КАТОДНОЕ УСТРОЙСТВО АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Российский патент 1999 года по МПК C25C3/08 

Изобретение относится к области цветной металлургии, к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера.

Известно катодное устройство, содержащее металлический кожух, футерованный угольным материалом. Бортовые стенки кожуха выполнены с кронштейнами, а верхняя грань боковой футеровки закрыта горизонтально расположенным фланцевым листом [2]. Как следует из многолетнего опыта, нестабильность теплового режима электролизеров в отдельные периоды их работы приводит к повышению температуры электролита и расплавлению бортовых настылей, в результате чего возрастают деформация (вспучивание) фланцевых листов и разрушение верхней части футеровки.

Задачей изобретения является обеспечение условий интенсивного отвода тепла и образования гарниссажа необходимой толщины для защиты верхней части футеровки и фланцевых листов от воздействия расплава при изменении температуры процесса электролиза.

Поставленная задача достигается тем, что в катодном устройстве алюминиевого электролизера, включающем металлический кожух и боковую угольную футеровку, покрытую сверху фланцевым листом, к фланцевому листу под углом 30-60^o установлен со стороны шахты электролизера металлический лист, ширина которого составляет 0,7-2,0 ширины фланцевого листа.

Кроме того, к наклонному металлическому листу прикреплена боковая заслонка, а между наклонным и фланцевым листами установлены металлические ребра.

В процессе работы электролизера поверхность расплава расположена выше уровня фланцевого листа. Предложенное решение обеспечивает отвод такого количества тепла, при котором на футеровке и над электролитом выше фланцевого листа постоянно имеется слой гарниссажа, защищающий угольную футеровку от разрушения, а фланцевый лист - от чрезмерных деформаций.

Если наклонный металлический лист установлен под углом менее 30^o, то глинозем задерживается на стенке и теплоотдача уменьшается. В случае увеличения этого угла более 60^o затруднено обслуживание электролизера.

При ширине наклонного листа менее 0,7 ширины фланцевого листа полость между ними самопроизвольно заполняется глиноземом и отвод тепла резко сокращается. При ширине наклонного листа более 2,0 фланцевого происходит переохлаждение верхней зоны катодного устройства, возрастают металлоемкость и трудозатраты на изготовление устройства.

На чертеже изображена верхняя часть катодного устройства в поперечном сечении.

Устройство содержит металлический кожух 1, боковую угольную футеровку 2, покрытую сверху фланцевым листом 3, к которому прикреплен наклонный лист 4, а к нему - боковая заслонка 5. Между фланцевым и наклонным листами установлены металлические ребра 6.

Пример. На электролизерах с верхним токоподводом, работающих на силе тока 156 кА, по всему периметру катодного устройства установлены наклонные листы шириной 260 мм с боковой заслонкой при ширине фланцевых листов 230 мм. Угол наклона составляет 36^o. Между фланцевым и наклонным листами установлены металлические ребра.

В результате применения предложенного устройства толщина гарниссажа увеличилась на 34%, что позволило сохранить бортовую футеровку в хорошем состоянии и повысить срок службы электролизеров.

Источник информации
Троицкий И.А. Металлургия алюминия. - М.: Металлургия, 1977, с. 247.

Использование: изобретение относится к области цветной металлургии, к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом. Сущность: катодное устройство выполнено в виде металлического кожуха 1, футерованного угольным материалом. Верхняя грань боковой футеровки 2 покрыта фланцевым листом 3. Для более интенсивного отвода тепла и образования гарниссажа необходимой толщины к фланцевому листу под углом 30 - 60^o установлен со стороны шахты электролизера металлический лист 4 шириной 0,7-2,0 ширины фланцевого листа, а к нему прикреплена боковая заслонка. Между наклонным и фланцевым листами установлены металлические ребра. Устройство обеспечивает достижение условий интенсивного отвода тепла и образования гарниссажа необходимой толщины. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Катодное устройство алюминиевого электролизера, включающее металлический кожух и боковую угольную футеровку, покрытую сверху фланцевым листом, отличающееся тем, что к фланцевому листу под углом 30 - 60^o установлен со стороны шахты электролизера металлический лист, ширина которого составляет 0,7 - 2,0 ширины фланцевого листа. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к наклонному металлическому листу прикреплена боковая заслонка. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между фланцевым и наклонным листами установлены металлические ребра.