Алюминиевый электролизер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК я)5 С 25 С 3/08 И Б осится к металлург и к конс к ии эл ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Красноярский политехнический инстут(56) Авторское свидетельство СССРМ 271026, кл. С 25 С 3/08, 1967.(54) АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР Изобретение отн ииалюминия, в частност ру ц ектролизера,Известен алюминиевый электролизер, вкотором бортовая стенка футерована прямоугольными углеграфитовыми блоками по периметру ванны электролизера.Недостатком такой конструкции алюминиевого электролизера является то, что с увеличением единичной мощности электролизера возрастает не только тепловое напряжение площади бортовой стенки, но и интенсифицируют процессы тепло-массо- переноса за счет роста циркуляции расплава и катодного алюминия. С увеличением теплового напряжения и коэффициента теплоотдачи от расплава к бортовой стенке уменьшается защитная роль гарнисажа и настыли, возрастает эрозия бортовой углеграфитовой футеровки, снижается срок службы электролиэера.Наиболее близким по технической сущ.ности и достигаемому эффекту к предлагае. мому алюминиевому электролизеруявляется электролизер, в котором бортовые углеграфитовые блоки расположены уступа(57) Использование: металлургия алюминия, в частности конструкции электролизера, Сущность: бортовая стенка электролизера наклонена к горизонту под углом 20 - 45 О. Это позволяет разрушить поверхностные волны катодного алюминия, снизить содержание растворенного алюминия в электролите и увеличить срок службы электролизера. 1 ил. ми, электроизолированными друг от друга, от бортовой футеровки и подовых блоков,.Недостатком известной конструкции электролизера является низкий его срок службы. Практикой установлено, что наибольшее разрушение бортовой углеграфи товой футеровки происходит на границе электролит - катодный алюминий. В этой зоне внедрение натрия в структуру углеграфитовой футеровки обусловлено значитель- Сф ным уменьшением краевого угла смачивания расплавов. Криолито-глиноземные расплавы гораздо интенсивнее впитываются углеродистым материалом в присутствии алюминия, так как алюминий, растворяясь в электролите, образует одновалентные ионы алюминия, которые сильно снижают межфазное натяжение расплава а на границе с футеровкой. Существенным фактором на растворимость алюминия в криолито-глиноземном расплаве оказывает скорость циркуляции и выполнение поверхности катодного алюминия вблизи бортовой стенки,Цель изобретения - увеличение срокаслужбы алюминиевого электролизера засчет разрушения поверхностных волн катодного алюминия и снижения растворимости алюминия в криолито-глиноземномрасплаве.Поставленная цель достигается тем, что 5в известном алюминиевом электролизере,содержащим бортовую стенку, футерованную углеграфитовыми блоками, выполненными с образованием продольных каналов,бортовая стенка наклонена к горизонту под 10углом 20 - 45,Известно, что поверхностные волны вкатодном алюминии образуются вследствие перепада давлений анодных газов нарасплав, разницы циркуляции расплава, коротких замыканий между электродами ислучайных изменений электромагнитногополя в зоне катодного металла. Высота волнкатодного алюминия достигает 20-35 мм.При соприкосновении поверхностной волны катодного алюминия с вертикальнойстенкой волна отражается от нее. Наложение отраженной волны с набегающей увеличивает подъем волны вдвое, Около бортовойстенки на границе электролита с катодйым 25алюминием происходит интенсивное их перемешивание, Электролит,. обогащенныйалюминием, снижает межфазное натяжение на границе с бортовой стенкой, способствуя улучшение пропитки углеграфитовой 30футеровки фтористыми солями.. Масса катодного алюминия, перенесенная на наклонную стенку, делится на двапотока. Поток, направленный вниз, способствует возникновению отражательной волны, а поток, направленный вверх,накатывается на наклонную стенку. Послеполного израсходования кинетическойэнергии поток скатывается по наклоннойстенке, Стекающая масса расплавленного 40алюминия усиливает отражательную волнуи влияет на увеличение глубины, на которойпроисходит разбиение следующей подходящей к стенке волны, Полное разрушениеподходящей волны происходит на бортовой 45 стенке, наклоненной к горизонту под углом менее 45,На чертеже показан алюминиевый электролизер, поперечный разрез.Алюминиевый электролизер содержит анодные углеродистые блоки 1, углеграфитовые подовые блоки 2 с катодными стержнями 3, теплоизоляционный цоколь 4, катодный стальной кожух 5, периферийные швы 6, углеграфитовую наклонную стенку 7 с продольными каналами 8. Ванна электролизера заполнена катодным алюминием 9 и криолито-глиноземным расплавом (электролитом) 10.На теплоиэоляционный цоколь 4 устанавливаютуглеграфитовые подовые блоки 2 с катодными стержнями 3. На наклонной стенке катодного кожуха 5 укладывают углеграфитовые боковые плиты 7, На поверхности углеграфитовой футеровки выполняют продольные каналы прямоугольного, треугольного и трапециевидного профиля, Углеграфитовые боковые плиты соединяют между собой цилиндрической шпонкой из углеродной массы, Производят набивку мекблочных и периферийных швов, монтаж анодного и катодного узла. В процессе обжига и пуска электролизера в ванну и катод- ного узла. В процессе обжига и пуска электролизера в ванну заливают расплавленный алюминий, подключают электролиэер к серии и наплавляют электролит, Отбирают пробы электролита вблизи наклонной стенки для определения содержания металлического алюминия.Формула изобретения Алюминиевый электролизер, содержащий бортовую стенку, футерованную углеграфитовыми блоками, выполненными с образованием продольных каналов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока службы электролизера за счет разрушения поверхностных волн катодного алюминия, бортовая стенка наклонена к горизонту под углом 20-45,1788090 2 Составитель Г,ПотылицынРедактор С.Козлова Техред М,Моргентал Корректор Н, Милюкова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 53ВНИИ Тиражосударственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб 4/5