Устройство для подвода тока к самообжигающемуся аноду алюминиевого электролизера Советский патент 1986 года по МПК C25C3/16 

Фиг.1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и мйжет быть использовано для оборудования электролизеров с боковым под- водом тока к аноду.

Цель изобретения - повьшение выходов по току И энергии.

Сущность изобретения заключается в том, что при применени и штыря тре- угольного сечения и расположения его в теле анода ребром в сторону подошв анода рабочая поверхность штыря увеличивается, так как в этом случае рабочей поверхностью является пло- щадь двух его граней, прилегающих к данному ребру; возрастает также сопротивление штьфя изгибу.

При этом площадь сечения и длину штыря сохраняют низменными с тем, чтобы плотность тока в самом щтыре и распределение тока в теле анода остались в прежних (оптимальных) пределах. Очевидно, что в таком случае и металлоемкость (масса) предлагаемо го штыря будет такой же, как и для штыря круглого сечения.

Например, при использовании штыря с сечением в виде равностороннего треугольника его рабочая поверх- ность увеличивается примерно на 21%, а в виде равнобедренного треугольник с углом при вершине 30 - на 60% по сравнению со штырем круглого сечения такой же площади сечения и длины. , Соответственно на ту же величину уменьшается падение напряжения в контакте штырь - тело анода, так как оно прямо пропорционально плотности тока (обратно пропорционально площади контакта) при прочих равных условиях . Согласно расчетам момент сопротивления изгибу такого треугольного штыря с углом при вершине 30° в 1,7 раза больше, чем круглого равных площадей сечения.

Чем меньше величина острого угла в сечении штыря, тем больше положительный эффект. Однако минимально допустимая величина угла ограничена расстоянием между горизонтальными рядами штырей. Так, при шахматной схеме расстановки штырей (расстояние между штырями около АО см) указанный угол в сечении штыря не должен быть меньше 15 .

Па фиг. 1 показано известное устройство, где в спеченной части (те

0 5

)

0

0 5

ле) анода I установлен токоподводя- щий штырь 2 круглого сечения (стрелками показано направление электрического тока). На фиг. 2 показано предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 3 - то же, вид сбоку, где в спеченной части анода I установлен то- коподводящий штырь треугольного сечения 2 таким образом, что одно из его ребер 3 обращено в сторону подошвы анода 4.

Пример. В электрическом ба- алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом на силу тока 70 кА падение напряжения в контакте штырь - тело анода составляет по натурным измерениям 62 мВ. При этом штырь имеет форму конуса круглого сечения следующих размеров: длина забитой части штыря 80 см, максимальная площадь сечения Гв основании ко2

нуса) 25 см . В данном случае площадь токоведущей (рабочей) поверхности контакта между штырем и телом анода составляет 252 см (половина полной площади поверхности забитой части штыря). Момент сопротивления изгибу такого штьфя равен 17,8 см . По практическим данным уменьшение выхода по току вследствие перекосов анода из-за деформации (изриба) данных штырей составляет около 0,3 абс.%

При замене указанных штырей на штыри пирамидальной формы с сечением в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 30 , максимальной площадью сечения (в основании пирамиды) 25 см , длиной забитой час- ти 80 см (как и для круглых щтьфей) и расположении их в теле анода так, что ребра штырей при угле 30 обращены в сторону подошвы анода, площадь токоведущей (рабочей) поверхности контакта штырь - тело анода составит 403 см(площадь двух граней пирамиды, прилегающих к указанному ребру), что на 60% больше, чем при использовании круглых штырей. Момент сопротивления изгибу таких штьфей равен 30,2 см , что в 1,7 раза больше, чем для круглых. Так как падение напряжения в контакте между штьфем и телом анода обратно пропорционально площади поверхности этого контакта при прочих равных условиях, то величина падения напряжения в указанном контакте в случае применения треугольных штырей

5

5

уменьшится на 62 х 0,6 37 мВ по сравнению с круглыми штырями, что равносильно при прочих равных условиях экономии около 130 кВт-ч электроэнергии на 1 т алюминия. При этом выход по току увеличится на 0,3% за счет практически полного исключения перекосов анода вследствие деформации (изгиба) штьфей. Такое повьппе- ние выхода по току приведет наряду с

увеличением выпуска металла к соответствующему сокращению расходных коэффициентов сьфья и материалов, в том числе удельного расхода электроэнергии еще на .50.кВт-ч/т.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет сократить расход электроэнергии и увеличить выход по току при производстве алюминия электролитическим способом.

Фиг. 2

Составитель А, Арнольд Редактор А. Козориз Техред И.Попович Корректор О. Луговая

Заказ 2106/20 Тираж 615Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, А

Фиг.З