СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ АНОДА С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ Российский патент 2010 года по МПК C25C3/12 

Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия из расплавленных солей, а именно к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом при повышении плотности тока.

Известен способ управления формированием анода на электролизерах с верхним токоподводом, включающий осуществление контроля за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей (Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С.И. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987, с.113-114).

Недостатком такого способа является ухудшение качества анода из-за перегрева при повышении поддерживаемой плотности тока как из-за увеличения выделения тепла в аноде, так и за счет повышения прихода тепла в анод из электролита.

Наиболее близким к заявляемому является способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий контроль за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку во время перестановки штырей, прорезку и уплотнение периферии анода, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука, 2001, с.215-222).

Недостатком такого способа является увеличение термической напряженности и образование трещин по периферии анода, обгорание боковой поверхности анода и соответственно рост удельного расхода анодной массы и съема угольной пены из-за разогрева тела анода при повышении поддерживаемой плотности тока как за счет роста выделения тепла в аноде, так и за счет поступления тепла из электролита в анод. Это ограничивает повышение плотности тока.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ, позволяющий добиться повышения производительности электролизера путем увеличения плотности тока в аноде.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой

Δh_эл.=k Δi_A

где Δh_эл. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см;

Δi_A - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см²;

k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.

Пример. На электролизере поддерживалась средняя плотность тока 0,7 А/см² и средний уровень электролита 21 см. Поддерживаемая плотность тока в аноде была увеличена до 0,74 А/см², т.е. на 0,04 А/см² путем повышения силы тока на 9 кА. Проведены испытания шести групп электролизеров, на которых уровни электролита были понижены соответственно на 1-6 см. Результаты испытаний в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Таблица Технологические параметры и показатели Номер группы Прототип 1 2 3 4 5 6 Уровень электролита, см 15 16 17 18 19 20 21 Изменение уровня электролита, см -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 Соотношение Δh_эл./Δi_A 150 125 100 75 50 25   Уровень металла, см 46,3 46,1 46,4 46,5 46,4 46,3 46,2 Температура электролита, °С 957,8 956,2 955,5 957,3 959,4 958,7 960,5 Расход анодной массы, кг/т алюминия 530 525 520 527 534 532 540 Съем пены, кг/т алюминия 28 24 20 25 29 26 33 Выход по току, % 88,3 89,2 89,6 88,8 88,3 88,9 88,1

Согласно таблице наилучшие результаты получены по группе 3, по которой снижение уровня электролита соответствовало формуле

Δh_эл=100 Δi_A

Снижение уровня электролита приводит к повышению выхода по току и производительности электролизера за счет уменьшения перехода диспергированного алюминия в электролит, что сокращает выделение тепла в прианодном пространстве и соответственно снижает поступление тепла из электролита в анод, а также приводит к уменьшению токовой нагрузки на периферийные штыри, что снижает термическую напряженность и соответственно образование трещин по периферии анода и обгорание боковой поверхности анода и сокращает удельный расход анодной массы и съем угольной пены.

Изобретение относится к обслуживанию анода электролизера с верхним токоподводом при электролитическом получении алюминия из расплавленных солей, а именно к способу управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом путем увеличения плотности тока в аноде. Способ включает загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, прорезку и уплотнение периферии анода и поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, при этом при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой Δh_эл.=k Δi_A, где Δh_эл. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см, Δi_A - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см², k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100. Обеспечивается повышение производительности электролизера. 1 табл.

Способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, прорезку и уплотнение периферии анода и поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, отличающийся тем, что при повышении заданных значений плотности тока снижают заданный уровень электролита в соответствии с формулой
Δh_эл=k Δi_A,
где Δh_эл - изменение заданного уровня электролита, см;
Δi_A - изменение заданных значений плотности тока в аноде, А/см²;
k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.