Катодная секция электролизера для получения алюминия Советский патент 1987 года по МПК C25C3/08 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при монтаже подины электролизера для получения алюминия.

Целью изобретения является повышение срока службы катодной секции, качества алюминия и снижения энергозатрат.

На чертеже приведена подовая сек- ция электролизера для получения алюминия .

Катодная секция включает угольный блок 1, металлический стержень 2, сжимаемую прокладку 3 и чугунную заливку А.

В паз угольного блока 1 укладываю металлический стержень 2. Вдоль стенок стержня устанавливают сжимаемые прокладки 3 (например, из угольного войлока ВИНН-250). Оставшуюся часть пространства между металлическим стержнем и стенками паза угольного блока заливают чугуном 4.

В таблице приведены результаты испытаний катодных секций предлагаемой конструкции.

Об эффективности предложенных изменений судят по механической прочности связи стержня с угольным бло- ком, образованию угольных трещин в блоке при его нагреве до температуры эксплуатации, наличию литейных дефектов в чугунной заливке и по электросопротивлению в контакте стержень - угольный блок при температуре эксплуатации.

Как следует из таблицы, наилучшим вариантом катодной секции по всем перечисленным параметрам является катодная секция, в которой сжимаемая прокладка установлена между стенками металлического стержня и чугунной заливкой при соотношении толщины прокладки к ширине стержня равным 0,007 0,022.

Кри нагреве катодной секции во время обжига и пуска электролизера происходит тепловое расширение стержня, чугунной заливки и угольного блока. Поскольку величины линейного теплового расширения чугунной залив- ют и угольного блока примерно равны (0,46 и 0,54 мм соответственно), тем обеспечивается прочный механический контакт заливки с блоком. Тепловое расширение металлического стерня, имеющее наибольшую величину (3,24 мм), компенсируется упругим

5

о

5

о

0

5

0

5

5

сжатием прокладок, установленных между стержнем и чугунной запивкой. Механическая и электрическая связь стержня с блоком обеспечивается наличием чугунной оболочки, внутри которой находится стержень с прокладками .

Установка сжимаемой прокладки между стенками металлического стержня и чугунной заливкой снижает термические напряжения в углах паза при поперечном тепловом расширении стержня, препятствуя возникновению и развитию угловых трещин. А поскольку после заливки чугуна стержень и прокладка оказываются соединенными чугунной оболочкой с угольным блоком, механическая прочность связи стержня с блоком и контактные свойства поверхности раздела чугунная заливка - паз блока остаются более высокими, чем при установке прокладки между пазом и заливкой. При этом все тепловые деформационные изменения, влияющие на прочность связи стержня с блоком и определяющие развитие угловых трещин в блоке, будут локализованы в зазоре между стержнем и чугунной заливкой и скомпенсированы упругим сжатием прокладки.

Верхний предел отношения ТОЛЕЦИНЫ прокладки к ширине стержня, равный 0,022, определяется полнотой и качеством заливки расплавленным чугуном пространства в пазу между металлическим стержнем с прокладками и стенками блока. При толщине прокладки, занимающей более половины пространства между стенкой стержня и стенкой блока, в чугунной заливке появляются литейные дефекты - раковины, пустоты и т.п., ухудшающие электрический контакт соединения стержень - блок. Ширина пространства между стенкой стержня и стенкой паза под чугунную заливку (в месте заливки чугуна) составляет обычно 10 мм, т.е. максимальная толщина прокладки должна составлять не более 5 мм, а отношение ее к ширине стержня при этом не должно превышать 0,022.

Экономический эффект состоит в увеличении срока службы электролизе- ра, повышении сортности получаемого алюминия, снижении энергетических затрат на его производство за счет предотвращения образования TpemjiH в угольных блоках.

Формула изобретения Катодная секция электролизера для получения алюминия, содержащая угольный блок с продольным пазом, металлический стержень, чугунную заливку, прокладку из электропроводного сжимаемого материала, отличающаИзвестная конструкция (прокладка установлена между стержнем и поперечной стенкой блока)

Прокладка установлена между чугунной заливкой и стенкой блока

Предлагаемая конструкция (прокладка установлена между стержнем и чугунной заливкой) Отношение толщина прокладки к ширине стержня:

0,0065 0,007 0,022 0,024

Составитель Л. Романова Редактор Г. Волкова Техред М.Дидык Корректор М. Максимииинец

Заказ 5098/27 Тираж 612Подписное

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

яся тем, что, с целью повышения срока службы, качества алюминия, снижения энергозатрат, прокладка установлена между стенками металлического стержня и чугунной заливкой, причем, отношение толщины прокладки к щирине стержня составляет 0,007-0,022.

Образуются Нет

187

146

Образуются раковины и пустоты в заливке

126

32

44

176

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть исполь ////////////7////////////. Т /7/// ////////f/77777//77/j зовано при монтаже подины электролизера для получения алюминия. Целью изобретения является повышение срока службы, качества алюминия и снижение энергозатрат. Катодная секция электролизера для получения алюминия состоит из угольного блока 1, металлического стержня 2, сжимаемой прокладки 3 и чугунной заливки 4. Установка прокладки между стенками стержня и чугунной заливки позволяет устранить образование трещин в угольных блоках. 1 ил,, 1 табл. со 4 05 О5 СО О5 Т /f/