RU2106434C1 - Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) - Google Patents
Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106434C1 RU2106434C1 RU96111766A RU96111766A RU2106434C1 RU 2106434 C1 RU2106434 C1 RU 2106434C1 RU 96111766 A RU96111766 A RU 96111766A RU 96111766 A RU96111766 A RU 96111766A RU 2106434 C1 RU2106434 C1 RU 2106434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interunit
- joints
- oxygen
- per
- electrolyzer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при обжиге и пуске алюминиевого электролизера. Сущность: по первому варианту перед установкой анода на поверхности межблочных швов размещают слой из кислородсодержащего соединения бора, в качестве которого используют борный ангидрид или борную килосту (в пересчете на борный ангидрид) в количесвте 10 - 24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. По второму варианту перед установкой анода предварительно перед размещением кислородсодержащего соединения бора поверхность межблочных швов покрывают слоем из углеродсодержащего материала, в качестве которого используют каменноугольный пек или фенольную смолу в количестве 20 - 45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. При этом за счет заполнения неплотностей в межблочных швах тугоплавкими и химически стойкими по отношению к расплавам шпинелями типа mAl2O3 • nB2O3 по первому варианту и шпинелями и углеродсодержащим материалом нижней части неплотностей межблочных швов обеспечивается защита футеровки от проникновения расплавов под угольную футеровку к токоподводящим стержням и далее в теплоизоляционный цоколь. Технический результат - повышение качества алюминия, уменьшение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия и увеличение срока службы электролизера. Повышается сортность алюминия с марки А6 до марки А7, уменьшается расход электроэнергии на 197 - 261 кВт • ч/т электролитического алюминия и увеличивается срок службы электролизера на 1,5 - 2,4 мес. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и может быть использовано при обжиге и пуске алюминиевого электролиза.
Известен способ обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающий установку анода, загрузку в шахту пускового сырья, заливку расплавленного алюминия в две стадии, корректировку положения анода, подключение электролиза в электрическую цепь серии и заливку электролита [1].
Недостатком данного способа является недостаточно высокий срок службы электролизера в повышенный расход электроэнергии на его обжиг и пуск.
Наиболее близким и изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающий установку анода, введение в шахту электролизера пускового сырья, заливку алюминия, подключение электролизера в электрическую цепь серии, заливку электролита [2].
Недостатком известного способа является то, что из-за "раскрытия" межблочных швов расплавленный алюминий через образующиеся неплотности проникает к катодным стержням и в теплоизоляционные слои цоколя. При растворении стальных стержней электролитический алюминий засоряется примесью железа, а из-за проникновения алюминия в цоколь снижается тепловое сопротивление последнего и катодной футеровки в целом, что ведет к увеличению расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия. В результате проникновения к верхним слоям цоколя компонентов электролита под угольной футеровкой образуется серо-белый слой. Под действием возникающих вертикальных усилий происходит дальнейшее нарушение целостности подины, что ведет к уменьшению срока службы электролизера.
Целью изобретения является повышение качества алюминия, увеличение срока службы электролизера и уменьшение расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия.
Цель согласно первому варианту достигается тем, что по способу обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающему установку анода, введение в шахту электролизера пускового сырья, заливку алюминия, подключение электролизера в электрическую цепь серии, заливку электролита, перед установкой анода на поверхность межблочных швов размещают слой из кислородсодержащего соединения бора, в качестве которого используют борный ангидрид или борную кислоту (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10-24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов.
Согласно второму варианту по способу обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающему установку анода, введение в шахту электролизера пускового сырья, заливку алюминия, подключение электролизера в электрическую цепь серии, заливку электролита, перед установкой анода предварительно перед размещением слоя из кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида или борной кислоты) поверхность межблочных швов покрывают слоем из углеродсодержащего материала, в качестве которого используют каменноугольный пек или фенольную смолу в количестве 20-45 кг 1 м2 поверхности межблочных швов.
Размещение на поверхности межблочных швов перед установкой анода по первому варианту слоя из кислородсодержащего соединения бора - борного ангидрида или борной кислоты (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10-24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов обеспечивает заполнение неплотностей в межблочных швах (образуются при "раскрытии" последних в результате деформаций подовых блоков в процессе обжига и пуска электролизера) тугоплавкими шпинделями типа mA2O3 • nB2O3, химически стойкими к воздействию расплавленного алюминия и фторсодержащего компонентов электролита (окись алюминия поступает из пускового сырья при заливке алюминия). В итоге осуществляется защита футеровки от проникновения расплавов под угольную подину к токоподводящим стержням и далее в теплоизоляционный цоколь. Таким образом, предотвращается растворение токоподводящих стержней, за счет чего уменьшается общее количество примеси железа в электролитическом алюминии и повышается сортность последнего. Защищенность теплоизоляционного цоколя ведет к повышению суммарного теплового сопротивления катодной футеровки, что способствует уменьшению расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия. Уменьшение толщины серо-белого слоя под угольной подиной за счет предотвращения проникновения компонентов электролита к верхним слоям цоколя через неплотности в межблочных швах ведет к сохранению целостности подины, что способствует увеличению срока службы электролизера.
Покрытие поверхности межблочных швов перед установкой анода по второму варианту слоем из углеродсодержащего материала, в качестве которого используют каменноугольных пек или фенольную смолу в количестве 20-45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов, предварительно перед размещением кислородсодержащего соединения бора, в качестве которого используют борный ангидрид или борную кислоту (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10-24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов, обеспечивает дополнительный эффект по улучшению технико-экономических показателей работы электролизера за счет более эффективной защиты футеровки от проникновения расплавов под угольную подину в результате заполнения нижней части неплотностей в межблочных швах углеродсодержащим материалом, имеющим более низкую температуру плавления в сравнении с кислородсодержащим соединением бора, в результате чего предотвращается проникновение расплавленного алюминия под подину в первый момент его заливки, т.е. до образования тугоплавких и химически стойких шпинделей. Кроме того, смачивание стенок неплотностей расплавленным углеродсодержащим материалом (каменноугольным пеком или фенольной смолой) способствует более плотному прилеганию шпинделей к этим стенкам в верхней части межблочных швов.
Выбранные условия лимитируются следующими факторами:
уменьшение количества размещенного на поверхности межблочных швов кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида или борной кислоты в пересчете на борный ангидрид) менее 10 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов не обеспечивает достижение цели из-за малоэффективной защиты футеровки от проникновения расплавленного алюминия к катодным стержням и далее в теплоизоляционный цоколь, а увеличение более 24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов нецелесообразно из-за перерасхода кислородсодержащего соединения бора без дополнительного эффекта по улучшению технико-экономических показателей работы электролизера;
уменьшение количества углеродсодержащего материала (каменноугольного пека или фенольной смолы) для покрытия межблочных швов менее 20 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов не позволяет получить дополнительный эффект по технико-экономическим показателям в сравнении с первым вариантом, а увеличение более 45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов нецелесообразно из-за перерасхода углеродсодержащего материала без дополнительного эффекта по технико-экономическим показателям по второму варианту.
уменьшение количества размещенного на поверхности межблочных швов кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида или борной кислоты в пересчете на борный ангидрид) менее 10 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов не обеспечивает достижение цели из-за малоэффективной защиты футеровки от проникновения расплавленного алюминия к катодным стержням и далее в теплоизоляционный цоколь, а увеличение более 24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов нецелесообразно из-за перерасхода кислородсодержащего соединения бора без дополнительного эффекта по улучшению технико-экономических показателей работы электролизера;
уменьшение количества углеродсодержащего материала (каменноугольного пека или фенольной смолы) для покрытия межблочных швов менее 20 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов не позволяет получить дополнительный эффект по технико-экономическим показателям в сравнении с первым вариантом, а увеличение более 45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов нецелесообразно из-за перерасхода углеродсодержащего материала без дополнительного эффекта по технико-экономическим показателям по второму варианту.
В результате поиска по патентной и научно-технической литературе не были обнаружены технические решения с признаками, отличающими предлагаемый объект изобретения от прототипа, а именно: позволяющими в процессе обжига и пуска алюминиевого электролизера подготовить последний к эксплуатации с высокими технико-экономическими показателями.
Способ опробован при обжиге и пуске промышленных электролизеров (на 150 кА). По каждому примеру испытаны группы из трех электролизеров.
По первому варианту.
Пример 1. Электролизер готовят к обжигу и пуску. Перед установкой анода на поверхности межблочных швов размещают слой из кислородсодержащего соединения бора (борный ангидрид) в количестве 10 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов, общая площадь которых составляет 2,32 м2. Всего используют 23,2 кг борного ангидрида. Устанавливают анод. В пространство между анодом и боковой катодной футеровкой засыпают пусковое сырье (фтористые соли натрия, кальция, магния, окись алюминия и криолит с оборотным электролитом), после чего под анод заливают несколько ковшей алюминия, что позволяет создать из него слой 4 см. Затем анод замыкают с алюминием. После подключения электролизера в электрическую цепь серии анод опускают до расстояния от подины, равного 1,1 см, и проводят обжиг с разогревом металла до 930oC и пуск с заливкой электролита с температурой 960oC известным способом.
В процессе обжига и пуска электролизера путем заполнения неплотностей в межблочных швах (образуются в результате "раскрытия" швов из-за термических воздействий на подину) тугоплавкими и химически стойкими по отношению к расплавам шпинделями типа A2O3 • B2O3 создается эффективная защита футеровки от проникновения расплавов под угольную футеровку к токоподводящим стержням и далее в теплоизоляционный цоколь. В результате этого предотвращается растворение токоподводящих стержней, за счет чего повышается сортность электролитического алюминия от уменьшения в нем примеси железа, и повышается суммарное тепловое сопротивление катодной футеровки, что способствует уменьшению расхода электроэнергии на получение электролитического алюминия. Сохранение целостности подины способствует увеличению срока службы электролизера.
Примеры 2 и 3 осуществляют аналогично примеру 1 при следующих параметрах.
Пример 2. Количество кислородсодержащего соединения бора (борной кислоты в пересчете на борный ангидрид) составляет 17 кг на 1 м2поверхности межблочных швов. Всего используют 70 кг борной кислоты.
Пример 3. Количество кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида) составляет 24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют борного ангидрида 56 кг.
В примерах 4 и 5 обжиг и пуск электролизера осуществляют аналогично примерам (1-3) за пределами заявленных интервалов.
Осуществляют обжиг и пуск электролизера по известному решению (пример 6).
По второму варианту.
Пример 7. Электролизер готовят к обжигу и пуску аналогично первому варианту с той лишь разницей, что предварительно перед размещением кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида или борной кислоты) поверхность межблочных швов покрывают слоем из углеродсодержащего материала (каменноугольного пека) в количестве 20 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 46 кг каменноугольного пека.
Сверху размещают слой из кислородсодержащего соединения бора (борной кислоты в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 41 кг борной кислоты.
В процессе обжига и пуска электролизера обеспечивается более эффективная защита футеровки от проникновения расплава под угольную футеровку за счет заполнения нижней части неплотностей в межблочных швах углеродсодержащим материалом (каменноугольным пеком), имеющим температуру плавления, более низкую в сравнении с кислородсодержащим соединением бора. В результате этого предотвращается попадание расплавленного алюминия под угольную футеровку в первый момент его заливки в шахту электролизера. Кроме того, смачивание стенок неплотностей расплавленным каменноугольным пеком способствует более плотному заполнению верхней части неплотностей тугоплавкими и химически стойкими шпинделями, что усиливает эффект защиты футеровки от проникновения расплавов под угольную футеровку.
В примерах 8 и 9 обжиг и пуск электролизера осуществляют аналогично примеру 7 при следующих параметрах.
Пример 8. 1. Количество кислородсодержащего соединения бора (борного ангидрида) составляет 17 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 39 кг борного ангидрида. 2. Количество углеродсодержащего материала (фенольной смолы) составляет 32 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 74 кг фенольной смолы.
Пример 9. 1. Количество кислородсодержащего соединения бора (борной кислоты в пересчете на борный ангидрид) составляет 24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 70 кг борной кислоты. 2. Количество углеродсодержащего материала (каменноугольного пека) составляет 45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов. Всего используют 104 кг каменноугольного пека.
В примерах 10 и 11 обжиг и пуск электролизера осуществляют аналогично примерам (7-9) за пределами заявленных интервалов.
Осуществляют обжиг и пуск электролизера по известному способу (пример 12).
Результаты испытаний приведены в табл. 1-2.
Из данных табл. 1-2 видно, что использование способа обжига и пуска алюминиевого электролизера (его вариантов) по примерам (1-3) и (7-9) обеспечивает повышение сортности алюминия с марки А6 до А7, уменьшение расхода электроэнергии на 197-261 кВт • ч/т электролитического алюминия и увеличение срока службы электролизера на 1,5-2,4 мес.
Claims (5)
1. Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающий установку анода, введение в шахту электролизера пускового сырья, заливку алюминия, подключение электролизера в электрическую цепь серии, заливку электролита, отличающийся тем, что перед установкой анода на поверхность межблочных швов размещают слой кислородсодержащего соединения бора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего соединения бора используют борный ангидрид или борную кислоту (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10-24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов.
3. Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера, включающий установку анода, введение в шахту электролизера пускового сырья, заливку алюминия, подключение электролизера в электрическую цепь серии, заливку электролита, отличающийся тем, что перед установкой анода на поверхность межблочных швов наносят слой углеродсодержащего материала, а на нем размещают слой кислородсодержащего соединения бора.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют каменноугольный пек или фенольную смолу в количестве 20-45 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего соединения бора используют борный ангидрид или борную кислоту (в пересчете на борный ангидрид) в количестве 10-24 кг на 1 м2 поверхности межблочных швов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111766A RU2106434C1 (ru) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96111766A RU2106434C1 (ru) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2106434C1 true RU2106434C1 (ru) | 1998-03-10 |
| RU96111766A RU96111766A (ru) | 1998-06-20 |
Family
ID=20181831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96111766A RU2106434C1 (ru) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2106434C1 (ru) |
-
1996
- 1996-06-11 RU RU96111766A patent/RU2106434C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М., Металлургия, 1976, с.261. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6231745B1 (en) | Cathode collector bar | |
| CN108193235B (zh) | 一种稀土电解槽电极结构及稀土电解槽 | |
| CA2643829A1 (en) | Cathodes for aluminium electrolysis cell with non-planar slot design | |
| CN101743344A (zh) | 用于铝电解槽的减小电压降的阳极组件 | |
| US3996117A (en) | Process for producing aluminum | |
| US4411758A (en) | Electrolytic reduction cell | |
| CA1099665A (en) | Method of reducing heat radiation from electrolytic alumina reduction cell | |
| US4160715A (en) | Electrolytic furnace lining | |
| CA1239617A (en) | Cathode pot for an aluminum electrolytic cell and process for manufacturing composite bodies for its sidewall | |
| RU2727441C1 (ru) | Катодный блок с пазом особой геометрической формы | |
| RU2106434C1 (ru) | Способ обжига и пуска алюминиевого электролизера (варианты) | |
| US3321392A (en) | Alumina reduction cell and method for making refractory lining therefor | |
| US3779699A (en) | Furnace structure | |
| US3773643A (en) | Furnace structure | |
| CA1093007A (en) | Cooling a chamber wall in a fused electrolytic salt bath | |
| US4683046A (en) | Reduction pot for the production of aluminum | |
| RU2415974C2 (ru) | Электролизная ванна для получения алюминия | |
| US4673481A (en) | Reduction pot | |
| US5352338A (en) | Cathode protection | |
| US4548692A (en) | Reduction pot | |
| RU2123545C1 (ru) | Способ горячего ремонта подины алюминиевого электролизера | |
| US3736244A (en) | Electrolytic cells for the production of aluminum | |
| RU2080416C1 (ru) | Способ пуска алюминиевого электролизера после обжига | |
| RU2179201C2 (ru) | Способ монтажа катодной секции алюминиевого электролизера | |
| RU2255144C2 (ru) | Способ пуска алюминиевого электролизера |