Катодное устройство

Гексабориды редкоземельных элементов нашли широкое применение в электронной технике для катодов мощных генераторных устройств. Так, например, гексабориды лантана и иттрия обладают высокими термоэмиссионными свойствами. Высокая стойкость катодных устройств из боридов обеспечивает возможность их использования при температурах до 1500—1600° С для работы в вакууме. Важнейшим преимуществом боридных катодов является их стойкость против ионной бомбардировки. Установка катода из борида лантана в ионном источнике циклотрона повышает срок службы катодного устройства в 10—15 раз по сравнению с использованием катодов из тантала. [c.417]

Современные катоды являются изделиями оптимальной конструкции, изготовлены из тщательно подобранных материалов и с применением новейшей технологии и рассчитаны на срок службы более 10 лет. Однако срок службы катодного устройства в значительной степени зависит от способа обжига, метода пуска и качества эксплуатации электролизера. Катодное устройство электролизеров всех типов состоит из одних и тех же основных элементов — катодного кожуха, угольной футеровки (подовая и бортовая), огнеупорной и теплоизоляционной футеровки. Однако конструктивное выполнение этих узлов может различаться весьма существенно. [c.164]

Катодные кожухи. Пропитка футеровки компонентами расплава, термические воздействия и физико-химические превращения в материалах катода в процессе работы ванны создают значительные усилия, воздействующие на стенки катодного устройства, приводят к его деформации и разрушению. Для обеспечения надежной и длительной работы ванны катодный кожух выполняют жесткой конструкции, способной противостоять возникающим усилиям. [c.164]

По устройству катодного кожуха различают два вида катодного устройства с металлическим или железобетонным днищем и без днища. Для электролизеров небольшой и средней мощности до настоящего времени катодные кожухи выполняют прямоугольной формы без днища и монтируют их только в одноэтажных корпусах. На заре развития алюминиевой про- [c.164]

Рис, 5.1. Продольный разрез катодного устройства с кожухом без [c.165]

Другой модификацией кожуха являются катодные кожухи с днищем. Они могут применяться на электролизерах всех типов и устанавливаться как в одноэтажных корпусах на фундаментах, так и в двухэтажных корпусах на специальных ригельных балках. Один из возможных вариантов такого катодного устройства представлен на рис. 5.2. [c.166]

Рис. 5.2. Катодное устройство с кожухом с днищем.

Монолитные катоды (рис. 5.5, а) сооружают путем набойки катода пластичной подовой массой. Это самый дешевый тип катодного устройства, но из-за низкого качества сформованной и обожженной подины, вьщеления большого количества смолистых соединений при обжиге они в настояш,ее время не находят применения. [c.170]

Как видно из данных табл. 5.3 и 5.4, теплопроводность изоляционных материалов на порядок ниже огнеупорных, однако механические свойства неизмеримо выше у огнеупоров. Поэтому в современных катодных устройствах применяют комбинированную (сэндвичевую) изоляцию, у которых верх- [c.179]

После подвески анода одним из рассмотренных способов зачищают контактную часть штыря на высоту от существуюш,е-го положения до места нового контакта штыря с анодной ошиновкой, ослабляют все зажимы, прижимающие штыри к анодной ошиновке, и одновременно включают основной и вспомогательный механизмы. Основной механизм перемещает анодную раму вверх, а вспомогательный — анодный кожух вниз. Но, так как вспомогательный механизм расположен на движущейся вверх анодной раме, положение анодного кожуха по отношению к неподвижному катодному устройству будет оставаться неизменным. В процессе перемещения анодной рамы контакт между штырем и анодной шиной будет скользящим и поэтому возможны на некоторых штырях искрения. [c.196]

Перед отключением электролизера с ВТ с него снимают газосборный колокол, извлекают (если они используются) ребра охлаждения жидкой фазы анода, убирают все сырье. После отключения ванны, что осуществляется путем установки перемычек на катодной ошиновке (см. рис. 5.15, 7), разваривают узлы ошиновки и выливают из шахты максимально возможное количество электролита и металла. Анод отключенного электролизера извлекают из ванны с помощью мостового крана или специального приспособления для выкатки. Катодное устройство ремонтируют на месте установки или — при достаточной грузоподъемности мостового крана — вывозят в торец корпуса или в цех капитального ремонта (ЦКР). [c.207]

Демонтаж катодного устройства в цехе капитального ремонта обычно выполняют, отрезая боковую стенку катодного кожуха, после чего извлечение футеровки не представляет особых трудностей. [c.207]

Одновременно с ремонтом катодного устройства ведут необходимые ремонтные работы на анодном устройстве устра- [c.207]

Монтаж катодного устройства является ответственной операцией, от качества проведения которой в значительной мере зависит срок службы ванны. [c.208]

При этом периферию цоколя кладут на растворе, а центральную часть цоколя — "насухо", но шьы в кладке засыпают мелким шамотным порошком. При ремонте катодного устройства в двухэтажных корпусах, перед установкой нового или отремонтированного катодного кожуха проверяют опорные конструкции, на которые устанавливается кожух и при необходимости ремонтируют или заменяют их. После установки кожуха на место футеровочные работы в нем проводятся так же, как и в кожухе без днища. [c.209]

Перед установкой бортовой футеровки поверхность бровки очищается, а на поверхности бортовых плит, которая обращена к периферийному шву, делают насечку для лучшего контакта с подовой массой. Бортовые блоки скрепляются между собой подовой массой, которую набивают специальной трамбовкой в полукруглые замковые пазы, отформованные на боковых гранях блока. Завершается монтаж бортовой футеровки набойкой массы между верхом бортовых блоков и фланцевым обрамлением верха катодного устройства. [c.210]

Средний срок службы зависит от конкретных условий эксплуатации, конструкции катодного кожуха и футеровки, качества футеровочных материалов, уровня квалификации работников и понимания ими химических и физических процессов, происходящих в катоде. Поддержание заданных режимов эксплуатации ванны является наиболее важным, так как при их нарушении катодное устройство любой конструкции не может служить долго. По данным, приведенным в [5], средний срок службы ванн на зарубежных заводах составляет 2300—3650 сут, но указывается, что на многих заводах он значительно короче. [c.248]

Авторы [5] считают вторым важным фактором разрушения подин пропитку блоков электролитом. Под воздействием изменений технологических параметров процесса электролиза электролит периодически расплавляется и вновь кристаллизуется, что вызывает напряжения на стенке пор. Если эти напряжения превышают предел механической прочности угольного материала, то в подовых блоках появляются новые трещины. Есть основания полагать, что проникший в поры катодных блоков электролит увеличивает количество трешин в теле материала и в конце концов ускоряет процесс деформации угольной подины и катодного устройства в целом. [c.254]

При проведении ремонта катодных устройств изношенную футеровку заливают водой, которая, вступая во взаимодействие с натрием и карбидом алюминия, разрушает и крошит углерод. Реакция сопровождается сильным вспучиванием подины, и возникающие при этом усилия зачастую больше, чем при эксплуатации ванны. Отсюда ясно, что заливка отработанного катода водой практически всегда приводит к дополнительным деформациям кожуха и нередко к его полному разрушению. Поэтому разрушение изношенной футеровки без применения воды более предпочтительно, но требует специального оборудования и больших затрат труда. Однако такие затраты окупаются за счет увеличения срока службы ванн. Поэтому разработка и внедрение средств механизации для "сухого" демонтажа подины весьма актуальны. [c.261]

Внутрицеховой транспорт является важным звеном, от четкой работы которого зависит эффективность работы обслуживающего персонала. Внутри корпусов для перевозки отдельных видов сырья, материалов, штырей или анодных блоков, а также для вывозки демонтажного мусора при капитальном ремонте ванн и завозке материалов для монтажа катодных устройств используются мостовые краны или грузовые тележки специальных кранов (штыревые краны в корпусах с электролизерами с ВТ и комплексные краны в корпусах с ваннами с ОА). [c.307]

Потери фтора на пропитку футеровки. Методика расчета этих потерь подробно приведена в [1, 5]. Здесь же отметим, что она учитывает содержание фтора в элементах катодной футеровки, которые приведены в [6], срок службы катодного устройства, массу всех видов футеровки и степень их износа, а также увеличение массы за счет пропитки компонентами расплава. По этим расчетам [1], потери фтора с футеровкой наиболее распространенного в России электролизера типа С8-БМ составляют около 11,5 кг/т алюминия. Пользуясь этой методикой, можно определить потери фтора с футеровкой для всех типов катодных устройств. [c.374]

Высота слоя технологического алюминия в шахте электролизера оказывает определенное влияние на выход по току при прочих равных условиях и всегда принимается во внимание при подборе технологических параметров процесса. Чем выше интенсификация процесса (плотность тока) при одинаковых конструктивных размерах электролизера, тем большим должен быть уровень жидкого металла. Технологический металл способствует выравниванию теплового поля под анодом электролизера за счет высокой теплопроводности алюминия и отвода тепла через боковые стороны катодного устройства. Уменьшение уровня металла при прочих равных условиях приводит к снижению выхода по току. [c.238]

Современные алюминиевые электролизеры по конструкции катодного устройства разделяются на электролизеры с днищем и без днища, с набивной и блочной подиной по способу токоподвода — с односторонней и двусторонней схемой ошиновки по способу улавливания газов — на электролизеры открытого типа, с колокольным газоотсосом и укрытого типа. [c.243]

По мере развития алюминиевой промышленности менялись размеры электролизера, потребляемая мощность и производительность, отдельные элементы узлов и их конструкция, но перечисленные выше основные узлы — анодное и катодное устройство, ошиновка для подвода тока и система газосбора — имеются на электролизере любой конструкции и мощности. В работе [1, с. 86] приведены схемы, характеризующие динамику изменения конструкций электролизеров вплоть до начала 60-х годов. В настоящее время сила тока на промышленных электролизерах приближается к 300 кА, и поэтому их конструкция претерпела существенные изменения и отличается от приведенных в работе [1]. [c.163]

Важнейшим элементом развития полумонолитных клееных катодных устройств являются самотвердеющие клеи для соединения углеродистых изделий между собой и для соединения катодного блока с токоотводящими блюмсами. Широкие работы по применению клеев ведутся за рубежом [3] и в отечественной практике [7]. Состав, технология изготовления и применение, а также эксплуатационные характеристики этих новых материалов подробно описаны в [3, 7]. Результаты этих исследований дают основания полагать, что конструкции полумонолитных подин с вклеенными блюмсами в скором времени найдут широкое применение и, в первую очередь, на мощных и сверхмощных электролизерах, где от их использования можно получить максимальный эффект. [c.177]

Эти весьма важные операции для электролизеров всех типов подробно описаны в монографии А.С. и М.А. Беляевых [5] и n0T0 ty в данной работе рассмотрены лишь основные вопросы, связанные с проведением капитального ремонта катодного устройства электролизеров. Необходимо отметить, что вышедший в 1989 г. капитальный труд известных специалистов М. Серли и Х.А. Ойе [3], основпнньн 1 на опыте работы в научных учреждениях и производственных фирмах Норвегии, в значительной степени восполнил пробел в отечественной научной и учебной литературе по вопросам, касающимся применения углеродистых и теплоизоляционных материалов в конструкциях алюминиевых электролизеров. Кроме того, в этой работе подробно расс ютрены вопросы контроля и поведения углеродистых и теплоизоляционных материалов в процессе обжига и пуска электролизеров, а также наиболее типичные виды разрушений катодных устройств. К сожалению, работа [3] издана на английском языке, а тираж русского перевода столь невелик, что она доступна лишь ограниченному числу специалистов. [c.206]

Последовательность всех технологических и механомонтажных операций, проводимых при ремонте катодных устройств разного типа, как на месте установки, так и в ЦКР, подробно освещена в работе [5]. [c.211]

Падение напряжения в катодном устройстве. Для практических расчетов падения напряжения в катоде (в милливоль- [c.289]

Значительная часть фтора теряется с отработанной футеровкой электролизеров (см. гл. 11), которая достигает на наиболее распространенных в России электролизерах типа С8БМ 11,5 кг/т алюминия [12]. Радикальные способы снижения потерь фтора по этой статье — увеличение срока службы катодного устройства и переход на применение электролизеров с О А, катодная плотность тока в которых выше, благодаря чему удельный объем футеровки снижается. Проведенные работы по утилизации отработанной футеровки (ОФЭ) показали принципиальную возможность извлечения из нее ценных компонентов — глинозема, фторидов, углерода. Однако экономически они оказались убыточными, поэтому в мировой практике нет действующих мощностей по извлечению из ОФЭ ценных компонентов. По-видимому, наиболее целесообразно организовать ее использование в черной металлургии при выплавке чугуна и стали [12]. [c.407]

Катодное устройство представляет собой подину ван1 Она выложена из угольных блоков, связанных угольной бойкой. В катодные блоки введены стальные стержни, за, тые для создания хорошего электрического контакта чу ном. [c.352]

Рис. 156. Электролизеры с различными анодами и токоподводом а — с самообжигающимсЯ анодом, боковой токоподвод б — с самообжига щимся анодом, верхней токоподвод в — анод из предварительно обожжеии блоков (многоанодный) г— с анодом из предварительно обожженных блок (блочный) / — катодное устройство 2 — анод 5 — токоподводящие штыр 4 — анодная ошиновка 5 -- газосборное укрытие

Катодное устройство алюминиевого электролизера предназначено для создания условий, необходимых для протекания процесса электролиза в криолито-глиноземном расплаве. Поскольку [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...