Сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича для катодной футеровки алюминиевого электролизера Советский патент 1992 года по МПК C04B33/00 

Наиболее близкой к изобретению является сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича, включающая следующие компоненты, мзс.%:

Глина73-85

Выгорающая добавка3-S

Фторсодержзщие отходы алюминиевого производства 12-22

В качестве фторсодержащих отходов может быть использована отработанная футеровка электролизеров 2.

Недостатком известной сырьевой смеси является то, что кирпич, изготовленный из нее, имеет высокую температуру начала размягчения (1300°С) из-за наличия в ее составе фторсодержащих отходов алюминиевого производства - отработанной футеровки электролизеров, обладающей высокой огнеупорностью. Из такого кирпича при обжиге подины алюминиевого электролизера не образуется пластичного слоя, способного компенсировать вертикальные перемещения в футеровке, Раскрытие центральных межблочных швов ведет к проникновению расплавленного алюминия к катодным стержням и в теплоизоляционные слои цоколя. При растворении стержней ухудшается сортность электролитического алюминия, а нарушение целостности подины с понижением теплового сопротивления цоколя ведет к сокращению межремонтного периода работы электролизера. Кроме того, для обжига сырца требуется высокая температура (950-980°С), что связано со значительными энергетическими затратами,

Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств кирпича за счет снижения температуры начала размягчения, уменьшение энергозатрат на обжиг сырца, повышение качества электролитического алюминия и увеличение срока службы электролизера,

Цель достигается тем, что предлагаемая

сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича для катодной футеровки алюминиевого электролизера, включающая легкоплавкую глину, выгорающую добавку. отходы алюминиевого производства, содержащие фтористый натрий, окись кремния, окись железа, окись алюминия и крмолмт, содержит з качестве отходов алюминиевого производства порошок: выбойки верхнего слоя цоколя алюминиевого электролизера состава, мас.%: фтористый- натрий 30-55г окись кремния 25-40, охмсь железа 2-3, окись алюминия 10-15 и криолит 8-12 при

следующем соотношении компонентов, мас.%:

Выгорающая добавка1-5

Порошок выбойки верхнего слоя катод- ного цоколя алюминиевого электролизера указанного состава44-78

Легкоплавкая глинаОстальное

Наличие в составе сырьевой смеси для изготовления глиняного кирпича порошка серо-белого вещества выбойки верхнего 0 слоя катодного цоколя (взамен фторсодержащих отходов производства алюминия - отработанной футеровки электролизеров) при заданных соотношениях компонентов обеспечивает снижение температуры нача- 5 ла размягчения кирпича с 1300 до 730- 770°С, что позволяет создать из него пластичный слой в катодном цоколе непосредственно в процессе обжига подины электролизера при достижении рабочих 0 температур от 750-790 до 930°С. Пластичный слой воспринимает на себя вертикальные усилия, возникающие в катодной футеровке, тем самым предотвращает подъем угольной подины и раскрытие центральныхмежблочныхшвов. 5 Предотвращается проникновение расплавленного алюминия к катодным стержням и в нижележащие теплоизоляционные слои цоколя в ранний, наиболее ответственный период работы электролизера, что ведет к улучшению сортности электролитического 0 алюминия и увеличению срока службы электролизера за счет сохранения целостности подины,

За счет снижения температуры начала размягчения значительно снижается темпе- 5 ратура обжига сырца, что ведет к сокращению энергозатрат на изготовление кирпича. В сырьевой смеси используется легкоплавкая глина, состава, мас.%:

Окись кремния70

Окись алюминия .15

5Окислы железаб

Окись кальция5

Окись магния1

Окислы щелочных металлов

(NazO, K20)2

0 В качестве выгорающих добавок используют угольный материал - каменный уголь или антрацит. Используют порошок серо-белого вещества - выбойку верхнего слоя катодного цоколя с содержанием ком- 5 понентов, мас.%:

Фтористый натрий30 - 55

Окись кремния25 - 40

Окись алюминия10-15

Окислы железа2-3

0 Криолит8-12

Составы сырьевых смесей для получения глиняного кирпича приведены а табл.1.

Из этих смесей кирпич готовят по обычной технологии, за исключением обжига сырца, проводимого при пониженной температуре. Кирпичом, изготовленный из предлагаемой сырьевой смеси, производят футеровку катодного цоколя алюминиевого электролизера. Готовят образцы, которые испытывают на предмет определения температуры начала размягчения.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из данных табл.2, предлагаемый состав сырьевой смеси обеспечивает получение глиняного кирпича с низкой температурой начала размягчения (730 - 770°С), что позволяет создать защитный пластичный слой в катодном цоколе алюминиевого элетролизера непосредственно в период обжига подины при достижении температуры 750 - 790°С, что ведет к сохранению целостности подины в ранний, наиболее ответственный период работы электролизера, о чем свидетельствует отсутствие протеков расплавленного алюминия в теплоизоляционный катодный цоколь и ускоренный выход металла на высокий сорт. Повышается качество электролитического алюминия и увеличивается срок службы электролизера. За счет снижения температуры начала размягчения снижается тенпеиз ура оожмггз сь:оио: 1 о ведет г: сокоащеиию энергозатрат на изготовление глиняного кирпича.

Ф о р м у п з м у о 6 р е т е я . .

Сырьевая смесь дл.ч изготп -./- .мя глиняного кирпича для катодной ф т;розки алюминиевого электролизера, вкл;: нающ.я

легкоплавкую глику, выгорающую добавку, отходы алюминиевого производства, содержащие фтористый натрий, окись кремния, окись железа, окись алюммния и криолит, о т и ч з ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств кир-.

пича за счет снижения температуры начала размягчения, уменьшения энергозатрат из обжмг сырца, повышения качества электролитического алюминия и увеличения срока службы электролизера, она в качестве слходов алюминиевого производства содержит

порошок выбойки верхнего слоя катодного

цоколя алюминиевого электролизера состава, мас.%: фтористый нзтрий 30 - 55, окись

кремния 25 - 40, окись железа 2-3, окись

алюминия 10 - 15 и криолит 3 - 12 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Выгорающая добавка1-5

Порошок выбойки верхнего слоя катоднего цоколя алюминиевого электролизера указанного состава4 - 73

Остальное

55

Изобретение относится к производству огнеупоров, используемых для футеровки катодных устройств алюминиевого электролизера. С целью повышения эксплуатационных свойств кирпича за счет снижения температуры начала размягчения, уменьшения энергозатрат на обжиг сырца, повышения качества электролитического алюминия и увеличения срока службы электролизера сырьевая смесь включает следующие компоненты, Изобретение относится к производству огнеупоров, касается огнеупорных масс и сырьевых смесей для получения керамических изделий, в частности глиняного кирпи- .ча для футеровки катодных устройств алюминиевого электролизера. Известка сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича, включающая легкоплавкую глину, отощающие и выгорающие добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%: мас.%: выгорающая добавка 1-5, порошок выбойки верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера 44-78 и легкоплавкая глина остальное, Причем порошок выбойки верхнего слоя катодного цоколя имеет следующий состав, мас.%: фтористый натрий 30-55, окись кремния 25-40, окись алюминия 10-15, окислы железа 2-3 и криолит 8-12. Температура начала размягчения глиняного кирпича, изготовленного из сырьевой смеси, снижается до 730-770°С, что позволяет создать пластичный слой, обладающий защитными свойствами, непосредственно при обжиге подины электролизера с достижением рабочей температуры в цоколе - зоне расположения кирпича - 750- 790°С, тем самым сохранить целостность подины в ранний, наиболее ответственный период работы электролизера. За счет снижения температуры начала размягчения снижается температура обжига сырца, что позволяет уменьшить энергозатраты на изготовление кирпича. От рационального использования отхода производства снижается стоимость глиняного кирпича, используемого в футеровке алюминиевых электролизеров. 2 табл. Отощающие добавки Выгорающие добавки Легкоплавкая глина 5-20 1-3 Остальное 1 VI сл 00 -Ьь Недостатком данной сырьевой смеси является то, что кирпич, изготовленный из нее, имеет высокую температуру начала размягчения, т.е. выше рабочей температуры катодного цоколя, что не позволяет получить из такого кирпича пластичный слой в процессе обжига подины электролизера.

ngCTOTWTJ J

Г а б я и ц s 2