Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2016
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2016.12.06
Ключевые слова: электролизер, катод, блюмс, графит, графитовая фольга, электролит, защита, подина, чугунная заливка, падение напряжения, элементный состав, срок службы, Aluminum lining, Cast iron casting, Cathode, Cell, Collector bar, Contact, Elemental composition of the sample from hearth unit, Graphite, Graphite foil, Hearth, Microstructure, Porosity, Production, Protection, Resistivity, The electrolyte, Voltage drop
Аннотация: Выполнено исследование защитных свойств графитовой фольги «Графлекс», предложенной для защиты чугунной заливки и блюмсов от проникновения электролита, снижения тем самым падения напряжения в катоде и повышения срока службы электролизеров. В лабораторных ячейках проведен электролиз и рентгеноспектральным методом выполнено исследованПоказать полностьюие элементного состава для определения степени проникновения электролита в образцы из подовых блоков. В точках съемки до и после защиты фольгой определено содержание фтора и натрия. Микроструктуру и элементный состав образцов изучали на сканирующих электронных микроскопах: JSM-7001F с системой микроанализаторов Oxford Instruments для определения элементного состава и ЕVO 50 фирмы ZEISS для измерения пор. Не защищенный фольгой образец подового блока в процессе электролиза сильно пропитывается электролитом. Увеличение числа слоев фольги повышает ее защитные свойства. При защите образцов фольгой (однослойный и трехслойный материалы (толщина слоя = 0,3 мм)) средняя концентрация фтора в образце значительно уменьшается, что свидетельствует о ее высоких защитных свойствах. Установлено, что вследствие наличия пористости в фольге целесообразно использовать трехслойную защиту. Использование фольги предотвратит поступление электролита к заливке и блюмсам, а также образование слоя твердой смеси солей между стенкой паза подового блока и заливкой. В результате структура, состав чугуна и блюмса не будут изменяться, а сопротивление контакта чугун - подовый блок не будет расти в течение срока службы электролизера. Одна из функ- ций фольги заключается в перераспределении тепловых потоков и токов при отсутствии химических взаимодействий в контакте с материалами футеровки электролизера. This paper shows the work to study the protective properties of graphite foil "GRAFLEKS", proposed to protect the cast iron fill and collector bar from the electrolyte penetration, thus reducing the voltage drop in the cathode and increase the life time of the reduction cell. Samples from cathode blocks were prepared, while electrolysis in laboratory cells and measurements of elemental composition for the determination of electrolytes penetration degree with X-ray spectroscopy were performed. Total amount of fluorine and sodium was estimated in the shooting point before and after foil protection. There was carried out the analysis of microstructure and elemental composition of the samples on the microscope JSM-7001F with the microanalyzer system Oxford Instruments for the elemental composition determination and EVO 50 (ZEISS Company) for the porosity measurement. The cathode block's sample that was not protected by the foil gets impregnated by electrolyte; and multiplication of foil layers improves their protective quality. One-layered (0.3 mm width) and three-layered materials with the foil protection reduced fluorine concentration, which testifies high protective quality of the foil. The analyses results in the form of graphics with the changes of elements content and photographs are presented. In consequence of foil porosity, tree-layered protection is recommended. Foil usage will prevent the electrolyte impregnation to the fill and collector bar and the formation of a layer of solid salt mixture between slotwall of the cathode block and fill. As a result, the structure, composition of casts and collector bars will not change, while the cast contact resistance (cathode block) will not increase during the life time of the cell. One of the foil functions consists in redistribution of thermal flows and currents with the absence of chemical reactions in the contact with the cell lining materials. Protection of the cast iron fills and collector bar from the penetration of the electrolyte with the graphite foil "GRAFLEKS" is recommended. This article was written using the results of the works, carried out within the federal target program "Investigations and developments by the priority ways of development of the scientific-technological complex of Russia on 2014-2020", according to the agreement No. 14.579.21.0032 "Development of the technology of aluminium obtaining with decreasing of the consumption of electric energy on operating electrolyzers on 300-1000 kW·h/t", unique identifier RFMEFI57914X0032.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: № 12
Номера страниц: 39-43
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"