящейся в контакте с электролитом, причем пластина выполнена с областью поверхности с сильными свойствами сцепления с осаждаемым металлом и областью поверхности со слабыми свойствами сцепления с осаждаемым металлом, которая расположена в месте начала отделения осажденного металла, причем указанные свойства сцепления поверхности пластины связаны с размерами границ зерен на указанной области поверхности.

Изобретение относится к аноду для выделения хлора при электролизе из водного раствора. Анод имеет сформированный на проводящей подложке каталитический слой, содержащий аморфный оксид рутения и аморфный оксид тантала.

Изобретение относится к боковому блоку для стенки в электролизере, в частности, для получения алюминия, к способу изготовления такого бокового блока, и к применению такого бокового блока, а также к электролизеру с таким боковым блоком.

Изобретение относится к способу и устройству для футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия. Способ включает укладку материалов одновременно с его распределением по поверхности цоколя и выравниванием по уровню, отсчитываемому от плоскости верхнего края кожуха катодного устройства электролизера путем последовательного перемещения устройства для инсталляции неформованных футеровочных материалов вдоль продольной оси катода алюминиевого электролизера.

Изобретение относится к способу изготовления катодного блока для электролизера для получения алюминия и к катодному блоку электролизера для получения алюминия. Способ включает приготовление смеси исходных материалов, включающей кокс и пек, причем кокс включает два сорта кокса, которые в ходе карбонизации, и/или графитирования, и/или охлаждения обладают разным поведением в отношении изменения объема, формирование сырого катодного блока из смеси, карбонизацию сырого катодного блока и графитирование карбонизированного катодного блока, без его предварительного импрегнирования, с получением графитированного катодного блока, а также охлаждение после графитирования, причем первый сорт кокса в ходе карбонизации, и/или графитирования, и/или охлаждения обнаруживает более сильную усадку и/или расширение, чем второй сорт кокса, при этом получают катодный блок с объемной плотностью углеродной части, составляющей более 1,68 г/см3, особенно предпочтительно более 1,71 г/см3, в частности вплоть до 1,75 г/см3.

Изобретение относится к вертикальным или наклонным электродам электролизера для электролитического получения алюминия из оксида алюминия. Электрод содержит основу электрода и поверхностное покрытие на основе тугоплавкой керамики.

Изобретение относится к устройству катодного токоподводящего стержня для катодного устройства алюминиевого электролизера. Катодный токоподводящий стержень содержит металлическую основу с внутренней полостью и вкладыш, выполненный из материала с высокой удельной электропроводностью, установленный во внутренней полости с возможностью электрического контакта с металлической основой.

Изобретение относится к катодному устройству электролизера для получения алюминия. Катодное устройство содержит катодный блок на основе углерода и/или графита, в котором выполнен по меньшей мере один паз, проходящий в продольном направлении катодного блока и имеющий переменную глубину вдоль катодного блока, в котором размещена шина, при этом промежуточное пространство между шиной и дном паза переменной глубины по меньшей мере частично заполнено сталью, выбранной из группы с низким содержанием углерода, кремния и фосфора.

Изобретение относится к двум вариантам электролизера, узлу для защиты боковой стенки электролизера и способу защиты боковой стенки электролизера. Электролизер включает в себя: анод; катод в отстоящем от анода положении; расплавленную ванну электролита в жидкостном сообщении с анодом и катодом, причем расплавленная ванна электролита имеет химический состав ванны, включающий по меньшей мере один компонент ванны; корпус электролизера, имеющий: подину и по меньшей мере одну боковую стенку, окружающую подину, причем корпус электролизера выполнен с возможностью удерживать расплавленную ванну электролита, при этом боковая стенка состоит по существу из упомянутого по меньшей мере одного компонента ванны, причем боковая стенка дополнительно включает: первую часть боковой стенки, выполненную с возможностью установки на теплоизоляционную футеровку боковой стенки и удерживания электролита; и вторую часть боковой стенки, выполненную выступающей вверх от подины корпуса электролизера.

Изобретение относится к электролизеру для получения алюминия. Электролизер содержит катод, слой жидкого алюминия, расположенный на верхней стороне катода, слой расплава на нем и анод на верху слоя расплава, при этом катод состоит из по меньшей мере двух катодных блоков, при этом по меньшей мере один из этих по меньшей мере двух катодных блоков отличается от по меньшей мере одного (из) другого(их) катодного(ых) блока(ов) в отношении по меньшей мере одного из средней прочности при сжатии, средней теплопроводности, среднего удельного электросопротивления и кажущейся плотности.

Изобретение относится к способу футеровки катодных устройства электролизеров для получения алюминия. Способ включает засыпку и выравнивание теплоизоляционного слоя в кожух катодного устройства, засыпку, выравнивание и уплотнение огнеупорного слоя, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой.

Изобретение относится к транспортирующему устройству для транспортирования углеродистой пасты, способному перемещаться вдоль главного пути для роликов, проходящему в первом главном направлении для подачи пасты в машины для формования блоков для изготовления электродов, в частности анодов алюминиевого электролизера.

Изобретение относится к монтажу подины алюминиевого электролизера. Способ включает изготовление катодных секций путем нагрева угольного блока и стального стержня, нанесения в паз угольного блока углеродсодержащего связующего, укладки в паз стального стержня и вибрационного уплотнения стержня в пазу посредством установленного на него вибратора со смещением от его центра тяжести в сторону потая и монтаж изготовленных катодных секций в подине электролизера. Изготовление катодных секций производят с использованием передвижной платформы. Нагрев стального стержня осуществляют до температуры 720-750°С. Нагрев угольного блока ведут до температуры 170-190°С. Изготовленные катодные секции нагревают до образования полукокса, а монтаж нагретых катодных секций осуществляют в прогретую до температуры 120-150°С футеровку подины электролизера, после чего осуществляют набивку периферийных и межсекционных швов углеродсодержащим связующим. Обеспечивается снижение вспучивания подины после подачи рабочего тока, что увеличивает срок службы электролизера, уменьшает термомеханические напряжения по линии стержень-паз блока. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх