Подина алюминиевого электролизера

,ЯО 127191 ц 4 С 25 С 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ческий Истяг ССР 83.(5 а со швом за счет ил., 1 табл. шает сцепление ол напряжения среза,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельст1043186, кл. С 25 С 3/08 НА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕ(57) Изобретение может быть использовано в цветной металлургии при пр изводстве алюминия электролизом рас плавленных солей. Целью изобретения является повышение срока службы резины. Подина алюминиевого электролизера содержит углеграфитовые блоки,которые на боковой поверхности выполнены с углублениями в шахматном порядке с шагом (2-4)с 1, где й - диаметуглубления; токоподводящие стержни,межблочные швы и теплоизоляционныйцоколь. Подина алюминиевого электролизера имеет углеграфитовые блоки 1,углубления 2, токоподводящие стержни 3, межблочные швы 4, теплоизоляционный цоколь 5. Наличие углубленияв боковых поверхностях блоков повыИзобретение относится к электрометаллургии алюминия, в частности: коборудованию для получения алюминияэлектролизом, к устройству подиныалюминиевого электролизера, 5Целью изобретения является повышение срока службы подины,Изобретение заключается в томчто на боковых гранях углеграфитовых блоков выполнены углубления вшахматном порядке с шагом (2-4)с 1 гдей - диаметр углубления.На фиг.1 изображена предлагаемаяподина алюминиевого электролизера;на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на 15фиг.3 - установка для нанесения углублений на боковые поверхности углеграфитовых блоков.Подина содержит углеграфитовыгблоки 1, которые на боковой поверхности имеют углубления 2, токоподвоцящие стержни 3, межблочные швы 4 итеплоизоляционный цоколь 5,Получение прочного шва и надежного сцепления его с блоком являетсяодной из основных задач при монтаже,обжиге и пуске алюминиевых электролизеров. Из практики обжига и пускаэлектролизеров известно, что центральные участки поверхности подины ЗО длительное время обжигаются при 750- 800 С, Температурные условия обжига и разогрева периферийных участков подины, расположенных между анодом и боковой футеровкой, существенно З 5 отличаются от условий обжига центральных участков подины,Известные способы обжига периферии шахты не обеспечивают достижения устойчивой температуры 400-500 С. 40 Коксование подовой массы периферийных швов и периферийных участков швов между блоками в период обжига электролизера не происходит. Масса этих участков подины скоксовывается з пер вые часы пуска ванн на электролиз при скорости роста температуры несколько сот градусов в 1 ч. Кроме того известно, что с увеличением единичной мощности электролизера воз растает неравномерность распределения тока по катодным секциям. Как показывают результаты измерения, в процессе пуска мощных электролизеров с верхним токоподводом на отдельных катодных стержнях величина тока достигает 19 кЛ, что выше номинальной нагрузки почти в 3,5 раза. Вследствие прохождения тока серии через подину вовсем ее объеме интенсивно выделяется тепло. При объемном характере тепловыделения тепловой поток к необожженному межблочному шву периферийных участков подины подводится через боковую поверхность подового блока. В шовном соединении выделение газовых продуктов разложения происходит в тонком слое, прилегающем к боковой поверхности блока. Интенсивное выделение летучих по всей поверхности раздела приводит к тому, что подовая масса, находящаяся в вязкопластическом состоянии, отжимается от поверхности подового блока фильтрующими газами. В результате такого характера движения газов структура раздела шов-блок получается пористой, а адгезионная связь низкой, особенно на тех участках подины, где имеет место превышение плотности тока в катодных стержнях выше номинальной. Ослабление коэффициента связи приводит к образованию и раскрытию трещин. Следует отметить, что значительная доля прорывов металла отмечается в районах тех катодных секций, которые характеризуются повышенной токовой нагрузкой при обжиге и пуске электролизера, Наличие углублений на боковых поверхностях угольных блоков напряжениясреза, которые имеют место в шовных выступах, позволяет при формировании структуры кокса в углеродистой шахте подовой массы уменьшить продольные силы, равномерно рассредоточить усадочную деформацию шовного соединения по их длине (вдоль блока) и тем самым устранить образование и раскрытие трещин,Изучение силового взаимодействия системы блок-шов показывает, что углубления на боковых поверхностях блока в виде сквозных вертикальных пазов обеспечивают равномерное рассредоточение усадочных деформаций шовного соединения тогда, когда между шириной паза и выступом (расстояние между кромками углублений на поверхности блока) выдержано соотношение 0,5, Для подовой массы со средним гранулометрическим составом это соотношение обеспечивает выступ размером 5 - 10 мм. Однако усилия, которые возникают от действия усадочных и температурных деформаций, разрушают такие3 12719 выступы. С увеличением выступа нарушается равномерность рассредоточения усадочных деформаций и возрастает вероятность образования трещин в массиве обжигаемой углеродистой массы шовного соединения.Углубления в виде глухих отверстий с шагом (2-4)й позволяют при шахматном их расположении обеспечить прочность боковой поверхности блока, 10 равномерно рассредоточить усадочную деформацию швов и достичь монолитности подины на стадии обжига электролизеров.П р и м е р . В лабораторных усло виях монтируют подину, состоящую из углеграфитовых блоков и межблочных швов, которые готовят из антрацитовой подовой массы. Антрацитовую подовую массу 6, предварительно разогре тую до 150 С, загружают в бункер 7 и методом прошивания прессуют блок 8 размером 55 х 40 х 200 мм (фиг.3). На боковых гранях "зеленого" блока набо 4ром зубчатых колес 9 наносят углубле ния диаметром 6 мм и глубиной 3 мм с шагом (1,5-5)с 1. Блоки обжигают во электропечи со скоростью 400 С/ч, с последующей выдержкой в течение 4 ч, Для ликвидации окислительной среды щ блоки обсыпают измельченным коксиком, Обожженные блоки укладывают в ванну и в межблочный зазор шириной 40 мм забивают пневмотрамбовкой антрацитовую подовую массу, Обжиг подины проводят в условиях, приближенных к обжигу электролизера.Влияние углублений на монолитность подины поивепено в таблице.Шаг углублений менее 2 й увеличива - ет вероятность разрушения боковых поверхностей углеграфитового блока. При шаге более 4 Й не обеспечивается минимальное количество углублений, необходимое для прочной связи блока и шва, уменьшить продольные силы, равномерно рассредоточить усадочную деформацию шва по длине (вдоль блока) итем самым предотвратить образованиеи раскрытие трещин. Отсутствие трещин уменьшает вероятность попаданияалюминия под блоки в процессе эксплуатации электролизера, тем самым способствует повышению срока службыподины. Формула из обретения Подина алюминиевого электролизера, включающая подовые углеграфитовые блоки с токоподводящими стержнями и межблочные швы, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью повышения срока службы подины, на боковых гранях подовых углеграфитовых блоков в шахматном порядке выполнены углубления с шагом (2-4)д, где й - диаметр углубления. Размеры трещин в шве,мм, при шаге между углублениями Виды углублений Т-Т Блоки с глухими отверстиями 0,05 не обнаружены 0,08 14 4Наличие углублений на боковых поверхностях блоков в виде глухих отверстий повышает сцепление блока со швом и за счет напряжений среза,которые имеют место в шовных выступах, позволяет при формировании структуры кокса в углеродистой шихте шва1271914АДФиг дСоставитель А. АрнольдТехред И.Попович КорректоР Е. Си 2 ЯхманРедактор Н.ГунькоЗаказ 6312/27 Тираж 615 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,улпроектная,4