Способ обжига электролизеров для получения алюминия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХРЕСПУБЛИК 19) 1 4 С 2)СЗ У СВИДЕТЕПЬСТВУ ВТО дно т -це -ще -у анодом иянным токо м осопротивлен ой и азог е Р р в и а ю щ и й вьппения ср тем, что,лужбы, сок емени обжи в качестве ока ния затрат трудапуска электролиз ера,ектро ения про олнительного э олизера заливаютыбранных из группцы и хлориды алюь на подину электр расплав солей, в содержащей фтор ния, кальция и пературу распл делах 600-1000 3, О т/м,2 С при этом темма аваияодд рживаю тность в пре- о,4 а б по 971 2, о т л ито скорость ением расстояной. ем а ю и обжига ния ме егулир у у анодо по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Справочник металлурга поцветным металлам. "Производствоалюминия", М., Металлургиздат, 1с. 155, 260-261.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2439236/02,кл. С 25 С 3/0606.01.77,(54) (57) 1. СПОСОБ ОБЖИГА ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, включающий введение дополнительного электИзобретение относится к области получения алюминия и предназначено для обжига электролизеров всех типов после капитального ремонта и при пуске новых корпусов,При обжиге электролизеров для получения алюминия производится ноксование набивных участков углеродистой подины и прогрев всей футеровки. Одним из основных требований к обжигуявляется достижение достаточно высокой температурь подины (960-980 С), чем обеспечивается снижение скорости взаимодействия углеродистых материалов с натрием и, в конечном итоге, 15 повышение срока службы электролизеров.Важными требованиями яьляютсятакже сокращение затрат труда, особенно ручного, и длительности операций обжига и пуска.Распространенные способы обжигаэлектролизеров для получения алюминия предусматривают введениедополнительного электросопротивлениямежду анодом и подиной и разогрев25постоянным током. В качестве дополнительного электросопротивленияслужит металл или дробленый угольныйматериал - "орешек"1 , 2.При обжиге на металле прогревпроизводится за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока сериив угольной футеровке и аноде, алюминий заливается для улучшения контакта анода с поциной. 35Недостатком обжига на металлеявляется чизкая конечная температура подинь эг.ектролизера, редко превышающая 700 С в результате чегопуск осуществляется в неблагоприят- Оных для достижения максимальногосрока службы условиях, Кроме тогопроникновение алюминия в усадочныетрещины и щели подины может привести к ухудшению сортности металла 45после пуска,При обжиге на "орешке" слой дробленного угольного материала, помещаемого между анодом и подиной, 5 О служит дополнительным электросопротивлением, в котором выделяется тепло, в результате чего достигаемая конечная температура подины выше, чем при обжиге на металле, 55Однако обжиг на орешке связан с весьма трудоемкими операциямипо осуществлению равномерного нагрева подины и извлечению "орешка" изшахты электролизера перед пуском.Отключение электролизера на чисткуприводит к снижению температурыподины.Таким образом, существующие способы обжига с применением тока серии не позволяют обеспечить равномерный и высокотемпературный прогревфутеровки с малыми трудозатратами.Целью изобретения является повышение срока службы, сокращение затрат труда и времени обжига и пускаэлектролизера.Поставленная цель достигаетсятем, что в качестве дополнительногоэлектросопротивления на подину электролизера заливают расплав, состоящий из солей, выбранных из группыфторидов и хлоридов алюминия, кальция магния, при этом температурурасплава поддерживают в пределах600-1000 С, а плотность 2,4-3,0 т/мз,Расплавы двойной системы фторидалюминия - фторид кальция, состава,мас.Е:А 1 Гз 35-55СаГ 45-65имеют температур плавления в интервале 820-1000 С, на плотность2,4-3,0 ,выше плотности алюминия),При необходимости снижения температуры плавления в расплав вводится хлорид либо фторид магния вколичестве до 207,Изменяя содержание компонентовв вышеуказанных пределах можно подобрать температуру, наиболее соответствующую данным конкретным условиям обжига. Такой расплав не содержит в своем составе солей металлов, взаимоФдействие которых с угольными материалами вызывает их деформацию(натрий калий и др.), поэтому заливка расплава даже на холодную подину и пропускание тока серии не приведет к опасности преждевременногоее разрушения,Достижение при обжиге достаточно высокой конечной температуры подины обеспечивается более высоким,чем у угольных материалов, удельнымэлектросопротивлением расплава ивозможностью регулирования количест.ва выделяемого тепла за счет изменения междуполюсного расстоянияАлюминий, выделяющийся электро- химически на подине в процессе обжига, вследствие разности плотностей расплава и металла, всплывает вверх, вновь окисляясь на поверх ности анода, Подина, таким образом, все время покрыта слоем тяжелого расплава, который, заполняя усадочные трещины и щели, предохраняет подину от проникновения в нее алю миния.Все операции, связанные с проведением обжига, в частности заливка и выливка обжигового расплава, могут выполняться механиэированно (ва куум-ковшом) с малыми трудозатратами.При проведении обжига рредпочтительнее заливать в подготовленный к обжигу электролизер расплав, подготовленный вне данного электролизера. 20 Однако, при необходимости, подготовка расплава может производиться и в электролизере известными способами например пламенным нагревом.В этом случае может оказаться 25 необходимым целенаправленное изменение состава расплава в процессе обжига, Например, начинать наплавление расплава с самого легкоплавкого состава, а затем, по мере наплавления, вводить компоненты, повышающие температуру плавления таким образом, чтобы перегрев расплава был бы все время оптимальным с точки зрения потерь солей на испарение и санитар 35 но-гигиенических условий.Расплав можно использовать многократно, переливая из одного электролизера в другой.П р и м е р 1. Для обжига элект ролизера может быть использованрасплав состава, мас.Е:СаР 61А 1 Г 39Плотность 3 т/мн. 45 Температура плавления 820 С.Смесь солей указанного состава расплавляют в специальной печи, например в печи для наплавления электролита, в количестве, необходимом 50 для создания на подине слоя расплава высотой 3-5 см. Вакуум-ковшом переносят расплав в подготовленный для пуска электролизер, погружают анод в расплав и подключают электролизер 55 в цепь серии. Высоту слоя расплава увеличивают до 15-20 см путем заливки расплава или загрузки твердых солей. Напряжение на элекяролизерепри этом увеличивают с 2-3 В до5-8 В. Время обжига составит 10 ч,По достижении температурь футеровки,близкой к эксплуатационной - 9501000 С, обжиговый расплав извлекается вакуум-ковшом из электролизераи переносится в другой электролизер,подготовленный к обжигу, а в обожженный электролизер заливается эксплуатационный электролит и производится его пуск. Эти операции производятся без разрыва цепи и снятиятоковой нагрузки путем опусканияанода при выливке обжигового расплава,П р и м е р 2 Для обжига электролизера применяют расплав состава,мас,7:Са Г 2 51Л 1 Р 3418 Р,15Плотность 2,4 т/мТемпература плавления 600 С,Лнод подготовленного к обжигуэлектролизера устанавливают на подину. В шихту засыпают солевую смесьвышеприведенного состава, и электролизер включают в цепь серии. Послеэтого в электролизер заливают алюминий с таким расчетом, чтобы образовался слой в 4-5 см, Анод отрываютот подины, следя за тем, чтобы подошва анода была все время погружена в металле,По мере расплавления солевой смеси загружают новые порции солей донаплавления требуемого количестварасплава,При таком способе обжига боковаяфутеровка шахты электролизера защищается от контакта с расплавленным алюминием облицовкой из магнезитового кирпича.Заполнивший первоначально щелии трещины в подине алюминий вытесняется в процессе обжига более тяжелым обжиговым расплавом,По окончании обжига расглав выливается, а в электролизер заливаетсяэксплуатационный электролит.Если в корпусе (цехе) не имеется электролизеров, подготовлечныхк обжигу, обжиговый расплав разливается в металлическим формы,где затвердевает и хранится доследующего обжига,Данный способ обжига алюминиевыхэлектролизеров обеспечивает ло704308 Редактор Л.Горькова Заказ 5965/3 Тираж 636 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 сравнению с существующими способами следующие преимущества: увеличение срока службы на 0,5-1 год;уменьшение длительности обжига до 10 ч, сокращение послепусковогопериода до 1 сут за счет прогревазлектролизера на обжиге до эксплуатационных температур. Составитель А,ТарасоваТехред Ч.Надь Корректор А,Зимокосов