Способ ошиновки алюминиевых электролизеров Советский патент 1992 года по МПК C25C3/16 

Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к способу получения алюминия электролизом расплавленных солей.

При получении алюминия электролизом расплавленных солей волнение и перекос поверхности металла алюминиевого электролизера снижает устойчивость процесса электролиза и его технико-экономических показателей. Это связано с образованием горизонтальных токов в катодном металле. Снижение горизонтальных токов в металле достигается за счет повышения равномерности токоподвода к аноду.

Известен способ ошиновки алюминиевых электролизеров, включающий разделение катодных шин на три самостоятельные секции и подвод тока к входным и выходным стоякам несимметрично в отношении, близком 2:1, Этот способ не обеспечивает равномерного токоподвода к аноду, так как ток к аноду подводится несимметрично.

Известен способ ошиновки алюминиевого электролизера, включающий симметричный токоподвод к аноду с подключением анодных штырей каждого ряда к одной анодной шине. Этот способ не обеспечивает равномерного токоподвода к аноду вследствие неравномерной токовой нагрузки анодных шин по их длине и неравномерного подвода тока анодными штырями, подключенными к этой шине в середине и на торцовых участках анода. При этом увеличение горизонтальных токов в аноде, перетекающих от более нагруженных его участков к менее нагруженным, приводит к увеличению напряженности магнитных полей электролизера и неравномерности подвода тока к катодному металлу.

Наиболее близким к предлагаемому является способ ошиновки алюминиевого электролизера с двусторонним токоподво- дом, включающий подключение анодных штырей каждого ряда к одной анодной шине и соединение анодных шин между собой.

Недостатком известного способа является подключение анодных штырей каждого ряда к одной анодной шине и соединение между собой анодных шин. Неравномерность токовой нагрузки катодных шин предыдущего в серии электролизера передается на токоподводящиешины анодных стояков и создает неравномерность токоподвода к торцовым участкам анода. Соединение анодных шин между собой выравнивает токовую нагрузку между анодными шинами и не устраняет указанной неравномерности токоподвода к торцовым участкам анода. Токовая нагрузка по длине анодных шин снижается пропорционально количеству

подключенных к шинам анодных штырей и имеет максимальную величину на торцовых участках анодных шин, так как крайние анодные штыри отводят ток к телу анода и

токовая нагрузка анодных шин в средней части электролизера уменьшается. Подключение каждого ряда анодных штырей к одной анодной шине приводит к повышенной токовой нагрузке торцовых участков анода

0 и снижению токоподвода к аноду в средней его части. В этих условиях создается неравномерная токовая нагрузка анода во входном торце, середине и выходном его торце, которая приводит к неравномерному подво5 ду тока к катодному металлу, образованию в катодном металле горизонтальных токов. Это создает циркуляцию и перекос поверхности металла, снижает выход металла по току.

0 Целью изобретения является повышение выхода металла по току за счет повышения равномерности токоподвода к аноду.

Поставленная цель достигается тем, что токовую нагрузку выравнивают на катодных

5 шинах предыдущего в серии электролизера шунтированием катодных шин и осуществляют симметричный подвод тока к аноду соединением групп анодных штырей с шунтирующим соединением электрически изо0 лированных между собой анодных шин,

Выравнивание токовой нагрузки на катодных шинах предыдущего в серии электролизера шунтированием катодных шин выравнивает токовую нагрузку на шинах,

5 подводящих ток к аноду. Симметричный токоподвод обеспечивает повышение равно- мерности:подвода тока к торцовым участкам анода. Соединение групп анодных штырей с шунтирующим соединением электрически

0 изолированных между собой анодных шин создает секционированный,токоподвод к аноду, повышает равномерность распределения токовой нагрузки по длине анода на каждой отдельной шине шунтирующего со5 единения анодных шин и равномерность подвода тока оттокоподводящих шин анодных стояков к группам анодных штырей, подключенным к анодным шинам. Это обеспечивает повышение равномерности токо0 подвода к аноду по его площади и к катодному металлу в проекции анода, что приводит к снижению горизонтальных токов в катодном металле, его циркуляции, перекосу поверхности, чем достигается по5 вышение устойчивости хода электролиза и выхода металла по току.

На чертеже изображена схема ошиновки для осуществления способа.

Ошиновка содержит шунтирующее соединение 1 катодных шин 2 предыдущего в

серии электролизера, шины 3, установленные в зоне шунтирующего соединения между пакетами шин продольных сторон- электролизера, равное количество шин 4, подводящих ток к торцам анода и шунтирующее соединение анодных шин 5, электрически изолированных между собой в зоне подключения анодных штырей 6. (Индексами I-VIII показаны точки измерения разности потенциалов на поверхности конуса спекания анода).

П р и м е р. На промышленном электролизере выравнивают токовую нагрузку на катодных шинах предыдущего в серии электролизера шунтирование катодных шин и осуществляют симметричный подвод тока к аноду соединением групп анодных штырей с шунтирующим соединением электрически изолированных между собой анодных шин.

Результаты измерения разности потенциалов верха конуса спекания притокопод- воде к аноду предлагаемым и базовым способом приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемый

способ позволяет повысить эквипотенциальность верха конуса, спекания, указывая

на повышение равномерности токоподвода

к аноду, а также выход по току на 0,5-1 %.

Формула изобретения

Способ ошиновки алюминиевых элект- ролизеров в серий с двусторонним симметричным токоподводом, включающим подвод тока к аноду рядами анодных штырей и анодными шинами от катодных шин, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода металла по току, токовую нагрузку выравнивают на катодных шинах предыдущего в серии электролизера шунтированием катодных шин и осуществляют симметричный подвод тока к аноду соединением групп анодных штырей с шунтирующим соединением электрически изо- лированными между собой анодными шинами.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при электролизе алюминия в электролизерах. Цель - увеличение выхода металла по току. Для этого катодные шины 2 предыдущего электролизера шунтируются соединением 1 и шинами 3, чем создается выравнивание нагрузок на выходе тока, а также симметричным распределением нагрузки по токо- подводящим шинам 4 и передачи тока по изолированным друг от друга шинам 5 к группам анодных штырей 6. Симметризация нагрузки осуществляется подбором сечения шин, обеспечивающих снижение падения напряжения между участками конуса спекания анода, как показателя равномерности подвода тока к поверхности аноды и зеркала катодного металла. За счет снижения перекосов металла и улучшения циркуляции увеличение выхода по току достигает 0,5- 1,0%. 1 ил., 1 табл.