способ защиты анодов алюминиевого электролизера от окисления

Формула изобретения

Способ защиты анодов алюминиевого электролизера от окисления, включающий нанесение защитного покрытия на необожженные аноды и последующий их обжиг, отличающийся тем, что в состав покрытия входит ингибитор окисления углеграфитового материала, содержащий борную кислоту, и/или окись бора, и/или соли борной кислоты, при этом обжиг ведут с проникновением в поры поверхностного слоя анода паров окиси бора и/или солей борной кислоты и оседанием их на стенках пор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминия электролизом из расплавов, и может быть использовано на алюминиевых и электродных заводах при производстве обожженных анодов.

Известен способ изготовления обожженных электродов из электродной массы, в которую введена борная кислота от 0.2 до 0.5 вес.% (патент Италии N 576151, 1957. Способ предохранения угольных анодов алюминиевых электролизеров).

Недостаток такого способа изготовления угольных электродов заключается в том, что в процессе электролиза в металл переходит большое количество бора, а это не позволяет получать металл марки А85 и А8.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ защиты анодов алюминиевого электролизера от окисления, включающий нанесение защитного покрытия на необожженные аноды и последующий их обжиг (заявка ЕР 0103130, 1984. Способ получения углеродистых блоков в туннельной печи).

Недостатком известного способа является то, что сформированное покрытие находится на внешней поверхности анода и может быть легко механически повреждено во время транспортировки анода и его установки в ячейку электролизера.

Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости анодов к окислению за счет увеличения стойкости к окислению углеграфитового материала, находящегося в поверхностном слое изделия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе защиты анодов алюминиевого электролизера от окисления, включающем нанесение защитного покрытия на необожженные аноды и последующий их обжиг, новым является то, что в состав покрытия входит ингибитор окисления углеграфитового материала, содержащий борную кислоту и/или окись бора, и/или соли борной кислоты, при этом обжиг ведут с проникновением в поры поверхностного слоя анода паров окиси бора и/или солей борной кислоты и оседании их на стенках пор.

Способ реализуется следующим образом. На необожженные аноды (зеленые) наносится покрытие, содержащее борную кислоту и (или) окись бора и (или) соли борной кислоты. Затем зеленые аноды загружаются в обжиговую печь, пересыпаются засыпкой и приводится обжиг изделий.

Во время обжига изделий при повышении температуры до 900 - 950^oC из покрытия удаляются летучие компоненты, разлагается борная кислота до окиси бора. При дальнейшем повышении температуры до 1100 - 1200^oC и выше пары окиси бора и (или) солей борной кислоты проникают в изделие по образовавшимся в нем порам и оседают на стенках пор. Сформировавшаяся пленка из окиси бора и /или солей борной кислоты предохраняет углеграфитовый материал от окисления.

Проведенные эксперименты подтвердили способность окиси бора проникать в углеграфитовый материал и защитить его от окисления.

Было высверлено из зеленого анода два цилиндра диаметром 50 мм и длиной 350 мм. Один цилиндр покрыли тонким слоем смеси, состоящей из борной кислоты, воды и разваренного крахмала. Затем оба цилиндра поместили в промышленную печь вместе с зелеными анодами и обжигали по обычной схеме. После обжига на токарном станке их обточили до диаметра 36 мм.

Полученные изделия отличались друг от друга. Одно имело черный цвет с сероватым оттенком и звонкий металлический звук, а другое было черного цвета с глухим звуком. Данное отличие подтверждает присутствие в одном образце окиси бора.

Затем от каждого изделия было отпилено по три образца длиной 40 мм, которые исследовали на окисляемость и осыпаемость по методике, изложенной в ТУ 48-5-148-78, при разных условиях проведения анализа. Данные исследований приведены в таблице.

Как видно из таблицы, у образцов с окисью бора скорость окисления меньше, чем у стандартных при температуре до 800-850^oC, что говорит о наличии защитных свойств у окиси бора, находящейся в образце. При более высоких температурах (выше 800-850^oC) ингибиторы окисления не влияют на скорость окисления углерода, так как она идет в диффузионном режиме.