Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера Советский патент 1990 года по МПК C25C3/08 

1

(21)4448045/23-02

(22)05о04088

(46) 07,03.90. Бюл. № 9

(71)Саянский алюминиевый завод

(72)A.M. Иванов, В„В, Стриго,

С.А. Бочкарев, Ю.А. Багаев, В.В. Бер- стенев, В.В.Самодуров и В.В.Коробко

(53)669.713.72 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 549510, кп. С 25 С 3/06, 1974.

(54)СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ПУСКУ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

(57)Изобретение касается получения алюминия электролизом криолито-гли- ноземного расплава и может быть использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта. Цель изобретения - повышение срока службы алюминиевого электролизера. На межблочные и периферийные швы подины укладывают защитный слой следующего состава, мас.%: оксид щелочного металла 30-45; фторид щелочного металла 18-27; криолит 35-45. В качестве оксида щелочного металла используют оксид Са или Mga Укладку осуществляют в следующей пос ледовательности: оксид щелочного металла, фторид щелочного металла, криолит до соотношения площади подового блока к площади основания слоя, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0):1. Обжиг швов ведут до 550-600°С в три приема с выдержками при 200°С в течение 3,5-4 ч, при 350-400°С в течение 4,0-5,0 ч и при 550-600°С в течение 3,5-4 ч, с последующей установкой анодов на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси. Данный способ позволяет увеличить срок службы электролизера за счет, повышения качества обжига межблочного и периферийного швов подины 1 з.п. ф-лы.

С/

Изобретение касается получения алюминия электролизом криолито-глиноземного расплава и может быть использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта. Цель изобретения - повышение срока службы алюминиевого электролизера. На межблочные и периферийные швы подины укладывают защитный слой следующего состава, мас.%: оксид щелочного металла 30-45

фторид щелочного металла 18-27

криолит 35-45 . В качестве оксида щелочного металла используют оксид CA или MG. Укладку осуществляют в следующей последовательности: оксид щелочного металла, фторид щелочного металла, криолит до соотношения площади подового блока к площади основания слоя, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0):1. Обжиг швов ведут до 550-600°С в три приема с выдержками при 200°С в течение 3,5-4 ч при 350-400°С в течение 4,0-5,0 ч и при 550-600°С в течение 3,5-4 ч, с последующей установкой анодов на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси. Данный способ позволяет увеличить срок службы электролизера за счет повышения качества обжига межблочного и периферийного швов подины. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к получению алюминия электролизом криолито- глиноземного расплава и может быть .. использовано на электролизерах всех типов при подготовке их к эксплуатации после строительства или капитального ремонта.

Цель изобретения - повышение срока службы электролизера.

В качестве защитного слоя используют смесь, содержащую, мае. %: Оксид щелочного металла30-45

Фторид щелочного металла18-27 Криолит 35-45 Укладку смеси ведут на межблочные и периферийные швы подины в последовательности: оксид щелочного металла, фторид щелочного металла и криолит, до соотношения площади подового блока к площади основания слоя, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5- 3,0):1, обжиг межблочных и периферийных швов проводят до 550-600 С

с выдержками при 200°С в течение 3,5- 4 ч, при 350-400°С в течение 4-5 ч и при 550-600°С в течение 3,5-4 ч, установку анодов осуществляют на вы- соту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси.

В качестве оксида щелочного металла используют оксид кальция или магния.

Способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера проводят следующим образом.

На межблочные и периферийные швы подины загружается смесь в последо- вательности: оксид магния (MgO) либо оксид кальция (СаО), затем слой фтористого кальция или фтористого натрия и криолит;. Смесь укладывается на высоту слоя смеси 50-120 мм с выхо- дом площади засыпки за пределы межблочных и периферийных швов на 70- 80 мм. Нагрев подины и обжиг межблочных швов проводят внешним источником тепла, образуемого от сжигания рас- пыленного топлива, распределяемого равномерно в пространстве между внутренней поверхностью подины и нижней поверхностью анода. Нагрев подины с одновременным обжигом межблоч- ных швов проводят в три стуггени до достижения температуры подины 550- 600°С с выдержками при 200°С в течение 3,5-4 ч, при 350-400°С в течение 4-5 ч и при 550-600°С в течение 3,5- 4 ч за время 11-13 ч.

После нагрева подины до требуемой температуры 550-600°С анодный массив опускается на высоту 30-35 мм от верхнего слоя смеси, а. в шахту, электролизера загружается пусковое сырье по периферии электролизера. Перед заливкой электролита на подине выкладывается подушка из оборотного электролита с пересыпкой пусковым сырьем на высоту 100-120 мм от поверхности подины с тем, чтобы струя заливаемого электролита не попадала непосредственно на подовые блоки во избежание их термического удара. После заливки электролита в шахту электролизера электролизер подключается в электрическую печь. Дообжиг швов проходит под слоем смеси, находящей- ся в электролите до достижения эксплуатационных температур подины.

Слой смеси, покрывающий межблочные и периферийные швы, является своего

0 5 Q

5

5

0

0

5

рода демпфером, предохраняющим швы в начальный период прогрева подины от выгорания тонкого слоя связующего верхней поверхности межблочного шва, что важно особенно в начальный период нагрева подины. В связи с тем, что подовая масса верхнего слоя межблочного шва, защищенная слоем смеси, еще не скоксовалась, то температурная деформация подовых блоков вызванная разностью температур их прогрева, проходит при этом без разрушения связи сцепления материала блока с подовой массой межблочных швов.

Определенная последовательность укладки слоя смеси: оксид кальция или оксид магния, фтористый кальций или фтористый натрий, сверху криолит, по- зволяет расположить более плотные и вязкие составляющие смеси непосредственно на поверхности межблочного шва, а также на поверхности подового блока. Таким образом межблочные швы, а также контактные поверхности шов - блок, покрытые размягченной консистенцией нижнего слоя смеси, заполняют в первую очередь образовавшиеся трещины и поры, предохраняя межблочные швы подины от проникновения в них расплава алюминия.

Верхний слой криолита, подплав- ляясь сверху при нагреве подины, образует плотную корочку с глазуревой поверхностью по всей площади засыпки. Таким образом, создается достаточно герметичный объем, в котором процесс коксования проходит без доступа воздуха, что является необходимым и обязательным условием нормального протекания процесса обжига подовой массы швов. Так как выделяющиеся летучие создают некоторое давление под герметичным слоем смеси, то скорость удаления вновь образующихся летучих замедляется, что уменьшает пористость материала подовой массы, способствуя тем самым повышению ее прочности.

Кроме того, образующаяся плотная глазуревая корочка препятствует окислению не только материала межблочных швов, но и контактной поверхности блок - шов, что важно для повышения прочности этих поверхностей, поскольку она является основным каналом фильтрации расплава через межблочные швы. Летучие, выделяющиеся из

внутренних областей межблочного шва на более .горячих внешних поверхностях межблочных швов, претерпевают вторичные реакции разложения. Образующийся при этом вторичный кокс способствует дополнительному уплотнению внешней поверхности межблочного шва, что уменьшает пористость и усадку, а тем самым повышает прочность межблочных швов и их взаимосвязь с подовыми блоками. Благодаря покрытию межблочных и периферийных швов слоем указанной смеси температура подовой массы швов на 200-250 С ниже температуры подины, при которой заканчивается ее нагрев. Полное коксование подовой массы межблочных швов при этой температуре не заканчивается, поэтому компенсация механических напряжений, возникших в теле подовых блоков подины, проходит в этом случае без нарушения связей сцепления материала межблочных швов с телом блока.

Нагрев и выдержки при указанных температурах способствуют наиболее равномерному прогреву подины и выравниванию ее температуры как по площади, так и по высоте подовых блоков

Укладка слоя смеси на межблочные и и периферийные швы при отношении площади нижней поверхности засыпки, находящейся на подовых блоках и шве, к площади подового блока, меньшем (3,0-3,5):1, не позволяет получить требуемого качества межблочных и периферийных швов. Кроме того, граница фаз шов - блок по этой причине недостаточно защищена слоем указанной смеси, в результате чего подвергается окислению. Нанесение слоя смеси при отношении, большем, чем (3,0-3,5):1, увеличивает ширину засыпки слоя смеси на подовом блоке, создав дополнительное сопротивление прохождению электрического тока, что приводит к повышенному расходу электроэнергии .

Опускание анодов на высоту менее 0,25 высоты слоя засыпки не обеспечивает достаточное выделение тепла

0

5

0

5

0

5

0

5

0

электролизером. При расположении анодов на высоте более 0,35 высоты слоя засыпки вызывает дополнительный приток тепла, что неблагоприятно сказывается на нагреве подины и качестве коксования межблочных и периферийных швов.

Таким образом$ предлагаемый способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера позволяет повысить срок его службы за счет повышения качества коксования межблочных и периферийных швов. Формула изобретения

Оксид щелочного металла30-45 Фторид щелочного металла18-27 Криолит 35г45 укладку смеси ведут на межблочные и периферийные швы подины в последовательности - оксид щелочного ме- талла, фторид щелочного металла и криолит, до соотношения площади подового ,блока к площади основания засыпки, равного (3,0-3,5):1, и соотношения высоты слоя к его ширине, равного (1,5-3,0):1, обжиг межблочных и периферийных швов проводят до 550-600РС с выдержками при 200°С в течение 3,5-4,0 ч, при 350-400°С в течение 4-5. Ч и при 550-600°С в течение 3,5-4,0 ч, установку анодов осуществляют на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси.

2.Способ по п. отличающийся тем, что в качестве оксида щелочного металла используют оксид кальция или магния.