Способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия

 

п aTPHiне тв

" I>NOTg .) СОюз Советским

Социалистические

Ре@птблии (1 1) 740866 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 15,02.78 (2) ) 2581985/22-02 (5()М. Кл.

С 25 С ЗГ06 с присоединением заявки,%

Веудвретввииый комитет (23) Приоритет дв деми ивввретеиий и открытий

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 18.06.80 (gg) УДКВВ О,71З.. 7(088.8) (72) Авторы изобретения

B. П. Репко и Н. П. Якунин (I I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЖИГА И ПУСКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к электролитическому способу получения алюминия.

В алюминиевой промышленности широко распространены способы пуска электролизеров на металле и на углеродистой крупке.

Известен способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия, включающий нагрев подины и обжиг швов с применением крупки углеродистых материалов, а также наплавление электролита то из солей электрическим током. В данном способе в качестве электрического сопротивления, служащего для выделения в электролизере необходимого количества

35 тепла, используют угольную крупку, отсеянную от пыли и имэюшую равномерный зерновой состав, предпочтительно в пределах 3-8 мм. Слой этой крупки помещают между анодом и катодом (1) .

Пуск в эксплуатадию электролизера при

2О применении данного способа осуществляется лишь после отюпочения его из электрической сети серии для очистки подины от крупки, что влечет за собой дополнительные трудозатраты, а также отрицательно сказывается на состоянии углеродистых материалов катода. Кроме того, для осуществления пуска по этому способу необходимо предварительно подготовить в ваннах-матках, а в случае пуска новых корпусов — в спепиальной печи, большое количество расплавленного электролита.

Электролит, взятый из ванн-маток, как правило, содержит расплавленный алюминий, который при пуске проникает в усадочные зазоры и трещины, и разрушает стальные катодные стержни и подовые блоки, что снижает срок службы электролизера.

Дополнительным фактором, способствующим разрушению катода при использовании известного способа, является тот факт, что пропитка углеродистых материалов электролитом. производится при поляризованном состоянии подины, что, в свою очередь, влечет за собой выделение электролнтяческого натрия и интенсивное внедрение его в кристаллическую решетку углероде, а также проникновение выделяющегося при электролизе алюминия в недпотности в угольной футеровке катода.

Бель изобретения — рациональное использование тепла обжига и увеличение сроке службы электропизера за счет одновременного нагрева подины, обжига швов и наплавпения электролита.

Поставленная дель достигается тем, 10 что обжиг подины проводят, используя в ,качестве токоподводящего слоя, помещаемого на подину между катодом и анодом, смесь угольных материалов и солей, применяемых при эпектропитическом получении

15 алюминия. Соотношение углеродистого материала и солей в смеси поддерживают в пределах 1:(1-9).

При прохождении алектрическог о тока через токопроводящий слой в нем выделяется тепло, которое нагревает сопи и подину. В результате этого происходит обжиг подины и одновременное ппавпение криопита ипи других солей. Таким образом, апектрический ток в период обжига используется, в отличие от известного технического решения, не только для нагрева и обжига подины, но и дпя наппевления электролита, необходимого дпя прсведения процесса электролиза. Кроме того, спой, состоящий из смеси угольных материалов и солей, применяемых при электролизе алюминия, обладает большим апектрическим сопротивлением, чем спой тех же размеров, составленный только из

35 угольных материалов, что влечет за собой большее.выделение тепла и сокращение продолжительности обжига.

Преимуществом способа является также

40 то, что пропитка углеродистых материалов и заполнение трещин в подине электролитом происходит постепенно, по мере наплавпения алектролита и нагрева углеродистых материалов при неполяризованном состоя45 нии подины. Это обстоятельство способствует увеличению срока службы катода эпектролизеров. Причем в этом случае практически отсутствует возможность выделения эпектролитического натрия И попадания алюминия и внедрения их в подину.

Дополнительным преимуществом предлагаемого технического решения является то, что смесь, содержащая в своем составе криолит и другие применяемые при

55 электропитическом способе получения amoминия соли, при нагреве и обжиге подины предохраняет углеродистые материалы от окисления.

Iiнже приведен пример выполнения предложенного технического решения в приме-* нении к эпектропизерам с предварительно абожженнь. ми анодами.

1! подину эпектролизера с обожженными анодами засыпают слой смеси, содержащей 70 вес.% крупки нз нефтяного (ипи пекового} кокса и 30 ь=..% дробленного оборотного электролита. казанные составляющие смеси могут бытъ, заменены

90 вес.% крупки, состоящей из антрецита размером 2-6 мм, и 10 вес.% гранулиро:ванной смеси соней, включающей 40 вес.% криолита и 60 вес.% хпорисг . о натрия.

Толщина слоя смеси около 1(., В зависимости от намеченной про . жлтепьности обжига соотношение с опе и рупки может быть изменено так, что од=ржание солей в смеси увеличивается до 40%:, Высота слоя изменяется в пределах от

2 до 15 см. Слой смеси наносят на подину в проекции анодного массива,. 3атем выравнивают слой и на него устанавливают аноды. После создания надежного контакта аноды подключают к анодйой ошиновке. Затем порошкоооразным криолитом засыпают аноды сверху и все за.— з р;-д:.;1ежду ними. Толщина слоя криопита на анодах должна составлять 3-5 см.

Пространство между анодами и стенками шихты ванны также засыпают криопитом.

Во время обжига перегретые аноды подсыпают свежим криолитом. Через 20

25 ч после подключения апектролизера на обжиг, т.е. с появлением расплава солей

1 на большей части плбщади подины, производят постепенный подьем анодного массива таким образом, чтобы напряжение на эпектролизере было в пределах 4-5 В.

Продолжительность обжиге и наплавления электролита составляет приблизительно

48 ч.

Продолжительность обжига и наплавпение электролита в каждом конкретном случае определяется достижением темпео ратуры подины 950-960 С и может изменяться в интервалах 24-28 ч.

Остальные операции (установка напряжения, заливка металла и т.д.) после пуска осуществляются в соответствии с существующей технологической инструкцией.

В поспепусковой период производится очистка электролита от угольных частиц.

Осуществление способа при обжиге и пуске апектролизеров с непрерывным самообжигающимся анодом отличается тем, что смесь содержит более высокий процент дробпенного оборотного электролита ипи порошкообразного криопита и включает, 5 740866 6 например, 55% питейного кокса крупно- смеси в каждом конкретном случае завистью 2 6 мм и 45 вес % твердь|х солей, сит от качества используемых подовых состоящих из 49 вес.% смеси криолита, бпоков, задаваемой продолжительностью

34 вес.% фтористого алюминия и o6mra, pa3bfBp0B и конструкц анодного

17 вес.% хлористого натрия. Засыпку по- и катодного узпов эпектропизера и т.д.

5 рошкообразных солей производят топько При этом состав смеси, также как и вы между бортовой футеровкой и анодом. По сота ее споя, может быть изменен по ппомере наплавления сь!Рья вокруг анода пр щ ди попив катода Спо об допускает изводят подсыпку. новых порций Остальной o"Roe "aH частичное использование при порядок обжига и пуска остается анало-

Выпопнение операций по,засыпке.соля- Предпоженнае техническое решение по ми всех промежутков между соседними сравнению с известными способами увеанодами цри обжиге эпектролизеров с обож- пичивает срок службы катода на 6 е женными анодами производится прежде все- улучшает сортность выпускаемого апюмиго с целью повышения эффективности про- ния, снижает энергозатраты на обжиг и цесса наплавпения электролита и попутно- пуск одного электролизера с обожженными го использования тепла, выделяющегося при анодами за счет снижения теппопотерь, а обжиге, кроме того, покрытие анодов со- также уменьшает расход обожженных анопями будет способствовать снижению теп- дов при обжиге в резупьтате снижения лопотерь и уменьшению окисления анодов. окисления их воздухом.

Напичие солей выше межэлектродного зазора позволяет в случае неравномерности нагрева отдельных участков подины, >5 Ф о р м у и а и з о б р е т е н и я при опускании сверху бопее холодных порций сырья, препятствовать перегреву этих 1. Способ обжига и пуска электролиземест. ра дпя попучения апюминия, включающий

При использовании предложенного спо- нагрев подины и обжиг швов с применесоба на эпектролизерах с самообжигаюши- 0 нием крупки углеродистых материалов, а мися анодами, с целью уменьшения трудозат- также наппавпение электролита из солей рат на пуске и уменьшения потерь сы- электрическим током, о т п и ч а ю— рья с крупкой, центральная зона подины шийся тем, что, с целью рациональношириной 50-80 см может быть засыпана го использования тепла обжига и увеличетопько одними солями, а остапьную часть ния срока: спужбы эпектролизера за счет

35 подины в проекции анода засыпают смесью одновременного нагрева подины, обжига сопей с крупкой. швов и наплавления электропита, на подиС целью выравнивания распределения ну помещают эпектропроводящий спой из тока по ппощади катода, может быть при- смеси угперодистых материалов, применяменен слой смеси на подине неравной вы- емых в процессе эпектропиза солей. соты с постепенным увеличением толщины слоя к выходному (по направлению 2.Способ поп. 1, отпич аютока) торцу катода, например, с 4-х на шийся тем, что. соотношение угперовходе и до 12 см на выходе тока. дистого материала и солей в смеси подПредложенный способ позволяет при- держивают в пределах 1:(1 9)..

45 менять смеси практически с пюбым соот- Источники информации, ношением углеродистых материалов (круп- принятые во внимание при экспертизе ки) и солей (с учетом дифференциации по l. Авторское свидетельство СССР плошади). Соотношение компонентов в М 94407, кп. С 25 С 3/06 1950.

Составитепь В. Крюков

Редактор П. Макаревич Техред М. Петко Корректор М. Демчик

Заказ 3297!3 Тираж 698 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 фипиап ППП "Патент, r. Ужгород,уп. Проектная, 4