SU1157071A1 - Способ получени алюминиевых сплавов в электролизере - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ, включающий введение в электролизер тугоплавких соединений легирующих компонентов , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  расхода электроэнергии и защиты боковых угольных блоков в начальный период работы электролизера, на угольные блоки нанос т слой материала, выб1 анного иэ группы, содержащей форстерит, баддблеит или бакор толщиной равной 0,251 ,0 толщины бокового угольного блока. сл

Description

:л Изобретение относитс  к цветной металлургии, в частности к получени алюминиев1)1х сплавов, и может быть использовано в алюминиевых электролизерах любого типа. В насто щее врем  одним из важны вопросов  вл етс  введение в электр лизер легирующих компонентов дл  получени  алюминиевых сплавов. Известен способ получени  сплаво на основе алюмини , согласно котором введение легирующих компонентов осу ществл етс  за счет использовани  расходуемых штырей, выполненных из сплавов алюмини  с другими металлам йапример медью,.марганцем, или из легирующих металлов 3. Однако кроме того, что материалы примен емые в качестве расходуемых штырей, имеют высокую стоимость, при осуществлении этого способа сни жаютс  технико-Экономические показа тели процесса электролиза в послепусковой период работы электролизер снижаетс  также выход по току и по энергии, уменьшаетс  срок службы электролизера. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ получени  алюминиевых сплавов в электролизере , включающий введение в ; э:1ектролизер тугоплавких соединений легирующих компонентов, например окислов. Добавки ввод т на открытую поверхность электролита через окно пробиваемое в корне . Однако известный способ дорог и трудоемок. При его осуществлении в электролизер должны вводитьс  дорого сто щие, технически чистые окислы или металлы. Снижаютс  также технико-экономические показатели ,в началь иьй период работы электролизера до образовани  гарнисажа. Цель изобретени  уменьшение рас хода электроэнергии и защита боковых угольных блоков в начальный период работы электролизера. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  алюминиевых сплавов в электролизере включакщему введение в электролизер тугоплавких соединений легирующих компонентов, на угольные блоки нано с т слой материала, выбранного из группы, содержащей форстерит, бадде пеит или бакор, толщиной, равной 0,2,:)-1,0 толщины бокового угольного 6jri)Ka. Покрытие, выполненное из форстерита , бадделеита или бакора,  вл етс  источником необходимых легирую- 1ДИХ .чобавок. Так, например, состав бакора, %: ZrO 7 30; до 65. Состав бадделеита, %: ZrO 96,1; SiO 0,7; CaO 0,2; , 0,2; Fe.jO 0,4. Состав форстерита (2MgO-SiOj),%: MgO 50-60; SiO 25-35, Предлагаемый способ позвол ет увеличить выход по току вследствие уменьшени  потерь тока за счет дополнительной электроизол ции угольных блоков алюминиевых электролизеров. Кроме того, покрытие блоков указанными материалами увеличивает теплоизол цию , что приводит к уменьшению тепловых потерь при поддержании нормального теплового режима и позвол ет снизить напр жение в начальньп период работы электролизера, в результате чего увеличиваетс  выход по энергии. Предлагаемые материалы выполн ют роль временной защиты угольных блоков от воздействи , криолито-глиноземного расплава до момента образовани  посто нного гарнисажа. Толщина сло  указанных материалов равна 0,25-1,0 толщины бокового угольного блока, что соответствует 50 мм200 мм, определ етс  скоростью растворени  их в криолито-глиноземных и алюминиевых расплавах и позвол ет получить необходимый объем легирующих компонентов дл  производства алюминиевых сплавов. Снижение толщины покрыти  менее 50 мм приводит к тому, что материал быстро раствор етс , а увеличение толщины свыше 200 мм приводит к осложнению технологического процесса, так как уменьшаетс  рассто ние борт - анод и происходит чрезмерное усиление теплоизол ции боковых стенок электролизера. Способ опробован в лаборатории ВАМИ в электролизере на силу тока 25А при следующих услови х: плотность тока 2,5 А/см; температура электролита ЭЭОС; криолитовое отношение 3,0. Определ ют скорость растворени  бакора, форстерита (образцы с размерами 40x15x15 мм) и бадделеита (образцы с диаметром 40 мм и высотой 12 мм), котора  составл ет дл  б.акора 2 мм/сут, дл  форстерита

31

90 fм/cyт, скорость растгчореии  паддёлеита составл ет более 100 мм/сут.

Проведенные расчеты показывают, что при растворении бакора в злектролитической  чейке в зависимости от количества расплавленного металла и времени проведени  опыта пол-учаетс  сплав с содержанием циркони  0,62 ,2%. В том случае, когда испытывают образцы из форстерита, получают сплавы на основе алюмини  с содержанием магни  13 - 34% и с содержанием кремни  6-142.

Аналогичные расчеты, проведенные дл  промышленного электролизера типа С-8БМ с защитным покрытием, выполненным из бакора, показывают, что в зависимости от метода обжига и пуска, когда количество расплавленного алюмини  может колебатьс  от 500 до 5000 кг в течение первых суток и далее до образовани  настылей получаетс  сплав с содержанием циркони  от 0,5 до 5%. Соответственно применение форстерита на серийных электролизерах позвол ет получать алюминиевые сплавы с содержанием магни  до 11% и кремни  до 7%, так как при большем содержании магни  происходит снижение температуры плалени  и начинает образовыватьс  на/O/l ,-4

(:тыл1, котсфа  преп тствует дальнейшему рчстнорению материала.

Баддёлеит отличаетс  высокой скоростью растворени  в криолито-глино5 земных расплавах и поэтому при использовании этого MaTepi-iana, как источника получени  лигатур на основе алюмини  в промьппленных ваннах, при обжиге на металле, когда в электролизере в течение первых суток после пуска находитс  5 т металла, за один час работы возможно получить сплав с содержанием циркони  1,1%. При наличии 500 кг алюмини  в электролизере , когда агрегат обжигаетс  пламенным нагревом и пуск производитс  на электролите, за час эксплуатации получают лигатуру с содержанием циркони  до 10%.

П р и м е р. ria электролизере ЛОЗ ВАМИ мощностью 6 кА была смонтирована бакова  угольна  фу еровка толщиной 200 мм с защитным покрытием из форстерита, бадделеита и бакора толщиной 40 - 250 мм (0,2 - If25 толщины боковой футеровки). По окончании обжига в электролизер эаливают 0,2 т алюмини .

Результаты исследовани  поведвнй футеровки угольных блоков с покрытием в процессе работы электролизера приведены в таблице.

40 SO

ит

too

2fH)

250

«О

нт

50 100 200 250

,

4050

1ею

200 250

5.t

It

e-J

I 2Я 56 5,8 -7

,6 6.5 6-7 7.« . 2

le.t9

15.«12

-7

25.223 6-7 6-7

33.44

O.S360

-7 0,9 Kt t-1

t.i984 «-7

a.1992 5 115707 ; Из полученных результатов следует , что слой материала толщиной 50 - 200 мм (0,25-1,0 толщины баковой футеровки)  вл етс  достаточным дп  за1циты угольных блоков, позвол -5 ет вводить легирующие компоненты и стабильно вести технологический процесс А4 пониженном рабочем напр жеНИИ за счет исключени  утечбк тока через бор1ч вую футеровку электролизера.1 / Увеличение толщины покрыти  больте QO мм нецелесообразно, так как 1 нарушает, конструктивные особенности электролизера (уменьшаетс  рассто ние борт-анод), что делает невозможным качественное проведение технологических операций по обслуживанию агрегата. Кроме того, чрезмерное увеличение теплоизол ции боковых стенок также нежелательно. Экономический эффект от использовани  изобретени  составит около 52 тыс, руб на цех электролизера.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ, включающий введение в электролизер тугоплавких соединений легирующих компонентов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода электроэнергии и защиты боковых угольных блоков в начальный период работы электролизера, на угольные блоки наносят слой материала, выбранного из группы, содержащей форстерит, баддёлеит или бакор толщиной равной 0,251,0 толщины бокового угольного блока.