Катод электролизера для электролитического рафинирования алюминия

СОЮЗ СОВЕТСНИХсвссвс 1 нч сс пРЕСПУБЛИК ГОСУДМфСТВ":ННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЩРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ. н втссснсму свидвтвлвствт зсЮС 25 С 324Я гвтейклц В 45Б.С.Громов, С.С.Роепанов, Г.Д.Козьицын, И.В,Борисов др. Получение "Металлургия КТРОЛИЗЕРА О РАФИНИРОВА- щий токоподндрический уг-,ввв ЪФ,.801127919 А леграфитовый блок с защитным покрытием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока службы и снижения затрат на подготовку катода к работе, углеграфитовый бло с торца., противоположного торцу с присоединенной токоподводящей штангой, выполнен с радиальным выступом без защитного покрытия, причем высота выступа составляет 0,2- 0,25 высоты углеграфитового блока.2. Катод по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что защитное покрытие выполнено из огнеупорного бетона, химически устойчивого в расплаввленном металле.10 1, 1127Изобретение относится к электрометаллургии алюминия и может бытьиспользовано для получения алюминия высокой чистоты электролитичес-.ким рафинированием.Известен катод электролизера5для электролитического рафинированияалюминия, содержащий токоподводящуюметаллическую штангу и углеграфитовый блокГ 1 3.Однако в результате интенсивноговзаимодействия графита с кислородомвоздуха в условиях высоких темнератур поверхность углеграфитового ..Наиболее близким но техническойсущности и достигаемому результату кизобретению является катод электролиэера для электролитического рафинирования алюминия, содержащий токоподводящую штангу, цилиндрическийуглеграфитовый блок с защитным покрытием 23,Недостатком известного устройства является то, что в процессеэксплуатации этих катодов алюминиевая оболочка на высоте до 50-70 щот поверхности катодиого аллюминияподипавляется, обнажая тело углеграфитового блока, что приводит кокислению графита атмосферой воздуха.С другой стороны вследствие большойразницы коэффициентов объемного расширения анюминия и графита, алюминие"вая оболочка при нагреве отходит отграфита,при этом воздух попадая 35под оболочку, разрушает всю поверхность блока.Целью изобретения является увеличение срока службы катода ш снижениезатрат на подготовку катода к работе.40Поставленная цель достигается тем,что в катоде электролизера для электролитического рафинирования алюминия,содержащем токоподводящую штангу,цилиндрический углеграфитовый блок сзащитным покрытием,последний с торцапротивоположного торцу с присоединенной токоподводящей штангой, выполненс радиальным выступом без защитногопокрытия, причем высота выступа составляет 0,2-0,25 высоты углеграфито-вого блока. Кроме того, защитноепокрытие выполнено из огнеупорногобетона, химически устойчивого в расплавленном металле.55Наличие радиального выступа внижней части углеграфитового блокаобеспечивает герметичность границы 91 9 3 углеграфитовый блок - защитное покрытие за счет образования прижимного контакта нижней торцовой части защитного покрытия с радиальным выступом углеграфитового блока при объемном расширении покрытия и графита при нагреве. Этим самым закрывается доступ воздуха под.защитное покрытие блокаПрименение в этом случае в,качестве защитного покрытия алюминиевой оболочки не дает положительных результатов, поскольку алюминий на гра(нице с радиальным выступом блока подплавляется и обнажает графитовый блок, открывая доступ воздухуПоэтому в предлагаемой конструк" ции катода в качестве защитнопо покрытия используется огнеупорный бетон, химически устойчивый по отношению к расплавленному алюминию. Разность между коэффициентами объемного расширения графита и бетона почти втрое меньше, чем разность в этих величинах для графита и алюминия,Поэтому бетонное защитное покрытие плотнее охватывает блок, чем алюминиевая оболочка, и снижает степень окисляемости графита.Предлагаемая конструкция катодов дозволяет исключить операцию пропитки углеграфитовых блоков электролитом и другими веществами и снизить, тем самым, затраты на подготовку катодов к работе. На чертеже изображена предлагаемая конструкция катода, разрез. Катод содержит токоподводящую металлическую штангу 1, углеграфитовый цилиндрический блок 2, в нижней части которого имеется радиальный выступ 3, и бетонное защитное покры-тие 4 блока.После установки катода на электролизер для рафинирования алюминия в результате объемного расширения углеграфитового блока 2 и бетонного защитного покрытия 4 на границе защитного покрытия 4 с радиальным высту-. пом 3 происходит образование прижимного контакта бетона с графитом. Это обеспечивает герметичность границы защитное покрытие - радиальный выступ и предотвращает попадание воздуха под .защитное покрытие.Радиальный выступ 3 полностью погружен в расплавленный алюминий, что защищает его от взаимодействия с кислородом воздуха.Заказ 8989/20 Тираж 632ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 112,7Защитное покрытие катодов было выполнено из химически устойчивого по отношению к расплавленному алюминию огнеупорного бетона, приготовленного из компонентов в следующем процентномсоотношении: 587 шамотного наполнителя, 25 тонкомолотого магнезита, 1 Х кремнефтористого.натрия и 163 жидкого стекла с модулем 24-3,0 и плотностью 1,36-138 г/см . 1 оследствие взаимодействия между собой компонентов бетона в условиях высоких температур образуются химические соединения - форстернд и кордиершт, которйе и упрочняют структуруц бетона,. Толщина стенкй защитного бетонного покрыти составляет 40-45 мм и бьша выбрана из условия механической прочнбети защитного покрытия. При толщи не стенки защитного покрытия менее.40-45 мм при транспортировке катодов. иа поверхности защитного покрытия наблюдалось образование небольших трещин. Нанесение на графитовый . щ блок бетонного покрытия .с толщиной стенки более 40-45 мм нецелесообразно поскольку, связано с излишнимрасходом бетона.Высота радиального выступа быпаранна 50 мм и отвечала глубине погружения катода в расплавленный алюминий.Таким образом, сортность катодногоалюминия на злектролизерах, оборудованных катодами с бетонным защитнымпокрытием, осталась в тех же пределах, что и на злектролизерах, оборудованных катодами с защитным покрытием из алюминияОтслоения бетонногозащитного покрытия от углеграфитового блока не происходило.Ожидаемый эффект ат использованияпредлагаемой конструкции катодов состоит вувеличении срока службы катодов за счет снижения степени окнсляемости граФита,.исключении операциипропиткн углеграфитовых блоков,электролитом, следовательно, снижении трудозатрат на подготовку катодов к работе, а также в снижении расхода алюминия высокой чистоты длязащиты углеграфитовых блоков от окисления,