СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБОЖЖЕННЫХ АНОДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2018 года по МПК C25C3/00 

Описание патента на изобретение RU2650359C1

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии электролиза алюминия с использованием обожженных угольных анодов. Может быть использовано при электролизе в процессе установки новых анодов в электролизер после удаления отработанных.

Одной из проблем электролиза алюминия с использованием обожженных угольных анодов в настоящее время является образование неэлектропроводного (изолирующего) криолит-глиноземного слоя (корки) на поверхности анода, снижающего электрическую проводимость между расплавом электролита и анодом и сокращающего эффективность электролиза. Причиной образования неэлектропроводного слоя на поверхности анода является т.н. термошок, обусловленный разницей температур устанавливаемого анода, температура которого около 100°С, и расплавленного электролита с температурой 940-960°С.

Известен «Способ замены угольных анодов при электролизе расплава алюминия и устройство для его осуществления» (RU 94044352 (A1), DE 4344036 (A1) Anode change with heat recovery during aluminium fusion), заключающийся в перемещении при помощи транспортного контейнера и подогреве новых угольных анодов в подогревающих камерах с использованием остаточного тепла извлеченных из ванны расплава анодных остатков и/или извлеченного из ванны расплава горячего материала ванны, а затем подают в подогретом виде к ванне расплава. Для регенерации тепла и теплообмена используется теплообменник, состоящий из многокамерной системы.

Недостатком известного способа является высокие потери тепла, низкая эффективность в связи с тем, что при перемещении от нагревательной камеры до места установки в электролизере, угольный анод охлаждается. Использование в качестве топлива огарков обожженных анодов увеличивает время замены анодов, а также не может обеспечить разогрев нового анода до требуемой температуры (близкой к температуре электролита 950°С).

Прототипом является способ нагрева обожженных анодов, реализуемый в полезной модели «Установка для предварительного нагрева обожженных анодов для производства алюминия» (патент RU 157373), заключающийся в предварительном нагреве анодов в контейнере с теплоизолированными стенками за счет тепла передаваемого из организованного газоотвода.

Недостатком прототипа является низкая температура подогрева анодного блока, которая не превышает 300°С, что обусловливает сокращение технологических возможностей способа.

Технической проблемой изобретения является создание способа подготовки обожженного анода к электролизу, с расширением технологических возможностей способа путем повышения температуры нагрева поверхности.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия, включающем нагрев анода перед установкой его в расплав криолит-глиноземного электролита, согласно изобретению, нагрев анода выполняют в герметичных условиях посредством тока высокой частоты 20-120 МГц до температуры поверхности анода 350-800°С.

Техническим результатом изобретения является нагревание поверхности анода до температуры 350-800°С, что сокращает разницу температур между поверхностью анода и расплавом электролита, сокращает вероятность термошока и образование неэлектропроводного (изолирующего) криолитоглиноземного слоя (корки) на поверхности анода, способствует сохранению электрической проводимости анода и проводимости между расплавом электролита и анодом и, в целом, способствует повышению эффективность электролиза.

Техническим результатом также является расширение технологических возможностей способа подготовки обожженных анодов благодаря использованию электрического тока высокой частоты и герметичного объема для нагрева анода, что обусловливает интенсивный и скоростной нагрев анода с исключением теплопотерь.

Техническим результатом также является возникновение на аноде скин-эффекта, являющегося результатом подачи на анод тока высокой частоты и обусловливающего преимущественный нагрев поверхностного слоя анода, что способствует сокращению затрат электроэнергии при достижении высокой температуры нагрева анода.

Способ осуществляют следующим образом. Электролизный цех получения алюминия оборудуют генератором переменного тока. Частота генерируемого тока 20-120 МГц. Ведут непрерывный электролиз. Новый анод, подлежащий установке в электролизер, устанавливают в герметично изолированном объеме, например на стенде. Снабжают анод аппаратурой измерения температуры поверхности, например контактной термопарой. Присоединяют анод к генератору при помощи шин. Подают ток на анод в течение 2-10 минут до достижения на поверхности анода температуры 300-800°С. Нагретый анод при помощи подъемно-транспортных устройств, например крана-манипулятора, устанавливают в электролизер и опускают в расплав электролита. Ведут электролиз алюминия.

Похожие патенты RU2650359C1

название год авторы номер документа
Способ нагрева обожженных анодов для электролиза алюминия 2023
  • Сысоев Иван Алексеевич
  • Кондратьев Виктор Викторович
RU2812455C1
Способ подготовки подины электролизера для получения алюминия к эксплуатации 1979
  • Блюштейн М.Л.
  • Дынкин М.Е.
  • Никитин В.Я.
  • Славин В.В.
  • Федорова Т.К.
SU824690A1
Способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера 1988
  • Иванов Андрей Михайлович
  • Стриго Василий Венедиктович
  • Бочкарев Семен Артамонович
  • Багаев Юрий Александрович
  • Берстенев Владимир Владимирович
  • Самодуров Виктор Васильевич
  • Коробко Владимир Васильевич
SU1548268A1
Электролизер для производства алюминия 2018
  • Крюковский Василий Андреевич
  • Сиразутдинов Геннадий Абдуллович
RU2696124C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ 2013
  • Бажин Владимир Юрьевич
  • Фещенко Роман Юрьевич
  • Патрин Роман Константинович
  • Власов Александр Анатольевич
RU2529264C1
Способ получения алюминия электролизом раствора глинозема в криолите 2022
  • Фурсенко Владислав Владимирович
  • Лербаум Валерия Владимировна
  • Анисимова Алла Юрьевна
  • Анисимов Дмитрий Олегович
RU2812159C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ 2016
  • Крюковский Василий Андреевич
  • Сиразутдинов Геннадий Абдуллович
  • Поляков Петр Васильевич
RU2621084C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГЛЕРОДНОЙ ФУТЕРОВКИ 2013
  • Бажин Владимир Юрьевич
  • Фещенко Роман Юрьевич
  • Сизяков Виктор Михайлович
  • Патрин Роман Константинович
  • Саитов Антон Викторович
RU2522928C1
Способ получения алюминия 1990
  • Гусев Геннадий Тимофеевич
  • Казанцев Георгий Федорович
SU1772219A1
Способ питания глиноземом электролизера для получения алюминия 1989
  • Можаев Валентин Михайлович
  • Крыловский Александр Викторович
  • Поляков Петр Васильевич
  • Бурнакин Виталий Викторович
SU1713984A1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ОБОЖЖЕННЫХ АНОДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к способу подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия. Способ включает нагрев анода перед помещением его в расплав электролита. Нагрев выполняют в герметичном объеме посредством тока высокой частоты 20-120 МГц до температуры поверхности анода 350-800°С. Обеспечивается ускорение нагрева поверхностного слоя анода с исключением теплопотерь.

Формула изобретения RU 2 650 359 C1

Способ подготовки обожженных анодов для электролиза алюминия, включающий нагрев анода перед установкой его в расплав криолит-глиноземного электролита, отличающийся тем, что нагрев анода выполняют в герметичном объеме посредством тока высокой частоты 20-120 МГц в течение 2-10 мин до температуры поверхности анода 350-800°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2650359C1

0
SU157373A1
КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ АНОДНЫХ ОГАРКОВ 2008
  • Шахрай Сергей Георгиевич
  • Пингин Виталий Валерьевич
  • Попов Юрий Алексеевич
  • Ахметов Сергей Илаевич
  • Шайдулин Евгений Рашидович
RU2385973C1
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ ПИСТОЛЕТ 1998
  • Грязев В.П.
RU2138001C1
US 4592813 A, 03.06.1986
US 6558526 B2, 06.05.2003.

RU 2 650 359 C1

Авторы

Поляков Петр Васильевич

Власов Александр Анатольевич

Юшкова Ольга Васильевна

Завадяк Андрей Васильевич

Пузанов Илья Иванович

Безруких Александр Иннокентьевич

Горев Анатолий Александрович

Даты

2018-04-11Публикация

2016-11-02Подача