Способ монтажа подины алюминиевого электролизера Советский патент 1992 года по МПК C25C3/06 

з

IS

Использование: производство алюминия электролизом расплавленных солей, в частности, монтаж подины алюминиевого электролизера. Сущность: на катодном цоколе выполняют выступы из огнеупоров, на них укладывают слой жаропрочного и химически стойкого бетона, а затем устанавливают токоподводящие стержни соосно с выступами, наносят на них слой токопрово дящей пасты и устанавливают на незатвердевший бетон углеродистые блоки. Это позволяет снизить электросопротивление в паре блок-стержень, сохранить целостность блоков и снизить материальные и трудовые затраты при монтаже. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей и касается монтажа подин алюминиевых электролизеров.

Известен способ монтажа подины, включающий установку на угольную подушку подовых секций, состоящих из углеродистого блока и токоподводящего стержня, скрепленных чугунной заливкой, заполнение местных пустот нижними гранями блоков и углеродистой подушкой сухой подсыпкой из угольной-пены и набойку меж- Ьлочных швов 1.

Недостатком данного способа является то. что сухой подсыпкой из угольной пыли не удается полностью ликвидировать пустоты под подовыми секциями, в результате чего расплавленный алюминий проникает через

эти пустоты к катодным стержням и растворяет их. Ухудшается1 качество электролитического алюминия и разрушается подина, что ведет к уменьшению срока службы электролизера.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ монтажа подины алюминиевого электролизера, включающий установку углеграфитчэ- вых катодных блоков с токоподводящими стержнями - катодных секций, на незатвердевший жаропрочный и химически стойкий бетон, уложенный предварительно на несущее днище электролизера 2

Известным способом ликвидируются местные пустоты под подовыми секциями, что предотвращает доступ расплавленного алюминия к катодным стержням.

V|

I

ю

Однако известный способ не исключает недостатки, которые заключаются в следующем

После заливки чугуна при монтаже подовой секции создается достаточно плотный контакт горизонтальная грань стержня - дно паза блока, Но при кантовании подовой секции (в процессе монтажа подины) стержень отходит от поверхности дна паза блока (за счет боковых зазоров, образованных при усадке чугуна после его охлаждения), в результате чего образуется воздушная прослойка, резко увеличивающая электросопротивление на пути прохождения электрического тока. После монтажа подины этот зазор из-за заклинивания стержня в пазе блока под собственным весом блока не устраняется, Электрический ток устремляется через боковые контакты блок- стержень. Суммарное электросопротивление в контакте блок-стержень увеличивается, за счет чего повышается падение напряжения в подине и увеличивается расход электроэнергии на получение электролитического алюминия.

Целью изобретения является повышение электрического контакта блок - токо- подводящий стержень, сохранение целостности блоков и снижение материальных и трудовых затрат при монтаже.

Поставленная цель достигается тем, что в способе монтажа подины алюминиевого электролизера, включающем укладку на катодный цоколь жаропрочного и химически стойкого бетона, установку углеродистых блоков обращенными вниз пазами с токо- подводящими стержнями на бетон, перед кладкой бетона на катодном цоколе выполняют по длине блоков выступы из огнеупоров с шириной, соответствующей ширине нижней поверхности токоподводящих стержней, стержни устанавливают на выступы соосно длине блоков на верхние грани стержней наносят слой углеродистой пасты с последующей установкой поверх стержней на незатвердевший бет он углеродистых блоков.

Техническая сущность изобретения заключается в следующем. Выполнение выступов из огнеупоров на катодном цоколе, на которые опираются катодные стержни, обеспечивает необходимое прилегание горизонтальной поверхности паза, к верхней грани токоподводящего стержня, а нанесение на него слоя токоподводящей углеродистой пасты, которая под действием давления блока растекается и заполняет микронеровности и пустоты на участках верхних и боковых граней токоподводящего стержня угольного блока, способствует качественному скреплению стержня с блоком. В результате создается плотный гарантированный электрический контакт на участке верхняя грань токоподводящего стержня дно паза блока. Толщина слоя бетона такова, что часть его заполняет межблочные швы. В то же время бетон не проникает в зазор, образованный между боковыми стенками паза блока и стержнем после установ0 ки блоков. Ширина паза в устанавливаемых блоках обеспечивает создание вышеуказанных зазоров такой величины, которая обеспечивает компенсацию термического расширения токоподводчщего стержня.

5 При нагреве подины этот зазор постепенно уменьшается и при полной его выборке создаются плотные вертикальные контакты боковые стенки паза блока-стержень. В итоге создается плотный и надежный трех0 сторонний электрический контакт блок-то- коподводящий стержень.

На чертеже изображена подина алюминиевого электролизера, смонтированная по предлагаемому способу, продольный раз5 рез.

Подина содержит углеродистые блоки 1, стальные токоподводящие стержни 2, выступы 3 из огнеупоров,слой 4 из жаропрочного и химически стойкого бетона, катодный

0 цоколь 5, днище 6 и межблочные швы 7.

Монтаж подины осуществляют следующим образом.

Пример 1, После кладки катодного цоколя из огнеупоров, на нем Соосно токо

5 подводящим стержням по длине блоков вы- кладывают выступы из огнеупорного материала, например из шамотного кирпича, шириной 207 мм Затем на площадь катодного цоколя, занимаемую подовыми

0 блоками, укладывают слой самозатвердевающего жаропрочного и химически стойкого бетона толщиной 44 мм. На выступы устанавливают стальные токоподводящие стержни (размерами 230x115 мм), продольные

5 оси которых совпадают с осями пазов в катодном кожухе для пропуска токоподводящих стержней. На верхней грани стержней наносят слой токоподводящей углеродистой пасты. На токоподводящие стержни ус0 танавливают углеродистые блоки с обращенными вниз пазами, имеющими ширину 232 мм, таким образом, что нижние грани блоков контактируют с незатвердевшим бетоном, Под действием собственного веса блоки прилегая к токоподводящим

5 стержням, вытесняют излишний бетон, который Частично заполняет межблочные швы, но не попадает в зазор между боковыми стенками паза и стержнем Твердение бетона обеспечивает устойчивость установленных блоков, что позволяет осуществить качественную набивку межблочных швов Кроме того,блоки, прилегая к токоподводя- щим стержням, вытесняют излишки пасты в боковые зазоры, заполняя их.

В таблице приведены данные при различных конструктивных параметрах техно- логии монтажа подины.

Из приведенных в таблице данных видно, что по предлагаемому способу обеспе- чивается снижение .падения напряжения в подине (на 60 мВ), а значит и уменьшение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия, за счет улучшенияэлектрическогоконтактаблок-токоподводящий стержень, на что указывает снижение омического сопротивления в этом контакте (на 17%). За счет улучшения состояния подины (отсутствие трещин в блоках) увеличивается срок служ- бы алюминиевого электролизера (не менее, чем на 6 месяцев, или 0,5 года). Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет исключить трудоемкую операцию по

использованию расплавленного чугуна для заделки токоподводящих стержней в угольные блоки.

Формула изобретения Способ монтажа подины алюминиевого электролизера, включающий укладку на катодный цоколь жаропрочного и химически стойкого бетона и установку углеродистых блоков с обращенными вниз пазами с токо- подводящими стержнями на бетон, отличающийся тем, что, с целью повышения электрического контакта блок-токоподводящий стержень, сохранения целостности блоков и снижения материальных и трудовых затрат при монтаже, перед укладкой бетона на катодном цоколе выполняют по длине блоков выступы из огнеупоров с шириной, соответствующей ширине нижней поверхности токоподводящих стержней, стержни на выступы устанавливают соосно длине блоков, на верхние- грани стержней наносят слой углеродистой пасты с последующей установкой поверх стержней на не- ззтвердевший бетон углеродистых блоков.

U U