Катодная секция алюминиевого электролизера Советский патент 1986 года по МПК C25C3/08 

112

Изобретение относится к металлургии алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к устройству катодной секции алюминиевого электролизера.

Цель изобретения - уменьшение горизонтальной составляющей тока падения напряжения в подине и снижение металлоемкости за счет многократного использования токоподводящих стерж- ней.

В предлагаемой катодной секции включающей углеродистый блок с закрепленным в нем с помощью чугунной заливки токоподводящим. стержнем, пос- ледний выполнен в виде двух элементов одинакового сечения, причем элемент стержня, находящийся под проекцией анода, выполнен из более электропроводного по сравнению с алюмини- ем металла или сплава меди, а остальная часть из менее электропроводного, чем алюминий материала стали.

На чертеже представлена катодная секция, продольный разрез.

Она состоит из углеродистого блока , в котором с помощью чугунной заливки 2 закреплены в периферийной части стальной стержень 3, медный стержень 4 под проекцией анода 5,сое ,циненные мелсду собой каким-л ибо способом (сваркой, трением и др.)

-Ток от анода через электролит достигает поверхности жидкости алюминия. При конструкции катода по про- тотипу вследствие ее большого электросопротивления по сравнению с алюминием основной ток от центральных областей ванны к периферии протекает по жидкому алюминию, а не по токопод водящему стержню, имеющему в 4 раза более высокое электросопротивление, и только затем проходит через уголь- :ные блоки к стержням и далее.

Возникающая при этом горизонталь- ная составляющая тока будет тем больше, чем меньще электросопротивление периферийной части стержня по сравнению с центральной. Взаимодействие горизонтальной составляющей поля с вертикальной составляющей напряженности магнитного поля возбуждает циркуляцию жидкого алюминия J, скорость которой прямо определяет потери алюминия И, следовательно, вьгход по току.

Предложенная катодная секция обеспечит уменьшение горизонтальных по

22

токов в алюминии, поскольку энергетические затраты на прохождение тока по цепи подина - медный стержень будут меньше, чем по цепи жидкий алюминий - подина, ток от анода к катодному стержню будет течь вертикально и величина горизонтальных токов в жидком алюминии существенно уменьшится, что обусловит снижение скорости движения и потерь алюминия, а это приводит к увеличению выхода по току. Применение электропроводного металла позволит также существенно снизить падение напряжения в подине. Кроме того, применение предлагаемой катодной секции позволит многократно использовать элементы стержня. Медная его часть после демонтажа электролизера очищается от остатков чугунной заливки и снова используется при монтаже катодной секции. Стальная часть, находясь в периферийной зоне в области низких температур, меньше подвергается окислению и науглероживанию, поэтому она также может использоваться повторно в отличии от известной катодной секции, в которой вследствие высокой степени науглероженности центральной части стержня после каждой кампании стержни направляются на переплав ,

В случае проникновения алюминия к медной части стержня и ее растворения алюминий с повышенным содержанием меди в отличии от алюминия с высоким содержанием железа будет иметь широкое применение в процессе электрического рафинирования алюминия, где сырьевой металл утяжеляется добавками меди, а также для производства сплавов и лигатур,

В таблице приведены результаты испытаний предлагаемой катодной секции и прототипа для электролизера на силу тока 150 кА.

Изобретение по сравнению с прототипом позволит снизить расход электроэнергии и повысить выход по току.

Формула изобретения

Катодная секция алюминиевого электролизера, включающая анод, углеродистый блок с закрепленным в нем с помощью чугунной заливки токопод- водящим стержнем, отличаю31260А124

щ а я с я тем, что, с целью повьш1е кового сечения, жестко соединенных ния выхода по току и снижения метал- между собой, причем часть стержня, лоемкости, токоподводящий стержень находящаяся под анодом, выполнена из выполнен в виде двух элементов одина- меди, а внешняя часть - из стали.

Количество катодных секций, шт.

Электросопротивление в кон-

такте стержень - углеродистый

блок, мкОм

Падение напряжения s подине электролизера, мВ

Выход алюминия по току (по

выпитому металлу)

Катодная секция алюминиевого электролизера относится к металлургии алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к устройству катодной секции алюминиевого электролизера. Целью изобретегшя является повышение выхода по току и снижение металлоемкости. Указанная цель достигается тем, что токоподво- дящий стержень выполнен в виде двух элементов одинакового сечения, жестко соединенных между собой.Часть стержня, находящаяся под анодом, выполнена из меди, а внешняя часть - из стали. Применение электропроводного металла позволяет снизить падение напряжения в подине и многократно использовать элементы стержня.Мед- ная часть после демонтажа очищается от остатков чугунной заливки, 1 ил,, 1 табл. 13 (Л to а

Редактор М.Дьшьш

Составитель Л.Романова Техред М.ХОданич

Заказ 5193/23Тираж 615Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор А.Тяско