Способ изготовления секции газосборного колокола алюминиевого электролизера Советский патент 1986 года по МПК C25C3/22 

Изобретение относится к цветной металлургии и касается технологии изготовления секций газосборных колоколов, иСпользуёмых для улавливания анодных газов от алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами в процессе электролитического получения алюминия.

Целью изобретения является повышение срока службы секции и качества алюминия.

В сформированную для литья секции газосборного колокола форму (в ее центральную зону) закладывают предварительно изготовленную из алюминиевого прутка арматуру в виде плоской спирали ГШШ или Щ) , Затем расплавленный чугун с температурой 1350 С необходимого объема заливают в форму, после чего ее подвергают охлаждению до полной кристаллизации металла .

Соотношение масс чугуна и алюминия подобрано исходя из того, чтобы в период заливки расплавилась не

вся алюминиевая арматура по толщине, а только ее часть. Это - главное условие, которое необходимо для получения в дальнейшем прочной структуры металла секции газосборника.

При соотношении чугуна и алюминия более 7 количество тепла, выделяемое чугуном, таково, что вся заложенная алюминиевая арматура расплавляется и расплавленный алюминий всплывает над чугуном, выходя из центральной зоны формы, т.е. при таком соотношении чугуна к алюминию получить отливку из чугуна, армированного алюминием, практически невозможно.

При соотношении чугуна и алюьшния в секции менее 4 хоть алюминиевая арматура и не расплавляется полностью, но качество заливки секции резко х ухудшается вследствие резкого снижения жидкотекучести чугуна.

Наиболее приемлемым является соотношение чугуна и алюминия (4-7):1. В этом случае чугун в процессе литья как бы запирает находящуюся в секции алюминиевую арматуру в виде твердой и жидкой фаз.

Алюминиевая арматура в виде плоской спирали ПЛШ или @) определена из условий равномерного распределения алюминия в центральной зоне секции и создания в этой зоне армирующего каркаса.

Другая форма алюминиевой арматур не дает возможности в дальнейшем получить секции газосборного колокола с повышенными механическими и жаростойкими свойствами.

После окончательной кристаллиза1Ц1И металла в форме полученную остывшую секцию извлекают и устанавливаю непосредственно на электролизер.

В процессе получения алюминия в электролизере секции газосборного колокола нагревают до температуры, превьш1ающей температуру плавления алюминия, в результате чего отпадает необходимость специально подвергать термообработке изготовленные секции до температур, превышающих температуру плавления алюминия.

Жидкая фаза алюминия взаимодействует с чугуном, в результате чего образуется твердый раствор алюминия в железе и химическое соединение типа , образовавшаяся зона имеет 2-3 мм в сторону массы чугуна.

Исследования газосборного колокола в зоне установки алюминиевой арматуры до его установки на электролизер показали, что в сечении колокол имеет три ярко выраженные зоны 1-я зона (толщина 2-3 мм) - чугун серый C418-36i 2-я зона (толщина 2-3 мм) - чугун с содержанием алюминия 5-10%J 3-я зона (средняя толщина 9 мм) - чистый алюминий.

После эксплуатации газосборного колокола в течение 0,3 - 1 года эти зоны резко видоизменились: 1-я зона (толщина 5-6 мм) - чугун с содержанием алюминия 4-5%, 2-я зона (центральная, толщина 9 мм) - чугу с .содержанием алюминия 25-30%.

Таким образом, в процессе эксплуатации газосборного колокола получили конструкцию, которая состоит и механически прочного, жаростойкого (легированного алюминием) поверхностного слоя и твердого внутреннего слоя. Испытания данной конструкции газосборного колокола на электролизере показали,.что она обладает;хйрошими эксплуатационными свойствами (большой прочностью и жаростой костью).

П р и м е р. В форму, подготовленую для литья секции газосборного клокола (в ее центральную зону), равномерно устанавливали алюминиевую вставку, выполненную из прутка диаметром 10 мм (катанка алюминиевая марки А5Е) в виде плоской спирали. Затем в форму заливали расплавленный чугун марки СЧ 18-36 с температурой при соотношении чугуна и алюминия в пределах (4-7):1. После охлаждения формы и отливки секцию устанавливали на работающий электролизер, где она подвергалась воздейстВИЮ высоких температур (вьше ). Предлагаемый способ изготовления секций позволяет увеличить срок служ бы газосборных секций с 9-10,5 до 12,5 мес, повысить сортность алюминия-сырца, снизить расход чугуна на изготовление секций на 30%, улучшить условия труда рабочих, снизить энергетические затраты по формированию армирующего слоя металла в секции. Формула изобретения Способ изготовления секции газосборного колокола алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом, включающий установку в литейную форму алюминиевой вставки, заливку в литейную форму расплавленного чугуна и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы секции и качества алюминия, используют алюминиевую вставку в виде плоской спирали из прутка и поддерживают массовое соотнощеиие чугуна и алюминия в пределах (4-7);1.

Изобретение относится к конструкции газосборного колокола алюминиевого электролизера и может использоваться при электролитическом получении алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами. Цель изобретения - повышение срока службы секции газосборного колокола и качества алюминия. Секцию газосборного колокола изготовляют путем установки в литейную форму алюминиевой вставки в виде плоской спирали (С из прутка и заливки в форму чугуна, (Л причем поддерживают массовое соотношение чугуна и алюминия в пределах