Алюминиевый электролизер Советский патент 1988 года по МПК C25C3/02 

Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к конструкции электролизера.

Целью изобретения является повышение производительности электролизера за счет регулирования теплового р ежима.

На чертеже приведен пример выполнения алюминиевого электролизера, поперечньй разрез.

Алюминиевый электролизер состоит из катодного кожуха 1, футерованного изнутри огнеупорными теплоизоляционными материалами 2, углеграфитовыми подовыми боками 3 с катодными стержнями 4, и днища 5. Шахта ванны заполнена слоем 6 алюминия и слоем 7 электролита. Внутренняя поверхность борта

ванны в зоне электролита покрыта гар- 20 у кВт/п.м.), находящегося на расниссажем 8, а в зоне металла нас- тылью 9. В огнеупорной теплоизоляционной футеровке 2 вдоль продольной стороны катодного кожуха 1 расположен внутренний источник 10 тепла, который соединен с катодными стержнями 4 гибкими токоподводящими лентами 11. Электропитание йнутреннего источника тепла осуществляют от ши- нопровода серии электролизеров.

Влияние нагревательных элементов, установленных в теплоизоляционной футеровке, на выход алюминия по току и на производительность электролизера получено экспериментально. При этом мощность источника тепла О,138- кВт на погонный метр длины борта катодного кожуха. Нагревательный элемент выполнен из ленты 1Х18Н9Т.

25

30

35

стоянии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2Н-1,5Н.

Нижний предел 0,002W снижает эффективность регулирования геометрических размеров .настыли. При мощностях более 0,02W нагревательные элементы склонны к перегреву и снижению их срока службы. Удаление внутреннего источника от вершины двугранного угла катодного кожуха на расстояние более 1,,5Н приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширения. Внутренние ист очники, установленные на расстояниях меньших 0,2Н, мало , оказывают влияние на геометрические размеры настыли.

Изменение геометрии настыли обес0

5

щади поперечного сечения, которую рассчитывают из фигуры, образованной сторонами двугранного угла шихты ванны и внешним контуром самой настыли.

В табл. 1 и 2 приведены результаты экспериментальных данных площади поперечного сечения настыли и выхода алюминия по току в зависимости от мощности внутреннего источника тепла и места его расположения в теплоизоляционной футеровке катодного кожуха.

Как видно из табл. 1 и 2, с помощью внутреннего источника тепла наибольший выход алюминия по току (86-98%) получают для внутреннего источника тепла мощностью 0,002-0,02 мощности электролизера (или 0,145

0

5

стоянии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2Н-1,5Н.

Нижний предел 0,002W снижает эффективность регулирования геометрических размеров .настыли. При мощностях более 0,02W нагревательные элементы склонны к перегреву и снижению их срока службы. Удаление внутреннего источника от вершины двугранного угла катодного кожуха на расстояние более 1,,5Н приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширения. Внутренние ист очники, установленные на расстояниях меньших 0,2Н, мало , оказывают влияние на геометрические размеры настыли.

Изменение геометрии настыли обес

Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к конструкции электролизера. Целью изобретения является повьшение производительности электролизера за счет регулирования теплового режима. Электролизер состоит из катодных стержней 4, внутреннего источника тепла 10, гибких токоподводящих лент 11. Применение внутреннего источника тепла 10 позволяет выравнивать геометрические размеры настыли по ширине и длине ванны, обеспечить устойчивый тепловой и электрический режимы работы электролизера. 1 ил., 2 табл. (/) Од ;0 СП

Джоулево тепло, выделяемое в нагрева- Q печивает улучшение токораспределетельном элементе, регулируют изменением величины тока. Испытаны внутренние источники тепла мощностью 0,001W, 0,002W, 0,01W, 0,02W и 0,03, где W - мощность электролизера. Источник устанавливают на расстояниях от вершины двугранного угла катодного кожуха в плоскости его биссектрисы, равных 0,1Н; 0,2Н; 0,5Н; 0,7Н; 1,5Н.и 1,6Н, где Н - толищна теплоизоляционного слоя футеровки. Продолжительность каждого опыта 4 мес. В течение испытания измеряют форму рабочего пространства, температуру электролита, уровень электролита и металла, крио- литовое отношение. Производительность электролизера оценивают выходом алюминия по току. Геометрические размеры настыли представлены в виде пло5

0

5

ния по катодным стержням подовых блоков. Отношение рабочих площадей (свободной от настыли) для известных электролизеров 1,29, а предлагаемого- 0,99. В результате улучшения токорас- пределения по катодным стержням дополнительные электродинамические силы уменьшаются в 1,5-2 раза по сравнению с известными электролизерами. Это подтверждается уменьшением перекоса металла на 1-2 см и снижением скорости циркуля1щи алюминия и уменьшением тепловой энергии за счет обратной реакции окисления растворенного алюминия анодными газами.

Вьгравнивание геометрических размеров настьши по ширине и длине ванны за счет применения внутренних источников тепла в огнеупорной теплоизоля314461954

ционной футеровке позволяет обеспе-нями, отлич ающийся тем,

чить устойчивый тепловой и электри-что, с целью повьшения производит ел ьческий режимы работы электролизераности электролизера за счет регулии, тем самым, улучшить его технико-рования теплового режима, он снабжен

экономические показатели,дополнительным внутренним источником

тепла мощностью 0,002-0,02 мощности Формула изобретенияэлектролизера, расположенным в слое

теплоизоляционной футеровки на-расАлюминиевьй электролизер, включа- Q стоянии 0,2-1,5 ее толщины в плоскос- кшщй катодньй кожух с днищем, тепло-ти биссектрисы двугранного угла, обизоляционную футеровку, углеграфито-разованного стенкой и днищем катодвые подовые блоки с катодными стерж-ного кожуха.

Таблица 1