Спосіб монтажу катодної секції електролізера для одержання алюмінію

Способ монтажа катодной секции электролизера для получения алюминия, включающий выполнение углублений в пазу блока, нанесение контактного слоя на поверхность паза блока, его расплавление и механическую обработку, отличающий* с я тем, что контактный слой наносят в углубления и на поверхность паза блока вокруг углублений на площади, ограниченной радиусом 7-75 мм от оси углубления, и выдерживают его в расплавленном состоянии в течение 5-30 секунд. С > Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается способа монтажа катодного устройства алюминиевого электролизера. Наиболее близким по технической сущности заявляемому решению является способ монтажа подовой секции электролизера для получения алюминия (з.№ 4438025. заявл. 16.05.88. положительное решение от 27.02.89). Способ заключается в том, что на поверхности паза блока выполняют углубления, наносят контактный слой на поверхность паза углеродистого блока, используя в качестве контактного материала материал с электропроводностью больше, чем у углеродистого материала, после нанесения контактного слоя его расплавляют и проивзодят механическую обработку. Кроме того, спо и соб предусматривает установку металлического токоподводящего стержня в пазу и заливку его чугуном. Однако, данный способ не обеспечивает достаточного снижения расхода электроэнергии, поскольку снижение переходного электросопротивления в месте контакта "чугун-контактный материал" и "контактный материал-углеграфитовый блок" незначительно. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ монтажа катодной секции электролизера для получения алюминия путем нанесения контактного слоя в углубления и на поверхность паза блока так, чтобы обеспечить снижение переходного электросопротивления в мосте контакта "чугун-контактный материал" и "контактный материал-углеграфитовый оо О 4728 блок", что приводит к снижению расхода электроэнергии. Поставленная задача решается тем, что в способе монтажа катодной секции элект ролизера для получения алюминия, в ключа- 5 ющем выполнение углублений в пазу блока, нанесение контактного слоя на поверхность паза блока, его расплавление и механиче скую обработку, согласно изобретению, кон тактный слой наносят в угубления и на 10 поверхность паза блока вокруг углублений на площади, ограниченной радиусом 7-75 мм от оси углубления, и выдерживают его в расплавленном состоянии в течение 5-30 секунд. 15 Контактный слой наносят в углубления и на поверхность паза блока вокруг углублений и выдерживают его в расплавленном состоянии, при этом расплавленный контактный материал, проникая в поры и несплош- 20 ности углеграфита, обеспечив ает значительное увеличение истинной поверхности соприкосновения и образование над ежного ко нтакта межд у материалом контактного слоя и блоком, приближает кон- 25 тактный слой к рабочей поверхности катодного блока. Нанесение контактного материала на поверхность паза блока вокруг углублений на площади, ограниченной радиусом менее 30 7 мм, приводит к увеличению переходного электросопротивления в катодной секции, что объясняется недостаточной величиной площади контакта между чугуном и сплавом. Превышение эаявленой величины ради- 35 уса приводит к увеличению сопротивления катодной секции, т.к. при этом не улается эффективно прогреть контактный материал, нанесенный на поверхность паза, и обеспечить надежный контакт между сплавом и 40 углеграфитом. Если время выдержки контактного мате риала, нанесенного на поверхность паза блока, в расплавленном состоянии менее 5 сек, то это ведет к увеличению переходного 45 электросопротивления в месте контакта блок-блюмс, поскольку этого времени недо статочно для пропитки и при этом не обес печивается надежный контакт материала сплава с углеграфитом. 50 Время выдержки контактного материала в расплавленном состоянии более заявляемого предела ведет к увеличению переходного электросопротивления в контактном соединении блюмс-блок. При этом 55 происходит выгорание легирующих элементов контактного материала, на его поверхности образуется пленка окислов, плохо удаляемая механическим путем и нераство ряющаяся в контактном заполнителе (чугуне), что препятствует образованию хорошего контакта чугуна с ко нтактным материалом. Монтаж катодной секции электролизера для получения алюминия осуществляют следующим образом. На поверхности паза углеграфитового блока выполняют углубления, затем производят нагрев поверхности паза блока до температуры 900-1500°С, в углубления и на поверхность паза блока вокруг углублений на площади, ограниченной радиусом 7-75 мм от оси углублений, наносят слой контактного материала, который хорошо растворяется в чугуне, пропитывает графит и о б л ад а е т у д ел ь н ы м электросопротивлением меньшим, чем углеграфит и чугун. На Днепровском алюминиевом заводе осуществлен монтаж катодной секции электролизера для получения алюминия. Для этого на поверхности паза углеродистого блока 1800x400x550 мм марки ПБУ СТУ48-1221-85) выполнены углубления глубиной 60 мм. Поверхность паза нагрета до температуры 1200°С, в углубления и на поверхность паза блока вокруг углублений нанесен контактный материал путем его расплавления и пропитки углеграфита. Проведен нагрев контактного материала, нанесенного на поверхность паза блока. После электродуговой обработки была подвергнута механической обработке металлической щеткой открытая поверхность нанесенного контактного сплава. Весь процесс расплавления и пропитки проведен при помощи электродугового источника тепла на основе самоспекающегося термохимического катода в воздухе на токе 400-500 А (источник тока ВДУ-506). В качестве основных компонентов контактного сплава использованы: медь и добавки титана или циркония и совместно титана и циркония. После зачистки поверхности паза блока установлен стальной токоподводящий стержень (блюмс 3800 х 115 х 230) и свободное пространство между блюмсом и углеродистым блоком залито чугуном, содержащим, мас.%: углерод - 2,0-4,8; кремний - 2,0-3,6; фосфор-0,8-1,0. Результаты приведены в таблице. На основе результатов, приведенных в таблице, можно сделать вывод о том, что в способе монтажа катодной секции электролизера для получения алюминия только заявляемые пределы величин обеспечивают эффективное снижение переходного сопротивления и катодной секции электролизера (примеры 2-4. 7-8, 10, 11). 4728 Результаты замеров электросопротивления подовых секций Пример Основные компоненты контактного материала Cu-TI Cu-Zr Cu-TI-Zr Время на- Радиус плогрева конщади наTSXTHOrO несенного материала контактнона поверх- го материаности паза ла, мм блока, сек * 1 2 3 + — •*