Анодное устройство алюминиевого электролизера Советский патент 1993 года по МПК C25C3/12 

Предлагаемое техническое решение относится к производству алюминия электролитическим способом. В настоящее время на электролизерах с верхним токоподво- дом, оборудованных колокольным газосборником, нижняя боковая поверхность . тела анода недостаточно надежно защищена от окисления ее кислородом воздуха. Это приводит к повышенному содержанию угольной пены в электролите, т.е. к нарушению нормального технологического процесса и снижению выхода по току. Об этом говорит и тот факт, что на электролизерах с боковым токоподводом, не имеющих коло- кольйого газосборника, образование угольной пены в несколько раз меньше, чем на электролизерах, снабженных этим газосборником.

Известен электролизер для получения алюминия. Известное техническое решение позволяет уменьшить вредное влияние газосборного колокола тем, что его установили не на анодном кожухе, как обычно, а на борту катодного кожуха. Кроме того, известное техническое решение позволяет отделить нижнюю боковую поверхность анода от окружающей среды, способствующей

окислению ее кислородом воздуха, глиноземной засыпкой, размещаемой на корке электролита между анодом и газосборным колоколом. Однако самонамораживание корки электролита в промежутке между телом анода и газосборником, установленным на борту катодного кожуха, является маловероятным, т.к. этот промежуток испытывает наиболее высокую тепловую нагрузку. Поэтому защита боковой поверхности анода глиноземной засыпкой является также маловероятной.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является анодное устройство, выполненное в виде наклонных, окружающих анод заслонов-металлических листов, установленных в направляющих с возможностью перемещения в них. Заслоны являются внешней стенкой небольших бункеров, в которые загружают глинозем. Внутренней стенкой этих бункеров является анодный кожух, а боковыми стенками - направляющие. Нижний слой глинозема, находящийся в непосредственной близости от ванны, может быть заменен криолитом или кусочками использованного электролита. Таким образом, бункеры предназначены не

уч

49

fe

ч| Ю

00

о

только для питания электролизера, но и для защиты боковой нижней поверхности анода от окисления.

Недостатком известной конструкции является то, что боковая поверхность анода под нижней кромкой анодного кожуха защищена от окисления атмосферным воздухом постоянно обновляющейся глиноземной засыпкой, которая является недостаточно надежной защитой от проникновения через нее воздуха.

Целью изобретения является повышение срока службы путем предохранения нижней боковой поверхности анода от окисления,

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем анод, анодный кожух, пояс, установленный с зазором к телу анода, заполненным глиноземной засыпкой, нижняя часть зазора между поясом и анодом под глиноземной засыпкой заполнена застывшим электролитом.

Общими признаками предложенного технического решения и прототипа являются наличие пояса (заслонов), образующего зазор с телом анода, заполненный глиноземом.

Отличительной особенностью предложения является то, что нижняя часть зазора между поясом и анодом подглиноземной засыпкой заполнена застывшим электролитом в виде сплошного намороженного монолита, тогда как у прототипа весь зазор заполнен глиноземом, Известное решение допускает наличие в бункерах электролита, но только в виде отдельных кусочков, чтобы не препятствовать прохождению глинозема в ванну. Однако в таком виде электролит недостаточно надежно защищает анод от внешней окислительной среды. Таким образом, данное предложение позволяет более надежно изолировать боковую поверхность анода от окисления воздухом.

Сравнение предложенного технического решения с другими известными показывает, что ни в одном из известных не использовалось для защиты боковой поверхности сочетание застывшей электролитной, керки с глиноземной засыпкой. Следовательно предложение отвечает критерию Существенные отличия.

На фиг,1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство представляет собой анод 1 с анодным кожухом 2. К нижней кромке анодного кожуха 2 прикреплен пояс 3 через

ребра 4, образующий зазор А (размером 5-8 см), заполненный в нижней части застывшим электролитом 5, а в верхней части глиноземной засыпкой 6. При этом электролит

5 намораживают в зазоре Б с таким расчетом, чтобы он соединился со стенкой анодного кожуха 2 и стал продолжением анодного кожуха с минимально возможным зазором В (размером 5-10 см) до уровня

расплавленного электролита 7 в ванне 8.

Каждое ребро 4 частично выступает за пределы зазора Б. Такое выполнение позволяет использовать их не только для крепления пояса 3 к кожуху 2, но и для отвода тепла

от намороженного в зазоре Б электролита 5. Для повышения теплоотводящих свойств ребра 5 могут быть снабжены отверстиями 9.

Проем между анодом 1 и ванной 8 перекрыт электролитной коркой 10, на котором имеется глиноземная подсыпка 11.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы электролизера анод

1 по мере подгорания его подошвы опускают, а анодный кожух 2 вместе с прикрепленным к нему предложенным устройством поддергивают вверх. При этом связь намороженного электролита 5 с коркой 10 злектролита может быть нарушена, т.е. в месте их соединения могут появиться трещины. Однако, разгерметизация подкоркового пространства не происходит благодаря глиноземной подсыпке 10. Глиноземная

подсыпка б над застывшим электролитом 5 выполняетту же роль, что и подсыпка 10, т.е. заполняет возможные трещины в застывшем электролите 5 и тем самым ограничивает доступ газа и атмосферного воздуха к

телу анода 1.

Удаление газа из полости 12 производится через отверстие в корке 10 электролита (на чертеже -не показано), т.е. аналогично тому как это делается на электролизерах с

боковым токоподводом, у которых отсутствует газосборный колокол.

Питание электролизера глиноземом производится с помощью системы АПГ также по аналогии с электролизерами с боковым токоподводом.

Таким образом, данное предложение более надежно предохраняет нихшюю боковую поверхность анода от окисления горячими газами и атмосферным воздухом,

т.е. уменьшает количество образующейся в электролите угольной пены и, как следствие, способствует повышению выхода по току.

Формула изобретения

Анодное устройство алюминиевого электролизера, включающее анод, анодный кожух, пояс, установленный с зазором к телу . анода, и глиноземную засыпку, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы путем предохранения нижней боковой поверхности анода от окисления, нижняя часть зазора между поясом и анодом под глиноземной засыпкой заполнена застывшим электролитом.

Относится к производству алюминия электролитическим способом. Нижняя часть зазора между поясом и анодом под глиноземной засыпкой заполнена застывшим электролитом. Для поддержания электролита в застывшем состоянии между поясом и. телом анода имеются ребра охлаждения, прикрепленные к нижней кромке анодного, кожуха. 2 ил.