Способ уплотнения угольной футеровки алюминиевого электролизера

(72) Авторы изобретен следовательского ниевой и эл ктрод Иркутский филиал Всесоюи проектного институтапромышл ого научно-и алюминиевой, маР) Заявите й осеи 54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ УГОЛЬНОЙ ФУТЕРОВКИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Пористость подовой масмой в швы между бортовымиблоками, достигает 307. Пподовой массы во время обжиэлектролиэера происходитние легких составляющих с ы, набиваеи подовыми и нагреве га и пуска летучнваязующего ждающееся и его коксование, сопров Йзобретение относится к электролитическому получению алюминия и предназначено в частности, для иовышения качества угольной футеровки по- дины электролизера, а также может быть использовано в электродной промышленности для получения плотных углеродистых изделий.Известна сборноблочная конструкция угольной футеровки алюминиевого элек тролизера, которая собирается из подовых и бортовых угольных блоков. Межблочные пазы угольной футеровкн обычно заполняют подовой массой, набиваемой в разогретом состоянии трамбовками под давлением б кг/см Г 3 йдегидрированием, что приводит к усадке подовой массы.Поэтому между швами и блоками образуются зазоры. В результате повышенной норнстости межблочных швов иналичии зазоров между ними и блокамипропитка футеровки и кирпичного цоколя катодного устройства электролизера происходит главным образом черезмежблочные швы.Таким образом, повышенная нористость межблоковых швов и недостаточная их связь е угольными блокамиявляется одной из основных причинпропитки подины расплавом и последующего ее разрушения, ухудшения качества алюминия и сокращения срокаслужбы злектролизера.Наиболее близким по техническойсущности является способ уменьшенияпористости футеровки, по которомуснижение пористости угольной футеровки достигается подачей углеродных газов в пространство между катод65989 4 3 8ным кожухом и бортовой футеровкой.Термическое разложение углеводородовна поверхности бортовых блоков и встыках между ними приводит к снижению пористости бортовой футеровкии уменьшению ее пропитки расплавомпосле пуска электролизера 23Однако известный способ уменьшения пористости футеровки не позволяет уменьшить пористость подиныи поэтому исключиТь пропитку цоколярасплавом и разрушение подины. В результате подачи углеводородов в бортовую теплоизоляцию катода и низкойгазонроницаемости бортовых блоков достигается лишь поверхностное снижениеих пористости, при этом скорость реакции пиролиза невысока, так как углеводороды подаются в зону относительно низких температур (ниже 900 С),что значительно увеличивает расходгаза и время уплотнения.Цель изобретения - увеличение,срока службы электролизера.Поставленная цель достигаетсятем, что углеводороды вводят в объемподовой массы, набитой в пазы межблочных швов подины.Во время обжига подины электролизера в объем межблочных швов подается через специальные пористыеили перфорированные трубки инертныйгаз, например чистый азот. Перед заливкой жидкого электролита подачаинертного газа прекращается и одновременно подаются газообразные илилыдкие углеводороды, например пропан.Газ подается под давлением, достаточным для преодоления сопротивленияспеченной пористой подовой массы игидростатического давления столбарасплава в ванне электролизера.Скорость подачи газа и его давление зависят от скорости уплотненияшвов и глубины заложения газопровод"ных трубок, по которым он подается.П р и м е р , Проводят уплотнениеподовой массы пиролитическим углеродом в лабораторных условиях.,Углерод выделяется при термическомразложении пропана в порах образцов,подовой массы, нагретой до 900-9 бО СПри продувке образца предварительнообожженной подовой масся пропаном при960 С эффективное уплотнение дости"гаетсячерез 45 мин, Привес образце засчет выделения в его объеме пиролитического углерода составляет 1,57, а абсо"лотное снижение пористости - ,13. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Давление газа при продувке возрастаетс 30 до 300 мм рт.ст. за счет снижения проницаемости образца.При температуре 900 С эффективноеуплотнение достигается через 3 ч, привес образца составляет 2,57, абсолютное снижение пористости - 2,5%, аувеличение. давления возрастает с30 до 90 мм рт.ст.Таким образом, в зоне высоких температур скорость реакции пиролиза иэффективность уплотнения выше, поскольку пироуглерод блокирует устья пор,резко снижая газопроницаемость подо-вой массы, и, следовательно, возможность пропитки межблочных швов расплавом увеличивая тем самым срокслужбы электролиэера.Проводят уплотнение подовой массыв условиях моделирующих швов подиныэлектролизера. Подовую массу набивают в жестяной кожух цилиндрическойФормы. диаметром Зб мм затем нагревают до 95 ООС. При 400 С в объем подовой массы подают инертный газазот) через трубку с прорезью шириной 2,5 мм. При температуре 950 С подают пропан, который продувают втечение 2-х ч. В результате выделения пироуглерода давление газа возрастает до 500 мм рт.ст,После охлаждения жестяной кожухснимают, Между кожухом и цилиндромобожженной массы обнаружен слой пироуглерода толщиной до 1 мм, которыйзаполнил зазор, образовавшийся в результате термического расширения жести и усадки подовой массы.Аналогичный процесс выделения пироуглерода и заполнения неплотностейбудет происходить в межблочных швахФутеровки электролизера.Использование предлагаемого способа уплотнения угольной футеровки алюминиевого электролизера позволит увеличить :арок службы электролизера засчет заполнения неплотностей, дефектов набойки и сквозных пор межблочныхшвов пиролитическим углеродом.Годовой экономический эффект отприменения изобретения составит960 тыс. рублей,Формула изобретенияСпособ уплотнения угольной Футеровки алюминиевого электролизера путем введения углеводородов, одновременно с обжигом и пуском, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью5 ,865989: 6 увеличения срока службы электролиэера,1. Костюков А.А.:Производство алюуглеводороды вводят в павы межблочных миния,;РОправочник металлурга по Пвет-. швов подины и бортовой футеровки, ным металлам". Иэд-во "Металлургия", ,набитые подовой массой. 1971 с. 194-196.Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР принятые во внимание при экспертизе У 638642, кл. С 25 С 3/06, 977.Составитель Н. КоробоваРедактор Н. Егорова Техоеп И.Асталош Корректор , Г, НазароваЗаказ 8011/43 Тираж 707 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРаушская наб.д д. 45филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4