можно н отличие от обычного иалвать обс.чужиианнем при «анодном эффекте. Получе1 ный электролитическим путел; алюминий, гакаиливающийся на угольном дне ячейки, обыкновенно один илн несколько раз в сутки удаляют из ваииы с иомощь о особого выборочного устройства.
В целях обслуживаиия ячейки is течение многих лет корку из застывпгего расилава между анодами и боковым буртиком ваииы электролизера дробили, добавляя затем свежую окись алюминия 1. Этот до сих пор еи1е HiHpoKo нрименяюн1НЙся метод критикуется все больнге и больн1е из-за загрязнения воздуха в нсхе д.:1я э.лектроли.за и внеигней атмосферы. За носледние годы возросло требование к герметизанни электролизных ваий, равио как и к обработ а отработанных газов. Однако полного задержания электролизных газов таким иутем гарантировать нельзя. В частности, когда г;роводнтся обслуживание нродольных боковых сте1ЮК ме}кду анодами и боковым буртнком иечей.
За последнее время распространсиче нолучило обслуживание э.тсктролизера с и.ентра но продольной его оси.
Так, известен электролизер для нолучения алюминия электролнзом криолнто-глиноземного расплава, включающий футерованную ванну с двухрядным расположением обожженных анодов и снабженный автоматическим устройством для продавливания корки н/или загрузки окиси алюминня. Устройство для обслул :нваиия электролизера смонтироваио с возможностью неремещеиия вдоль продольной оси по центру ваииы |2.
Опыт обслуживаиия, электролизеров с цент1)а показал, что эти системы об.тадают суи1ествениыми недостаткамн, в частности, плохой растворимостью загружеииого IMHнозема, что прнводнт к образоваиню толстого слоя на дне ячейки и образованию твердых корок на дие ваииы по продольной осн катода.
При обслуживании ванны с нентра на месте добавления глинозема образуется вначале нензолнрующий нглам, который постепенно может нерейти в электронзолируюи1ую корку. Это вызывает нерегулярности в работе электролизеров и сокраи1ение срока службы электролизных ячеек, в часгиостн, за счет износа боковых стенок уго.тьиого катода. Этот износ является результатом движения металла, вызваииого магиетизмом, которое, в свою очередь, вызывается местными больн1имн разностями в плотности тока. Целью изоПретсния является лучшее растворение добавляемого глинозема, а также оптимальное раепределение плотности тока в металле с одноврел енны г учетом экономических и экологических аспектов.
Для этого нродессы обслуживания ячейки, включаюнше дроблеиие корки из з.астывншго расплава и добавление окиси алюмипия, осун;ествляют, по мегпяней мере, в одной зоне для обслуживания, расноложеиной поперечно к продольной осн ячейки.
Предложенный электролизер отлнчае:ся от известного электролизера с двухрядным расположеинем анодов и снабженного автоматическим устройством для ггробивки корки и/или загрузкь глинозема тем, что между двумя соседними анодами одно .о ряда иредусмотреиа по крайней мере оди; ячейка для обслуживаиия электро;|изера, а устройство для пробивки корки иили нодачи г/шнозема -стано1алено над ка/кдой такоГ ячейкой. Предночтнтельно, когда четное число ячеек для обслуживания образует но меньнгей мере одну обн1ую зону обсл / ;|1вания, расноложенную двумя нарпмн анодов по всей нтириие электро.чнзера. Число таких зон примерно c(jc;;iB,r,icT :. числа анодов.
В основу изобретения были положе1 ы оиыты, иоказываюиику что нелесообразпо использовать движение металла в ячейке электролизера в целях достижения оптима.тьного растворения добавленного ЛИ110зема. Путем исследования н замера электромагнитных ио.тей э.1ектродизеро 5, )аботающих по нрииципу обслу 1 нвания с ue:ri-ра согласно уровню техники, онреде/юно. что в больи1иистве случае, в печах дви;кс-иие металла увеличивается с ула-леннем m иродольноп осн ванны.
При обслуживании ванны с нентра образуется нейтральная зона, совиадающая с осью обслуживаиия, в то время как основной поток течет вдоль боковых буртнков ваииы. Эти условия течения крайне невыгодны для удаления отложеннй глннозсма вдоль осн обслу кивания. В этом иовьпиается износ боковых буртиков .ч OT;I.)женне глинозема в углах ваииы.
Местиое охлаждение ваииы производится на местах обслуживания ячейки. Искуссгвениое охла кдение боковых стенок иевыгодно отражается на расходе энергни.
Добавление фторированных солей типа LiF или М§р2 противодействует обр азованию приемных условий, иоскол1 ку в таком случае увеличивается расстояиие между темиературами ваииы и зас1Тз1вапия.
Путем целесообразных модификаций и.; вестных ваий глинозем мож;1о иодават, согласно изобретению после раздробления корки в расн1иреннь й ироме/куток, называемый также ячейкой и зоной обслуживаиия, но меньшей мере у одной нонеречпой оси. обычной электролизной ванны удаление двух анодов, расположепиых относитель1|{ иродольно осн друг против друга, создает возможность путем перемеп1ения остальных анодов получить зоиу для обслуживаи 1я, иростираюн уюся на всю ишрнну ячейки и позволяюн1ую подавать глннозем в нанрав5
Ленин, поперечном к печи. Эту моднфпкацгио расположения анодов можно осушлчтвить без отключения нечн.
В каждой полученной зоне, простираюи,ейся нонерек нродольной оси ванны, позможно разбить корку н загрузить глинозем.
Благодаря болыиому колнчсству воз можностей расположения ячеек для обсл живания глинозем молсно онтимально luv нравлять в активные зоны течеиия металла, что обеенечивает быстрое его растворение. Понеречным обслуживанием также улучишются естественные ириемиые условия для алюминия у боковых буртиков. Онн образуются иод возде1 1ствием циркуляции металла аналогично ваннам с обычным сиособом обслу:- Г.;п:пч сбоку.
в чпсгпости, 1 рсдпочтитол)Иь;м я.ляется расположеиие анодов с тремя зонами обслуживания, простирающимися на всю тирииу ваниы н доиуска;ои1ими за счет б1)лсо или менее асимметришюго нолояхения снособ добавления глинозема, обуслаплнваюHi;ero оптимальиую циркуляцию металла.
Этот предпочтительный вариант мсио -нения обладает в отлнчие от вани с обсл живаиием от и,ентра следуюии1ми 11рсимун1ествами:
-- 6 зонами нодачн глинозема;
-- увелнчением о -лаждаю1нсй поверхиости;
-возможностями модификации дипжс-иия металла;
-- образоваиие.м естествеииых ирисмиь. условий;
-иодачей глинозема блнже к боковым буртикам (дрл1л-:снне металла);
-у.меиьнгеинсм расстояния между обои.1И рядами аиодов в иродольиом направлении ячейки электролизера.
Другим ирснмуитеством иредлагае ого электролизера является то, что не нужно изготавливать сиеииальиых анодов, аиодных опор или брусьев. Из имеюихейся электролизиой ваипы, иаиример, из работаюн1сй иа номинальио.м токе 140 кА и осиаи1еииой обож)1сеинымн анодами нечи можно удалить, но меньшей мере, один какой-либо анод, иредиочтительио же, но меньи1ей мере, два иротиволежащих анода. В .гости от иеобходимости остальные аноды можно нсредвигать в момеиты остановок и ремонтов вдоль аиодного бруса Б целях иолучения ячеек или зои для ноперечиого обслужнвання. Количество зон для обслу;кпваиия, предпочтительно, соответствует двухтрехкратному количеству удаленных атодов
Над этими зонамн для поперечного обслуживання или же в них могут быть нрсдусмотрены обшеизвестные автоматические устройства для дробления и/или иодачи глинозема.
При регулярно появляющнхея во время алюминиевого электролиза анодных эффектов все еи1:е находящие применение де)е6
вяиные жерди легко .можно ногружать в с нонеречны.м обслуживанием, что означает значительное облегчение работы по сравнению с печамн с обслулчивапием от центра.
Все известные системы для гер.метпзации ячейки, необ.одн,ые или желательные но санитарным или экологическим соображениям, нринципиально пригодны и для ванн с ионеречныл обслужнвание.м.
На фиг. 1 изображен горизонтальиьп разрез модификацпонной 140 кА -- ванны с нонсречиы.м обслужнваиие.м; на фнг. 2 - вертнкальный разрез г нродольгюм наиравленнн ячейки (разрез А-А фнг. Г).
Моднфццнроваин.ая ванна 1 (номииальный ток 140 кА) с обоженнымн анодамн (фиг. I) выложеиа жаронрочным ненроиускаюищм тенло изолирующим материалом 2 и углеродной облиновкой 3. Электролизиая ячейка содержит 12 нар анодов (4), к)торые ио здалении одной пары аиодон и;, первоначальной ванны неремен1.ак-)тся и иерсгруииировываются вдоль ио анодному брусу. При этом ноиерек продольной стороны ячейки электролизера образуются ирол:ежутки - ячейки н зоны обслуживания. Над каждой зоной илн же в ней 11рсдус.;от; ено дробящее устройство-стамеска 5, которое может быть оснан1еио доиолиителг,1ГО иодаюиип глииозем устройством.
Ванна занолиена фторидиым раснлаiiOM- электролитом 6. Выделяюиипкя на сатоде алюминий 7 лежнт иа угольном дно 8 ванны. Поверхность 9 алюмии ;. является катодом.
В углеродную облнцовк ноиеречно иродольиому нанравлеиию «аипы де.аиы же; езиые катодные брусья 10, по которым ио;-тояииый электрический ток течет из тлеролной облнцовки ваииы со стороиы наружу.
Во фторидиый расплав сверх - иогружепы аноды нз аморфного уг.черода, шггаю Uie электролит постоянным током. Аноды ирочио соедииеиы с аиодным бpyco ; 11 через аиодиые нглангн 12 и замки 1:.
Ток течет от катодных брусьев U) одио| 1 из ячеек но (на чертежах i:e изображены) к анодному брус} 11 слс.дуюиюа ячейкн. От анодного бруса ток течет по аиодным щтангам 12, анодам 4, электролиту 6, жидкому алюминию 7 н угле| ;Д :ой об.ппювке 3 к катодным брусьям 10.
Электролит G покрыт коркой 14 нз заСТЫВ1НСГО расплава, на которой находится 1лой 15 из окиси алюмииия. Между электРолитом 6 и застыви1ей коркой 14 во время работы образуются полости 1G. На боковых стеиках углеродиой облицовки 3 также об)азуетея корка нз застыви его электролита, а именно буртнк 17, который участвует и регулировке горизонтального расиространення ванны, состоящей нз жидкого алктмнния 7 и электролита 6.
Расстояние d нижней стороиы 18 анода от поверхности 9 алюминия, обозначаемое также и ннтерполяриой дистанцией, можно изменять путем ноднятия или онуекаиня анодного бруса I 1 е П01мощью иодъемных мехаинзмов, монтнрующихея на столбах (на чертежах не ноказаны). При работе пoдъe.tиы,x механизмов одновременно подни гаются илн соответственно опускаются все аноды. Кроме того, каждый анод в отдельности можно регулировать но высоте с иомонцло нредусмотренных у анодного бруса 1 1 замков 13.
Приводное устройство 19 для дробления корки со стамеской 20, иростираюш ейся но всей длине анода, может работать нри ручном обслуживания и-ш управлятьея автоматически. После дробления корки открываются боковые щитки 21 емкости 22 для глннозе.ма, тоже простирающейся на всю длину анода, носле чего часть загружениого в емкость глинозема 3 высыпается на раздробленный участок.
Хотя глинозем можно загружать в ванну только в лтестах дробления с поперечным обслу: киванием, корка 14 всей ячейки покрыта слоем 15 глинозема, что обеспечнвает онтимальиый тепловой режим печи.
Пижияя часть боковых буртиков 17, v, свою очередь бесшовно переходящих в корку 14, образует у вапп с поперечным обсл}жнканием выгодные приемные условия.
1.Электролизер для получения алюминия электролизом криолито-глиноземного раенлава, включаюншй футерованную ванну с двухрядным расио;южением обожженных анодов и снабженный автоматическим устройством д;|Я нробивки корки н/и.-щ иодачи глинозема, от л ич а ю ни-н ея тем, что, с целью .чучнлего растворения загружаемого глинозема н оптимального раепределе1П-1я плотности тока в металле, нонерек нродольной оси электролизера между двумя соседними анода у1н одного ряда предусмотрена но крайней .мере одна ячейка д.чя обслуживания электролизера, а устройство для иробивкн коркн и/или подачи глинозема установлено над каждой такой ячейкой.
2.Электролизер ио ir. 1, о тл и ч а юHU-I йся тем, что четное число ячеек д.я обслуживания образует но меньншй .мере одну общую зону обслуживания, расположенную между двумя нарами анодов но всей Н1иринс электролизера.
3.Э.чектролизер но и. 2, отличаюи, н и с я те.1, что 1; электролизере предусмотрено три зоны обс.|у кн15ання.
Псточники информации, принятые во вннмание ири экспертизе
1.Снравочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия, .М., «Металлургия, 1971, с. 266-270.
2.Патент Швейг1арнн 488020, кл. С 22 d 3/12, онубл. 1970.
-Т|ЛТ П П ГП Г.:: - Г ГГГГ- ТГГГ7ГПГГГ Т ПГГ i i I М
,
:1 и Г) FI К5 F я га f М -с рЫ -I р- й-п ; Щ-у, i SxiiK -xi ; А ы т
1хх-х 1 .; . -- f .«-.-а ,: /f--, 1 Жх..-;.)..л-х i. -1 |;..п-3: .i-rlr .х.|Я.;- .с iKJ 4jf--Mi- -- i
i
, Ь ЭЙ ШШ аШШ МШгйУШЙШ
I i Ш. f - 4x5Si w, кл ц цш ир;а н ,
I
и ). it:-.xb -.Ji-JiJ f
t
5 t(,
2 3 18 iO в 9 7
-22 2i
20
