Подина алюминиевого электролизера с верхним токоподводом большой мощности Советский патент 1991 года по МПК C25C3/06 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера большой мощности с верхним токоподводом.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия и увеличение срока службы электролизера за счет сохранения целостности блоков.

На чертеже представлена предлагаемая подина, поперечный разрез.

Подина алюминиевого электролизера включает угольные блоки 1, расположенные торцами друг к другу, стальные токоподво- дящие стержни 2, частично контактирующие с блоками 1, чугунную заливку 3,

набойки 4 из подовой массы, межблочный шов 5 и угольную подушку 6

Пример 1. Подину монтируют из подовых секций, состоящих из угольных блоков размерами 400x550x2200 мм и 400x550x1600 мм и стальных токоподводя- щих стержней сечением 115x230 мм, уложенных в пазы на неполную длину блоков Длины набоек из подовой массы, заполняющих свободные от стержней части пазов блоков, соответственно составляют 345 и 115 мм. Подовые секции в поперечном сечении подины устанавливают парами с расположением блоков торцами друг к другу По продольной оси подины парные подовые секции укладывают с чередованием блоков длиной 2200 и 1600 мм Зазоры между блоками заполняют подовой массой (40 мм)

О

ю со

ю ел

Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней составляет 500 мм или 0,15 суммарной длины участков стержней (3340 мм), находящихся в непосредственном кон- такте с блоками,.расположенными торцами друг к другу, Соотношение этих участков стержней между собой составляет 1855:1485 (мм) или 1:0,8.

В процессе обжига и пуска алюминие- doro электролизера с нагревом подины про- Исходит удлинение стальных стержней. До спекания набоек из подовой массы и межблочного шва между торцами стальных то- коподводящих стержней происходит пластическая деформация набоек и шва, за счет того компенсируется удлинение стержней. К моменту спекания набоек из подовой массы и межблочного шва продольный изгиб стср жней отсутствует. При дальнейшем нагреве подины стрела прогиба стержней составляет величину, при которой блоки не разрушаются.

Измеряют падение напряжение в подине и токовую нагрузку по токопроводящим стержням. Для определения свойств набоек из подовой массы с межблочным швом между торцами стальных стержней (стрелы прогиба стержней и трещинообразования в блоках) готовят образцы в лабораторных ус- ловиях.

Образец для испытаний готовят следующим образом. На металлическое днище утрамбовывают подушку из подовой массы, на которую устанавливают две подовые сек- ции, блоки которых обращены друг к другу торцами. Блоки имеют размеры 40x55x220 мм и 40x55x160 мм. Стержни укреплены с блоками чугунной заливкой. Набойки из подовой массы, заполняющие свободные от сгержней части пазов блоков, имеют длину соответственно 34,5 и 11,5 мм, Зазор между торцами блоков и стенками металлического кож.ухз запелняют огнеупорным кирпичом. Сбщая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней составляет 50 мм ил и 0,15 суммарной длины участков стержней (334 мм), контактирующих непосредственно с блоками. Соотношение длин этих участков между со- бой составляет 1:0,8.

Изготовленный образец помещают в этектрическую печь сопротивления и нагревают со скоростью 80°С в час. Определяют стрелу прогиба стержней к моменту спека- ния подовой массы (520°С) и при достижении максимальной температуры (950°С). После выдержки в течение 2 ч печь отключают. Образец извлекают и обследуют на наличие трещин в блоках.

В примерах 2-4 монтаж и испытание подины и образцов осуществляют аналогично примеру 1 при следующих параметрах (данные приводятся только для электролизера).

П р и м е р 2. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы между торцами стальных стержней 840 мм или 0,28 суммарной длины участков стержней, контактирующих с блоками (3000 мм), Соотношение длин участков стержней, контактирующих с блоками, между собой составляет 1580:1420 (мм) или 1:0,9.

П р и м е р 3. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы - 1090 мм или 0,40 суммарной длины участков стержней (2750 мм). Соотношение длин участков стержней 1375:375 или 1:1.

П р и м е р 4. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 840 мм или 0,28 суммарной длины участков стержней. Соотношение длин участков стержней 1485:1855 (мм) или 1:1,25.

В примерах 5-8 монтаж и испытание подины и образцов осуществляли аналогично примерам 1-4 при следующих параметрах.

П р и м е р 5. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 350 мм или 0,10 суммарной длины участков стержней (3490 мм). Соотношение длин участков стержней 1940:1550 мм (мм) или 1:0,8.

П р и м е р 6. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 1280 мм или 0,50 суммарной длины участков стержней (3560 мм), Соотношение длин участков стержней 1280:1280 (мм) или 1:1.

Пример. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 8 Ю мм или 0,28 суммарной длины участков стержней (3000 мм). -Соотношение длин участков стержней 1275:1725 (мм) или 1:1,35.

П р и м е р 8. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 840 мм или 0,28 суммарной длины участков стержней (3000 мм). Соотношение длин участков стержней 1715:1285 (мм) или 1:0,75.

Монтируют и испытывают подину и образец по известному способу.

П р и м е р 9. Общая длина межблочного шва и набоек из подовой массы 240 мм или 0,07 суммарной длины участков стержней (3600мм). Соотношение длин участков стержней в блоках 2100:1500 (мм) или 1:0,7.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что падение напряжения в подине, выполненной по примерам 1-4, в сравнении сизвестной ниже22 мВ, что достигается сохранением целостности бмоков, а значит улучшением электрического контакта блок-токоподвод. Целостность блоков достигается уменьшением прогиба стальных стержней. На снижение падения напряжения в подине оказывает влияние значительное уменьшение неравномерности распределения тока в подине (по стержням). Сохранение целостности блоков повышает стойкость подины, что ведет к увеличению срока службы электролизера.

Формула изобретения Подина алюминиевого электролизера с верхним токоподводом большой мощности, включающая угольные блоки с пазами, расположенные в поперечном сечении подины попарно торцами друг к другу, токоподводящие стальные стержни, скрепленные с блоками чугунной заливкой, набойки из подовой массы с межблочным швом, заключенные между торцами стальных

стержней, и углеродистую подушку, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия и увеличения срока службы электролизера за счет сохранения целостности блоков, межблочный шов и набойки из подовой массы между торцами стальных стержней выполнены общей длиной, равной 0,15-0,4 суммарной длины участков стержней, контактирующих

с блоками, расположенными торцами друг к другу, причем соотношение длины этих участков стержней между собой составляет 1:(0.8-1,25).

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера большой мощности с верхним токоподводом Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и увеличение срока службы электролизера. Для этого в подине алюминиевого электролизера межблочный шов и набойки из подовой массы между торцами стальных штырей выполняют общей длиной, равной 015-04 суммарной длины участков стержней, контактирующих с блоками, расположенными торцами друг к другу, причем соотношение дпг i этих участков стержней между собой составляет 1.(0,8-1,25) 1 ил . 1 табл СО С

/ /

/...,. J,