Катодный кожух алюминиевого электролизера Советский патент 1984 года по МПК C25C3/08 

Изобрегение относится к овегной мегаллургии, в часгносги к получению алюминия электролиэс К1жопигоглиноземного расплава в алюминиевых элект ропизерах.Известен металлический катодный кожух алюминиевсго электролизера, на днише которого размешешл попые коробчатые секции, соединенные с магис ралями для подачи воздуха Llj .

Недостатками такого кожуха являются сложность в эксплуатации и ненадежная работа системы воздушного охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является катодный кожух алюминиевого электролизера, включак щий металлический футерованный кожух с наружной теплоизоляцией днища из

центрального и периферийного слоев.

Теплоизоляция выполнена в виде сталных коробок двух видов, которые образуют две замкнутые, не сообщающиеся между собой полости - центральную и периферийную. В обе полости нагнетается воэдух для регулирования теплосъема с днища С .

Однако этот электролизер характеризуется сложностью монтажа, обслуживания и неустойчивой работой устройств

Кроме того, при небольшом 1герми - ческом сопротивлении наружной теплоизоляции подовая настыль занимает значительную площадь подины под анодся, в ванне содержится много глиноземисто осадка, коржей.

Известные технические решения не обеспечивают теплосъем с днища, при котором настыль покрывает подану лишь в зоне расположенной между вертикальными гранями анода и бортовыми спинками катода.

Цель изобретения - повышение выхода по току и снижение расхода электр энергии. I . .

Поставленная цель достигается тем,

что в катодном кожухе алкминиевого электролизера, включающем металлический футерованный кожух с наружной теп лоизоляцией днища, наружная теш10И31 ляция днища выполнена из центрального и пе1жферийного слоев, причем плошадь центрального слоя составляет 0,5-О,8 площади днища, а термическое сопротивление Центрального слоя на (Т,1 0,6 - С/ккал ниже термическгатЭ сопротивления периферийного слоя.

Изменение отношения площади центрального наружного теплоизоляционного слоя к площади днища необходимо в связи с пропиткой футеровочных материалов и увеличением теплопотерь катодом в зависимости от длительности эксплуатации электролизера. Через полгода после пуска электролизера отношение площадей устанавливают равным 0,8.

При отношении более 0,8 ширина подовой настыли чрезмерно велика, в результате этого значительная часть подны под анодом покрыта настылью, глиноземистым осадком, коржами. АН ьмальные размеры настыли приводят к дестабилизации технологического режима и снижению выхода по току.

Затем с увеличением срока службы изменяют отношение площадей и устанавливают его равным 0,5 через 3,5-4,0 г после пуска электролизера.

При отношении площади поверхности центрального теплоизоляционного слоя к площади днища менее 0,5 ширина подовой настыли, т.е. расстояние от кромки настыли до бортовых блоков,будет меньше допустимой величины (меньше расстяния между анодом и бортовыми стенками катода), что приводит к работе электролизера в борта, снижению выхода по току и преждевременному разрушению футеровки.

Предлагаемая наружная теплоизоляция не подвержена пропитке компонентами расплава. Крсяле того, периферийный теплоизоляционный слой периодически (не Менее 3-4 раза все время эксплуатации электролизера) наращивают, что позволяет стабилизировать суммар- . ные теплопотери катодным кожухом, которые на электролизерах с известными конструктивными решениями катодного устройства возрастают в зависимости от длительности работы агрегата.

Если разница в термическом сопротивлении теплоизоляционных слоев, расположенных в центральной и периферийной частях менее 0,1 м .- С/ккал, то температура днища в центре достигает величины, при которой заметно ухудшав-.- ются прочностные характеристики стали. Если же указанная разница в термическом сопротивлении более 0,6 м Ъ/кка то температура днища по периферии будет слишком высокой.

Таким образом, наружная теплоизоляция, выполненная с учетом вышеуказанных пределов по соотношению площадей и термического сопротивления теплоизоляционных слоев, по сравнению с известными техническими решениями прэвопяет практически без снижения прочности катодного конуха достичь оптимальных размеров подовой настыли, улучшения техвопогни, увеличения выхода по току и снижения расхода электроэнергии.

На чертеже изображено катодное устройство, продольный разрез.

Устройство состоит из кожуха 1- со стальным днищем 2, внутренней 4утеров ки 3, сборной наружной теплоизоляции днища 2, включающей центральный 4 и периферийный 5 слсж.

При монтаже электролизера с верхним токоподводом в двухэтажном корпусе при поМоши приваренных к днищу 2 специальных крепежных деталей устанавливают теплоизоляционные слои из

асбослюды с удельной теплопроводностью 0,134 вт/МГрад, причем толщина цен1 рального слоя 4 составляет 40 мм, а периферийного слоя 5-2.0 мм.

Утепление днища позвовхяет уменьшить ширину подовой настыли на 2О-40 см. При этом частота, возникновения анодных эффектов сокращается с 2,7 до 1,5 шт/ сут, снижается падение напряжения в подине на 25 мВ, уменьшается толщина слоя глиноземистого осадка на 4-6 см, в 2,5 раза снижается количест во случаев образования коржей на поцине и понижается темпераТгура электролита на 3,,

Применение изобретения позволяет повысить выход по току на 1% и снизить расход электрической энергии на 150 на 1 т алюминия.

КАТОДНЫЙ КОЖУХ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА, включающий металлический футерованный кожух с наружной теплоизоляцией днища, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по току и снижения расхода электроэнергии, наружная теплоизоляция днища выполнена из центрального и периферийного слоев, площадь центрального слоя составляет 0,5-О,8 площади днища, а термическое сопротивление центрального с слоя на О,1-0,6 С/ккап ниже термического сопротивления периферий « ного слоя. W CZ 4j со О5 ;о х