Heat-Resistant Concrete for Collector Bars of Aluminum Reduction Сells Insulation

In aluminium reduction technology it’s possible to reduce energy consumption and increase current efficiency by decreasing anode-cathode distance and horizontal currents in molten aluminium. Horizontal currents can be decreased by replacing insulation between cathode carbon block and collector bar in area of “ledge border – anode periphery projection on lining”. As an insulator it’s technologically and economically preferable to use refractory concrete which have good adhesion to steel, and chemical resistance against cryolite-alumina melt, sufficiently low compressive strength, which prevents cathode carbon block destruction in case of insulator volume expansion due to electrolyte attack. Results of the refractory concrete properties studies results in order to select the optimal bar’s insulator material composition are presentedПри производстве алюминия снизить удельный расход электроэнергии и повысить выход по току возможно за счет уменьшения расстояния между анодом и катодом МПР с одновременным снижением горизонтальных токов в расплавленном алюминии. Снижение горизонтальных токов может быть достигнуто размещением электроизоляции между катодным угольным блоком и блюмсом на участке «граница настыли – проекция периферии анода на подину». В качестве электроизоляционного материала наиболее технологично и экономично использовать жаростойкий бетон, имеющий хорошую адгезию к стали и химическую стойкость к воздействию криолит-глиноземного расплава, достаточно малую прочность на сжатие, что исключит разрушение катодного угольного блока в случае увеличения объема электроизоляционной вставки под воздействием электролита. В статье приводятся результаты исследований свойств некоторых жаростойких бетонов с целью выбора оптимального состава материала для электроизоляции блюмсов алюминиевого электролизер

Study of the State and Dynamics of Wear of The Side Lining in the Cathodes of Aluminium Cells

For increasing the service life of the side lining of the reduction cell (operating at 300kA), processes leading to the destruction of SiC blocks (from different manufactures) have been studied. Based on autopsies, X-ray spectrum and phase analyses, it has been found out that gaps and scales between SiC blocks and the shell of the cell are formed during cell operation. The mentioned defects affect the process of heat transfer and the service life of the cell. The wear rate of side blocks (from different manufacturers) has been identified. It is shown that, due to the design of the attachment of SiC block to the shell, thermal deformations of the shell (under which SiC blocks are bent) lead to the damage of SiC blocks at the upper level of the bath.Для повышения срока службы бортовой футеровки электролизеров производства первичного алюминия, работающих на силе тока 300 кА, проведено исследование процессов разрушения SiC-блоков различных производителей. На основе результатов сухих выбоек электролизеров, рентгеноспектрального и фазового анализа выявлено, что в процессе работы между SiC-блоками и кожухами электролизеров образуются дефекты в виде зазоров и слоев окалины, которые препятствуют теплопередаче и сокращают срок службы электролизеров. Проведена оценка динамики максимального износа бортовых блоков различных производителей. Показано, что из-за конструктивного защемления фланцевым листом температурные деформации кожуха вызывают изгиб карбидокремниевых блоков и их повреждение на уровне расположения зеркала расплава электролита

Study of the State and Dynamics of Wear of The Side Lining in the Cathodes of Aluminium Cells

For increasing the service life of the side lining of the reduction cell (operating at 300kA), processes leading to the destruction of SiC blocks (from different manufactures) have been studied. Based on autopsies, X-ray spectrum and phase analyses, it has been found out that gaps and scales between SiC blocks and the shell of the cell are formed during cell operation. The mentioned defects affect the process of heat transfer and the service life of the cell. The wear rate of side blocks (from different manufacturers) has been identified. It is shown that, due to the design of the attachment of SiC block to the shell, thermal deformations of the shell (under which SiC blocks are bent) lead to the damage of SiC blocks at the upper level of the bath.Для повышения срока службы бортовой футеровки электролизеров производства первичного алюминия, работающих на силе тока 300 кА, проведено исследование процессов разрушения SiC-блоков различных производителей. На основе результатов сухих выбоек электролизеров, рентгеноспектрального и фазового анализа выявлено, что в процессе работы между SiC-блоками и кожухами электролизеров образуются дефекты в виде зазоров и слоев окалины, которые препятствуют теплопередаче и сокращают срок службы электролизеров. Проведена оценка динамики максимального износа бортовых блоков различных производителей. Показано, что из-за конструктивного защемления фланцевым листом температурные деформации кожуха вызывают изгиб карбидокремниевых блоков и их повреждение на уровне расположения зеркала расплава электролита

Heat-Resistant Concrete for Collector Bars of Aluminum Reduction Сells Insulation

In aluminium reduction technology it’s possible to reduce energy consumption and increase current efficiency by decreasing anode-cathode distance and horizontal currents in molten aluminium. Horizontal currents can be decreased by replacing insulation between cathode carbon block and collector bar in area of “ledge border – anode periphery projection on lining”. As an insulator it’s technologically and economically preferable to use refractory concrete which have good adhesion to steel, and chemical resistance against cryolite-alumina melt, sufficiently low compressive strength, which prevents cathode carbon block destruction in case of insulator volume expansion due to electrolyte attack. Results of the refractory concrete properties studies results in order to select the optimal bar’s insulator material composition are presentedПри производстве алюминия снизить удельный расход электроэнергии и повысить выход по току возможно за счет уменьшения расстояния между анодом и катодом МПР с одновременным снижением горизонтальных токов в расплавленном алюминии. Снижение горизонтальных токов может быть достигнуто размещением электроизоляции между катодным угольным блоком и блюмсом на участке «граница настыли – проекция периферии анода на подину». В качестве электроизоляционного материала наиболее технологично и экономично использовать жаростойкий бетон, имеющий хорошую адгезию к стали и химическую стойкость к воздействию криолит-глиноземного расплава, достаточно малую прочность на сжатие, что исключит разрушение катодного угольного блока в случае увеличения объема электроизоляционной вставки под воздействием электролита. В статье приводятся результаты исследований свойств некоторых жаростойких бетонов с целью выбора оптимального состава материала для электроизоляции блюмсов алюминиевого электролизер