SU1242548A1 - Electrolyzer for producing aluminium - Google Patents
Electrolyzer for producing aluminium Download PDFInfo
- Publication number
- SU1242548A1 SU1242548A1 SU853865144A SU3865144A SU1242548A1 SU 1242548 A1 SU1242548 A1 SU 1242548A1 SU 853865144 A SU853865144 A SU 853865144A SU 3865144 A SU3865144 A SU 3865144A SU 1242548 A1 SU1242548 A1 SU 1242548A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- hearth
- height
- carbon
- width
- blocks
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Изобретение относитс к облаетн металлургии, в частности к электроЛи тическому получению алюмини .The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum.
Целью изобретени вл етс повыше ние срока службы электролизера ц выхода по току за счет улучшени распределени тока в подине и уменьшени утечек т.ока через периферийный шов и боковую углеродистую футеровкуThe aim of the invention is to increase the service life of the electrolyzer and current output by improving the current distribution in the hearth and reducing leakage through the peripheral joint and the carbon side lining.
В электролизере дл получени алюмини , включающем м еталлический кожух , теплоизол ционную футеровку, боковые углеродистые блоки, подовые углеродистые блоки с токоотвод щими стержн ми, межблочные и периферийные швы из углеродистой массы, насыпной слой из компонентов электролита между теплоизол ционной и углеродистой футеровкой подины и анодное устройство , периферийный шой в нижней части на высоту 1,5-2,0 высоты токоотвод - щего стержн заполнен глиноземом, между подовыми и боковыми углеродистыми блоками установлен слой огнеупорного электроизол ционного материала высотой 0,5-0,75 от высоты подового блока и шириной 0,3-0,6 от ширины периферийного шва, смежные подовые блоки установлены на металлическую пластину шириной 1,3-2,0 от ширины межблочного шва, часть катодных стержней , наход ща с вне проекции анода на подину, покрыта слоем огнеупорной электроизол ции, например огнеупорным бетоном.In an electrolytic cell to produce aluminum, including a metal casing, thermal insulating lining, carbon side blocks, bottom carbon blocks with current leads, interblock and peripheral carbon seams, bulk layer of electrolyte components between the heat insulating and carbon bottom lining and anode the device, the peripheral core in the lower part to a height of 1.5-2.0 heights of the collector rod is filled with alumina, a layer of refractory is installed between the hearth and side carbon blocks about electrically insulating material with a height of 0.5-0.75 from the height of the bottom block and 0.3-0.6 wide from the width of the peripheral seam; adjacent bottom blocks are mounted on a metal plate 1.3-2.0 wide from the width of the interconnect seam, a portion of the cathode rods, which is outside the projection of the anode on the hearth, is covered with a layer of refractory electrical insulation, for example, refractory concrete.
На фиг. 1 показан электролизер, поперечный разрез; на фиг, 2 - то же продольный разрез.FIG. 1 shows a cell, a cross-section; Fig, 2 - the same longitudinal section.
Электролизер включает металличес- кий кожух 1, боковые углеродистые блоки 2, периферийный шов из углеродистой массы 3, слой глинозема 4, огнеупорную электроизол ционную вставку 5, подовые углеродистые блоки 6 с токоотБод щими стержн ми 7, покрытыми вне проекции анода на подину слоем огнеупорного бетона 8 и под проекцией анода чугуном 9, глиноземную засыпку 10, т.еплоизол 1щонную футеровку 1I, металлическую пластину 12 под смежными подовыми блоками 6 и анодное устройство 13.The electrolysis cell includes a metal casing 1, side carbon blocks 2, peripheral carbon seam 3, an alumina layer 4, a refractory electrical insulating insert 5, bottom carbon blocks 6 with current-carrying rods 7, covered beyond the anode projection on the bottom with a layer of refractory concrete 8 and under the projection of the anode with cast iron 9, alumina filling 10, teploizol 1 base lining 1I, metal plate 12 under the adjacent bottom blocks 6 and the anode device 13.
Заполнение нижЯЬй части периферий ндго шва 3 глиноземом 4 исключаетFilling the lower part of the periphery of the ndgo weld 3 with alumina 4 excludes
контакт между катодным стержнем 7 и углеродистой массой периферийного шва 3, что исключает утечку тока в цепи катодный стержень 7 - углеродиста i-iacca периферийного шва 3 - бокова футеровка 2. Нар ду с этим наличие глиноземной засыпки в нижней части периферийного шва исключает протеки металла и электролита черезthe contact between the cathode rod 7 and the carbonaceous mass of the peripheral weld 3, which eliminates leakage of current in the circuit of the cathode rod 7 - i-iacca carbonaceous peripheral weld 3 - side lining 2. Along with this, the presence of alumina backfill in the lower part of the peripheral weld excludes metal flows and electrolyte through
окна дл катодных стержней, так как глинозем хорошо уплотн етс , не смачиваетс расплавленным алюминием и хорошо впитывает электролит.windows for cathode rods, since alumina is well compacted, not wetted by molten aluminum, and absorbs electrolyte well.
Высота засыпки глинозема - 1,52 ,0 высоты катодного стержн обусловлена следующим.The height of the alumina filling is 1.52, 0 of the height of the cathode rod due to the following.
Слой засыпки глинозема менее 1,5 высоты токоподвод щего стержн не обеспечивает покрытие катодногоThe layer of alumina filling less than 1.5 heights of the current-carrying rod does not provide cathode coating
стержн глиноземом и не исключает контакт между катодным стержнем и углеродистой массой периферийного шва. Выполнение сло засьшки периферийного шва высотой более 2,0 высоты токоподвод щего стержн ведет к невозможности уплотнени глинозема из-за начала про влени им свойств .жидкотекучести и ухудшени по этой причине ка:чества набойки периферийного шва, дл которого засыпка глинозема служит основанием.rod alumina and does not exclude contact between the cathode rod and the carbon mass of the peripheral weld. Making a peripheral weld layer with a height greater than 2.0 of the height of the current-carrying rod leads to the impossibility of compacting alumina due to the onset of its flow properties and deterioration due to this reason: the tipping of the peripheral weld for which the alumina filling serves as the basis.
Дл сведени к минимуму утечек тока от катодного блока через перифе- рийный шов к боковым углеродистым блокам между подовыми 6 и боковыми углеродистыми блоками 2 установлен слой-огнеупорного электроизол ционно го материала 5, например магнезитовые кирпичи. To minimize current leakage from the cathode block, through the peripheral joint to the side carbon blocks between the bottom 6 and side carbon blocks 2, a layer of refractory electrical insulation material 5 is installed, for example magnesite bricks.
Ширина сло огнеупорного электроизол ционного материала менее 0,3 ширины периферийного шва не обеспечивает надлежащей электроизол цииThe width of the layer of refractory electrical insulation material is less than 0.3 times the width of the peripheral weld does not provide adequate electrical insulation.
при температуре процесса выполнение сло электроизол ционного материала шириной более 0,6 ширины периферийного Е1ва затрудн ет набойку периферийного шва без снижени его качества,at the process temperature, the implementation of an electrically insulating material layer with a width of more than 0.6 of the width of the peripheral E1va makes it difficult to tamp the peripheral seam without reducing its quality,
что ведет к его разрушению уже в период пуска и к снижению срока службы.which leads to its destruction during the start-up period and to a decrease in the service life.
При высоте сло электроизол ции мен€ .е 0,5 высоты углеродистого подо- вого блока его наличие практическиWhen the height of the electrically insulating layer is less than 0.5 of the height of the carbon bottom block, its presence is practically
3131
не сказываетс , поскольку весь ток нижней половины блока собираетс катодными стержн ми, имеющими высоту 0,5 от высоты блока, а при высоте более 0,75 от высоты подового углеродистого блока резко снижаетс прочность периферийного шва у подового блока из-за некачественного уплотнени шва при его малой высоте, что ведет к прорыву металла и электролита , т.е. к снижению срока службы электролизера.does not affect, since the entire current of the lower half of the block is collected by cathode rods having a height of 0.5 from the height of the block, and at a height of more than 0.75 from the height of the bottom carbon block, the strength of the peripheral weld at the bottom block sharply decreases due to poor sealing of the weld its low height, which leads to a breakthrough of the metal and electrolyte, i.e. to reduce the service life of the cell.
Установка смежных.подовых блоков на металлические пластины шунтирует все подовые блоки, так как сопротивление металлической пластины в несколько раз меньше сопротивлени межблочного шва, что исключает горизонтальные токи в электролизере. Установка металлических пластин под смежными подовыми блоками позвол ет снизить неравномерность распределени тока, обусловленную различным электросопротивлением жидкого алюми- .1ИЯ, блоков, стержней и чугунной заливки , Выполнение металлической пластины шириной менее 1,3 ширины межблочного шва не гарантирует соприкосновение блоков по всей их длине с пластиной с учетом допусков на блоки и их установки в кожухе.The installation of adjacent. Base blocks on metal plates shunts all bottom blocks, since the resistance of the metal plate is several times less than the resistance of the interconnect seam, which eliminates horizontal currents in the electrolyzer. Placing metal plates under adjacent bottom blocks reduces the uneven current distribution due to different electrical resistances of liquid aluminum, blocks, rods, and cast iron. Making a metal plate with a width of less than 1.3 the width of the interconnect seam does not guarantee the contact of the blocks along their entire length from plate taking into account the tolerances on the blocks and their installation in the casing.
Выполнение металлической пластины шириной более 2,0 ширины межблочного шва не повьш1ает эффект токораспреде- лени , а расход металла возрастает.Making a metal plate with a width of more than 2.0 the width of the interblock seam does not increase the effect of current distribution, and the consumption of metal increases.
Защита части катодных стержней, наход щейс в теле подового блока, ,слоем огнеупорного бетона позвол ет организовать электрическое поле электролизера таким образом, чтобы электрический ток в электролизере проходил только перпендикул рно от анода к катоду, как это необходимо дл исключени горизонтальных токов.Protection of a part of the cathode rods in the body of the bottom block, with a layer of refractory concrete allows the electric field of the electrolyzer to be organized in such a way that the electric current in the electrolyzer passes only perpendicularly from the anode to the cathode, as is necessary to exclude horizontal currents.
Пример. Смонтировано п ть - электролизеров в соответствии с предлагаемым техническим решением.Example. Five electrolyzers were mounted in accordance with the proposed technical solution.
Катодные стержни на длину 250 мм (вне проекции анода) покрыты слоем огнеупорного бетона на основе жидкого стекла и глинозема . При пуске электролизера с высотой глиноземистой за- сьшки 1,5-2,0 от высоты токоотвод ще- го стержн и слоем огнеупорного электроизол ционного материала высо5484Cathode rods 250 mm long (outside the anode projection) are covered with a layer of refractory concrete based on liquid glass and alumina. When starting the electrolyzer with the height of the aluminous abutment 1.5-2.0 from the height of the current withdrawal of the jaw rod and a layer of refractory electrical insulation material is high484
той 0,5-0,75 высоты катодного блока .протечек металла и электролита в окна блюмсов не было. При.пуске электролизера с высотой глиноземистой за- сыпки 2,2 высоты катодного стержн и высоте сло электроизол ции между боковыми и;подовыми блоками высотой 3,83 подового блока через окна с 9 до 21 блюмс начались протеки металла,that 0.5-0.75 height of the cathode block. There were no leakages of metal and electrolyte into the windows of the blooms. When the electrolysis cell was run with the height of the aluminous filling 2.2, the height of the cathode rod and the height of the electrical insulation layer between the side and bottom blocks with a height of 3.83 bottom, metal leaks began
в силу чего один электролизер отключен .by virtue of which one electrolyzer is disabled.
Распределение тока по катодн ым стержн м приведено в таблице.The current distribution over the cathode rods is shown in the table.
Как видно из таблицы, выполнениеAs can be seen from the table, the execution
металлической полосы шириной 1,3- 2,0 ширины межблочного шва уменьшает разброс Токовой нагрузки по катодным стержн м максимум до 0,7 кА (примеры 3-5). Увеличение металлической полосы по подовым блокам до 2,2 ширины межблочного шва не улучшает токорас- пределение (пример 6). Уменьшение горизонтальных токов способствует тому, что через 22 сут после пуска опытныхa metal strip with a width of 1.3-2.0 width of the interconnect seam reduces the current load spread across the cathode rods to a maximum of 0.7 kA (examples 3-5). Increasing the metal strip along the bottom blocks to 2.2 the width of the interblock seam does not improve current distribution (example 6). The decrease in horizontal currents contributes to the fact that 22 days after the start-up of experienced
электролизеров на бортовых блоках образовались прочные защитные настыли, ограничивающие подину по проекции анода, профиль которых соответствовал оптимальной форме рабочего пространства ,electrolyzers on the side blocks formed strong protective nastily, limiting the hearth on the anode projection, the profile of which corresponded to the optimal shape of the working space,
. На электролизерах-свидет лх продолжительность формировани настылей составл ет 34 сут, а перекос металла - 3 см. На опытных электролизерах перекос металла достигает величины только до 1 см, что свидетельствует о значительном снижении величины горизонтальных токов.. On electrolytic cells — witness lx, the duration of formation of wall accretions is 34 days, and the metal skewing is 3 cm. On experienced electrolyzers, the metal skew reaches only 1 cm, which indicates a significant decrease in the magnitude of the horizontal currents.
При пуске предлагаемых электролизеров не было случаев преждевременного отключени их со сроком службы менее года, йа электролизерах-свидетел х - один случай.At the start of the proposed electrolyzers, there were no cases of their premature shutdown with a service life of less than a year; in the case of electrolytic witnesses, one case.
Выход по току на опытных электролизерах увеличилс на 0,3-0,5%.The current output on the test electrolyzers increased by 0.3-0.5%.
Ориентировочный экономический расчет показывает, что за счет ожидаемого повьш1ени срока службы электроли- зера на 0,4 мес., а также за счет увеличени выхода по току на 0,5% эффект от внедрени предлагаемого технического решени составит 316 тыс. руб. в год по сравнению сAn approximate economic calculation shows that due to the expected life of the electrolyzer by 0.4 months, as well as by increasing the current output by 0.5%, the effect of introducing the proposed technical solution will be 316 thousand rubles. per year compared to
5555
и вестным.and the famous.
ПримерExample
Катодный стерженьCathode rod
...kj..kj.J..iLJ.lLiLi l... kj..kj.J..iLJ.lLiLi l
Г Электро- лизер- свнде- тель 4,2 5„0 5,8 4,3 6,0 6„ 4,2 4,8 5,3 5,7 6,0 7,2 8,0 4,3G-slysderer 4.2 5 5 0 5,8 4,3 6,0 6 4 4,2 4,3 5,3 5,7 6,0 7,2 8,0 4,3
2Опытный электролизер С металлической пластиной шириной2 Experienced electrolyzer With a metal plate width
.,2ширины., 2 widths
межблоч-interconnect
ного шва 4, 5,1 5,7 4,4 6,9 6,1 А,3 4,7 5,0 6,0 6,9 7,2 8,0 4,3foot seam 4, 5.1 5.7 4.4 6.9 6.1 A, 3 4.7 5.0 6.0 6.9 7.2 8.0 4.3
3Опытный электролизер с металлической пластиной шириной3 Experienced electrolyzer with a metal plate width
1.3межблочного1.3 interunit
шва 4,6 4,9 5,1 5,2 5,3 5,1 4,8 4,9 5,2 5,1 5,4 5,2 5,0 4,9suture 4.6 4.9 5.1 5.2 5.3 5.1 4.8 4.9 5.2 5.1 5.4 5.2 5.0 4.9
4Опытный электролизер с металлк- ческой пластиной шириной4 Experienced electrolyzer with metal plate width
2,0 межблочного шва 4,7 4,5 5,0 5,2 5,4 5,1 5,2 4,9 4,8 4,8 4,9 5, 5,2 5,32.0 interblock weld 4.7 4.5 5.0 5.2 5.2 5.4 5.1 5.2 4.9 4.8 4.8 4.9 5, 5.2 5.3
5Опытный электролизер с металлической пластиной ши-. риной5Experienced electrolyzer with a metal plate shi-. rinoi
2,0 межблочного шва 4,9 4,9 5,0 5,2 5,3 3,0 4,9 4,9 5,2 5,1 5,3 5,3 5,0 4,92.0 interblock weld 4.9 4.9 5.0 5.2 5.3 3.0 4.9 4.9 5.2 5.1 5.3 5.3 5.0 4.9
6Опытный электролизер с металлической пластиной шириной , 2,2 межблочного6 Experienced electrolyzer with a metal plate, 2.2 inter-unit
шва и,9 4,9 -5,2 5,3 5,0 5,0 4|,9 4,9 5,2 5,3 5,1 5,3 5,0 4,9suture and, 9 4,9 -5,2 5,3 5,0 5,0 4 |, 9 4,9 5,2 5,3 5,3 5,3 5,0 4,9
Сила в катодных стержн х, кАForce in cathode rods, kA
-Т РГТ Т ТТ ТТ ГТТ Т ТТ-T RGT TT TT TT GTT TT TT
15 I 16 1 17 I J8 I 19 I 20 I 21 i22 123 l24 | 25 26 127 28 Ьэ |3015 I 16 1 17 I J8 I 19 I 20 I 21 i22 123 l24 | 25 26 127 28 le | 30
6,Q 4,8 5,2 6,4 6,2 6,8 4,3 4,0 4,2 5,0 5,3 5,4 4,4 4 5,26, Q 4.8 5.2 6.4 6.2 6.8 4.3 4.0 4.2 5.0 5.3 5.4 4.4 5 5.2
6,0 4,7 5,3 6,3 6,3 6,8 4,3 4,0 4,3 4,9 5,2 5,5 4,5 4,5 4,7 5,36.0 4.7 5.3 6.3 6.3 6.8 4.3 4.0 4.3 4.3 4.9 5.5 5.5 4.5 4.5 4.7 5.3
4,7 .4,8 5.0 5,2 5,1 5,3 5,0 4,8 5,1 5,0 4,7 4,9 5,1 4,8 5,14.7 .4.8 5.0 5.2 5.1 5.3 5.0 4.8 5.1 5.0 4.7 4.9 5.1 4.8 5.1
5,1 5,1 4,8 5,0 5,1 4,9 4,7 4,8 5,0 5,2 5,1 5,3 5,0 4,8 5,1 5,05.1 5.1 4.8 5.0 5.1 4.9 4.7 4.8 5.0 5.2 5.1 5.3 5.3 4.8 5.1 5.1
4,8 4,8 4,9 5,2 5,1 5,2 5,1 4,9-5,0 5,0 4,8 4,8 5,1 5,0 4,9 5,04.8 4.8 4.9 5.2 5.1 5.2 5.1 4.9-5.0 5.0 4.8 4.8 5.1 5.0 4.9 5.0
4,8 4,9 4,8 5,1 5,2 5,2 5,1 4,9 5,0 4,8 5,0 4,8 5,1 4,9 5,0 5,04.8 4.9 4.8 5.1 5.2 5.2 5.1 4.9 5.0 4.8 5.0 4.8 5.1 4.9 5.0 5.0
Фиг. 2FIG. 2
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853865144A SU1242548A1 (en) | 1985-01-03 | 1985-01-03 | Electrolyzer for producing aluminium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU853865144A SU1242548A1 (en) | 1985-01-03 | 1985-01-03 | Electrolyzer for producing aluminium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1242548A1 true SU1242548A1 (en) | 1986-07-07 |
Family
ID=21166234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU853865144A SU1242548A1 (en) | 1985-01-03 | 1985-01-03 | Electrolyzer for producing aluminium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1242548A1 (en) |
-
1985
- 1985-01-03 SU SU853865144A patent/SU1242548A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент US № 3723286, кл. 204- 243, R, 1973. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2403324C2 (en) | Cathodes for aluminium electrolytic cells with groove of nonplanar configuration | |
| RU2389826C2 (en) | Cathodes for aluminium electrolytic cells with foam graphite lining | |
| CN101709485B (en) | Aluminum electrolytic cell for producing virgin aluminum by inert anode | |
| US20100147678A1 (en) | Aluminum electrolytic cells having heterotypic structured cathode carbon blocks | |
| CN105543896B (en) | A kind of Prebaked Anode In Aluminium Cell group structure | |
| CN108193235A (en) | A kind of rare earth electrolysis cell electrode structure and rare earth electrolysis cell | |
| CN108004568A (en) | A kind of rare earth electrolysis cell inner lining structure and rare earth electrolysis cell | |
| US4247381A (en) | Facility for conducting electrical power to electrodes | |
| CN1250113A (en) | Coke grain roast starting method for aluminium electrolyzer with pre-roasted anode | |
| RU2553132C1 (en) | Design of current taps of cathode of aluminium electrolyser | |
| CN204080126U (en) | Be provided with the aluminium cell of insulation stop gauge | |
| US3470083A (en) | Electrolytic cell cathode bottom with vertically inserted current conductor | |
| SU1242548A1 (en) | Electrolyzer for producing aluminium | |
| RU2281986C1 (en) | Electrolyzer for production of aluminum from mixture of molten salts and alumina | |
| CN205556801U (en) | Pre -baked aluminum reduction cells positive pole group structure | |
| US4488955A (en) | Sub-cathodic shield with deformable zones for Hall-Heroult electrolysis cells | |
| CN113737225A (en) | Lining structure and rare earth metal fused salt electrolytic cell adopting same | |
| EP0219877B1 (en) | Laminated carbon cathode for cells for the production of aluminium by electrolytic smelting | |
| CN208748212U (en) | A kind of aluminium cell of aluminium-carbon as cathode | |
| RU2060303C1 (en) | Hearth section of aluminum electrolyzer | |
| SU1444402A1 (en) | Electrolyzer for producing aluminium | |
| SU1062312A1 (en) | Method of installation of bottom section of alminium electrolytic cell | |
| RU2449060C2 (en) | Electrolysis unit bottom for obtaining aluminium | |
| CN2641061Y (en) | Solid aluminum calcining appts. for aluminum electrolyzer | |
| US3649480A (en) | Method of withdrawing heat and current from molten aluminum cathode electrolytic cells |