Катод электролизера для рафинирования алюминия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соез СоеетскизСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 14.01,81(21) 3234444/22-02 511 М,Кд.з с присоединением заявки Мо С 25 С 3/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретен расноярский ордена Трудового Крас институт цветных металлов им. М(71) Заяви КТРОЛИЗЕРА ДЛЯ РАФИНИРОВАНИ АЛОИИНИЯ(54) КАТ с о= лектроюминияавленокции кака че 5 й алюминный элеоболочатода-заэлект"духом 2 О неНедостатками этой конструкции яв- да ляются невозможность применения при по температурах выше 700"715 фС из-за об подплавления электродов и необходи- да мость точного регулирования темпера туры электролиза.Неравномерная работа катодов вызы- и вает местные перегревы электролита, же бурление его и, как следствие, ухудшение сортности рафинированного алю- минияЗО 4 Изобретение относится к э литнческому раФинированию ал из расплавленных сред и напр на совершенствование констру тода электролизера.Известен катод, включающи ниевую штангу, графитизирова трод, алюминиевую защитнуюку (1),Недостатками приведенного к являются низкий срок службы из разрушения графитизированного рода при соприкосновении с воз и высокая стоимость.Наиболее близким к предлагаемому является катод, состоящий из алюминиевого электрода с ребристой повер ностью и алюминиевой штанги (2). Цель изобретения - увеличение рслужбы электродов и повышение ка"ства рафинированного металла.Указанная цель достигается тем,что в конструкции катода, включающейметаллический электрод и штангу изалюминия, последние выполнены полыми,соединены между собой с образованием1 О общей герметичной полости, частичнозаполненной теплоносителем, причемнаружная поверхность штанги выполнена с ребрами,На фиг. 1 изображен катод электро"ливера для рафинирования, продольныйразрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Катод для рафинирования алюминиясостоит нз полой алюминиевой штанги1 с ребрами охлаждения 2 и внутренй полости 3, алюминиевого электро 4, имеющего внутреннюю профильнуюверхность 5, герметичная полость,разуемая полостями штанги н электро, "заполнена теплоносйтелем 6 на-40 своего объема.Электрод 4 имеет высоту 300-500 ьмдиаметр 200-400 мм, глубина погруния в катодный металл 40-70 мм.Катод работает следующим образом.ТеплО, воспринимаемое электродомв зоне контакта с металлом, переда 981455ется теплоноситвлю 6, который интен сивно испаряется при кипении, и абразующийся пар конденсируется на внутренней поверхности полости 3 штанги 1 охлаждаемой воздухом за счет конвекции.Конденсат под действием силы тя жести стекает в зону нагрева. Таким образом, тепло из зоны нагрева в зону конденсации переносится в основном за счет скрытой теплоты испарения теп-, ) 0 лоносителя.В результате отвода тепла при испарении теплоносителя исключается местный перегрев рабочей части электрода при температуре катодного металла 740-800 фС, необходимой для нормаль" ного протекания процесса электролитического рафинирования.Заполнение герметичной полости теплоносителем менее 10 нецелесооб разно, так как возможен режим работы с недостатком теплоносителя в зоне нагрева, что приводит к выходу иэ строя электрода (вго прогар) .. Заполнение теплоносителем гврме тичной полости в количестве, превышающем 40 ее объема, приводит к сокращению поверхности конденсации и, как следствие, недопустимому увеличению давления. 30Отношение площадей внешней тепло- воспринимающей поверхности к внутренней теплоотдающей составляет 1/(25)Выполнение электрода с отношением площадей внешней тепловоспринимающей к внутреннейтеплоотдающей поверхности меньше 12 не обеспечивает достаточного теплоотвода иэ зоны нагрева и не устраняет возможности возникно" вения кризиса кипения теплоносителя .в зоне нагрева. Увеличение соотношения площадейтепловоспринимающей к теплоотдающейбольше, чем 15, затруднено, исходяиз конструктивных соображений, Наиболее приемлемое соотношение указан"ных площадей, обеспечивающее устойчивую работу катода, находится в пре"делах 1/(2.5).Использование такой конструкциикатода позволяет увеличить срок службы электродов и повысить качестворафинированного металла. За счет этого годовой экономический эффект наэлектролизврв с 12 катодами при силетока 40-.50 кА составляет 3 тыс. руб.с учетом того, что на алюминиевом заводе средней мощности может, быть 50100 элвктролизеров. Экономическийэффект только по заводу составляет150-300 тыс. руб. в год.Формула изобрвтенияКатод электролизера для рафиниро"вания алюминия, включающий металлический электрод и штангу из алюминия,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения срока службы и повышения качества рафинированного металла, электрод и штанга выполнены по")лыми и соединены между собой с образованием общей герметичной полости,частично заполненной теплоносителем,причем наружная поверхность штангивыполнена с ребрами.Источники информации,принятыв во внимание при экспертизе1. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия.И., Металлургия, 1971, с. 438.2. Беляев А.И. и др. Получениечистого алюминия, М., ффМеталлургня,1967, с. 70-71.981455 Фюитьу ачвиЛУ Составнтела А.КостинТехред К,Иыцьо Редактор амен к ректор М. Коот/41 Тираж 686 Подп ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3.13035, Москва, 3-35, Раув 3 ская.наб., д.