Футеровка катодной части алюминиевого электролизера Советский патент 1983 года по МПК C25C3/08 

Изофетение относится к металлургии легких металлов, в частности, к оборудо ванию для электролитического получения алюминия, к футеровке катодной части алюминиевого электролизера. Известна футеровка катодной части алюминиевого электролизера, содержащая огнеупорный и теплоизоляционный слои, между которыми выложен слой красного кирпича 1 . Недостатком этой футеровки является низкий срок службы электролизера. Бьют рое разрушение футеровки вызвано не- i достаточной толщиной слоя красного кирпича, это приводит к взаимодействию расплава, проникающего через огнеупорный слой, со слоем теплоизоляции. Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является футеровка катодной части алюминиевого электролизера, выполненная из слоев огнеупорного и теплоизоляционного материалов, между кото рыми вьшожены слои красного кирпнча 2 В этой футеровке количество слоев кирпчча болыие под анодом, чем в ..оставшейся части подины. В процессе эксплуатации электролизера с такой футеровкой расплав, проникая через угольные блоки, взаимодействует со слоем красного кирпича, превращая его в пластическую массу с температурой начала размягчения 780-720 С. Сказуемая пластичная подушка прини мает на себя вертикальные усилия, развивающиеся в катоде электропизе|ра, и препятствует разрушению катодных блоков. Однако, взаимодействие компонентов расплава со слоями красного кирпича вовремени происходит последовательно, начиная с поверхности верхнего слоя и далее продвигаясь вглубь. Обусловлено это тем, что для перво.начального образования пластической массы требуется достижение определенной концентрации компо1яентов расплава на границе огнеупорный слой - верхний слой красного кирпича, а для продвижения его вглубь - на границе пластическа масса - красный кирпич последугаишх слоев. В известной футеровке из-за низкой проницаемости пластической массы расплав не успевает проникнуть к нижележа шим слоям красного кирпича и накаплива ется над огнеупорным слоем, а это ведет к возникновению вертикальных усили .вызывающих подъем угольной подины и разрушение подины проникающим в обрбн зовавшиеся трещины расплавом. Срок службы электролизера не превышает 43,2 мес. Цель изобретения - повьш1ение срока службы электролизера за счет предотвращения отложения компонентов расплава над огнеупорным слоем. Поставленная цель достигается тем, что в футеровке катодной части алюминиевого электролизера, вьшолненной из слоев огнеупорного и теплоизоляционного материалов, между которыми выложены слои красного кирпича, верхние слои последнего выложены с пустотами в виде сужаклцихся , кверху колодцев при соотношении ширины верхней и нижней части 1 : (2 - 3), и соотнощении объемов пустот и сплощной кладки 1: (7 - 9). Увеличение отношения объемов плотной кладки к пустотам выше 9 ведет к образованию отложений компонентов расплава над огнеупорным слоем. Уменьшение этого соотношения менее 7 нецелесообразно вследствие нарушения теплового равновесия электролизера. Увеличение отношения ширины колодца нижней части к верхней более трех ведет к преждевременному достижению максимальной когахентрации компонентов расплава в пластической массе, вьш1е которой пластическая масса теряет свои пластические свойства, или к ослаблению потока крмпонентов расплава к красному кирпичу нижних, слоев, следовательно, отложению компонентов расплава над огнеупорным слоем футеровки. Уменьшение отношения ширины колодца нижней части к верхней менее двух ведет к неэффективному образованию пластической массы в нижних слоях красного кирпича, следовательно, отложению компонентов расплава над огнеупорным слоем футеровки - к ощутимому уменьшению аффективной площади верхнего слоя красного кирпича, взаимодействующего с компонентами расплава. На фиг. 1 изображена катодная часть алюминиевого электролизера с футеровкой в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Футеровка содержит бортовой угольный блок 1, расположенный на шамотной бровке 2, огнеупорную засыпку 3, подовые блоки 4, соединенные между собой щвами 5 из подовой массы и с заделанными в них стальньшги катодными стержнями 6 и установленные на огнеупорном слое 7 из шамотного кирпича и теплоизопяционного слоя из диатомового (пенодивтомового) кирпича 8 и дифференцированного по толщине многослойного красного кирпича 9, выложенного чередованием плотной кладки с пустотами, вьтэлненнымн в .виде сужающихся кверху колодцев 10.. В процессе эксплуаггации электролизера расплав проникает через угольные бло ки и взаимодействуе т не только с верхним слоем красного кирпича, превращая его в пластическую массу, но и рдновре;менно с красга 1м кирпичом нижних через Iпосредство колодцев;, выпол:неннь1х в верхних слота красного кирпича 10 93 ,в результате чего значительно (в 1,5 - 2 раза) возрастает поступление компонентов р.асплава к красному кирпичу, а позднее - в пластическую массу. Этим достигается предотвращение отложения . компонентов расплава над огнеупорным слоем и тем. самым предотвращение подъема ; угольной подины;, и образования в. ней трещин. Это приводит к повы-, щению срока служ&1 электролизера на,; 2,5 мес (срок службы увеличивается до {4 5,7), что позволит получить 170 -тыс. руб./г экономии на цех электролиза.

ФУТЕЙЭВКА КАТОДНОЙ ЧАСТИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА, .выполненная из слоев огнеупорного в Teiлон лядионного матерналов, между которыми выложены .слои красного кирпича, отличающаяся тем, что с . целью повышения срока спужвы этюктро лизера, BepicHHe слои красного кириичв выложены с пустотами в виде сужающихся кверху колоддев при соотнЬшешга ши-, : рины верхней и нижней частей 1: