Катодная секция алюминиевого электролизера Советский патент 1982 года по МПК C25C3/08 

I

Изобретение относится к металлургии-алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к устройству катодной секции алюминиевого электролизера.

Известна катодная секция алюминиевого электролизера, содержащая углеродистый блок с пазом, в котором с помощью чугунной заливки закреплен стальной токоподводящий стержень til.

Недостаток указанной катодной секции заключается в том, что при обжиге и -пуске электролизера, когда происходит нагрев подины до рабочей температуры, в теле блока из-за разницы коэффициентов линейного расширения стали и углеродистого материала возникают трещины. В результате алюминий проникает до стержней и начинает их растворять, что при водит :к ухудшению качества полуМаемогр алюминия и к преждевременному выходу электролизера из строя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эф(5)екту является катодная секция, включающая углеродистый блок с пазом, с заключенным в нем токо подводящим стержнем, токоподводящий стержень выполнен в виде элементов разновеликой длины, причем площадь вертикального сечения стержня в его центральной части меньше, чем в пери(})ерийной Г2 3.

Недостатком известной катодной секции является то, что металл при застыЬании дает усадку и длинная сплошная отливка создает большие напряжения в угольных блоках, вызывающие их преждевременное разруше- . ние. Заливка же металла в несколько приемов посекционно не обеспечивает надежной механической и электрической связи между секциями.

Цель изобретения- повышение срока службы электролизера и уменьшение падения напряжения. 39 Поставлеинап цель достигается тем что в катодной секции, включащей углеродистый блок с закрепленным в нем токоподводящим стержнем, токоподводнщий стержень выполнен в виде элементов разновеликой длины, причем площадь вертикального сечения стержня а его центральной части меньше чем в периферийной. На чертеже изображена предла-: гаемая катодная секция, продольный разрез. Секция содержит углеродистый блок 1, в продольном пазе которого с помощью чугунной заливки 2 зак|эеплен стальной токоподводящий стержень 3, выполненный из элементов разновеликой длины. Оставшаяся полость паза блока заполнена углеродистой массой Ц. В известной катодной секции сталь ной токоподводящий стержень сечением 230x115 мм укладывают в паз углеродистого блока и заливают чугуном. По 9 ле остывгэния измеряют сопрглтивление контакта стержень-угольный блок. Из комплекта подготовленных таким образом секций монтируют подину алюминиевого электролизера на силу тока 150 кА. После пуска электролизера измеряют падение Напряжения в подине и фиксируют продолжительность выпуска алюминия низких сортов. В предложенной катодной секции токоподводящий стержень собирают из двух элементов сечением 230x60 мм, так что площадь его сечения в центральной части меньше, чем в периферийной, и заливают чугуном. Оставшуюся часть паза забивают подовой массой. Из комплекта .катодных секций с составными токоподводящими стержнями монтируют подину алюминиевого электролизера на силу тока 150 кА. Замеры и наблюдения на опытном электролизере проводят аналогично. Результаты измерения приведены в таблице.

Количество катодных секций , -шт,

Электросопротивление в контакте стерженьугольный, блок, мкОМ

Падение напряжения в подине электролизера, мв

Продолжительность выпуска алюминия низких сортов, сут

Из данных таблицы видно, что продолжительность выпуска низкосортного алюминия 8 электролизере, содержащем углеродистую подину, смонтированную из катодных секций, сокращается в 3 раза (остальные показатели известной и предлагаемой секций имеют близкие по величине значения).

Применение предлагаемой катодной секции обеспечивает при ее нагреве до рабочей температуры сохранение целостности углеродистой подины, из-за того, что вьшолнение токоподзодящего из отдельных эле30

1Й

i

ментов обеспечивает относительно свободное скольжение их друг против друга при возникновении градиентов температуры и механических напряжений

Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить число отключенных на капитальный ремонт электролизеров в течение первого года их эксплуатации и снизить затраты на повторный ремонт примерно на 500 тыс. руб. в год.

формула изобретения Катодная .секция алюминиевого электролизера, включаюи ая углеродистый

5 э;

блок с пазом с закрепленным в нем токоподводящим стержнем, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы элктролизера и уменьшения падения напряжения, токоподводящий стержень выполнен в виде элементов разновеликой длины, причем площадь вертикального сечения стержня в его центральной части меньше, чем в периферийной.

Ь07-36

Мсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 10 № 665023, кл. С 25 С 3/08, 1977