Спосіб випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами

 

Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема до електролітичного отримання алюмінію, а саме до способів випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами.

Випал необхідний для коксування подової маси, якої набиваються шви між катодними блоками і проміжки між катодними блоками і стінками шахти, для просушування і прогріву катодних блоків і всієї футеровки електролізера. Випал вважається закінченим, коли подова маса скоксуется, а температура поверхні подини стане близькою до температури електролізу. Випал здійснюється за рахунок тепла, що виділяється в обпалених анодах, в подині, виконаної з катодних блоків, і в шарі матеріалів між обпаленими анодами і катодними блоками при проходженні постійного електричного струму через алюмінієвий електролізер.

Відомий спосіб випалу подини алюмінієвого електролізера, що включає установку обпалених анодів на подину, кріплення анододержателей обпалених анодів до анодним шин анодної ошинування, підйом обпалених анодів, заливання рідкого алюмінію з розрахунку занурення в нього обпалених анодів, підключення електролізера в електричний ланцюг (Вольфсон Г.Є., Ланкин В.П. Виробництво алюмін. профілю�га подини алюмінієвого електролізера полягає в тому, що при заливці рідкого алюмінію подина піддається тепловому удару, що може привести до утворення тріщин у катодних блоках руйнування при подальшій експлуатації електролізера. Також великим недоліком є прямий контакт подини з рідким алюмінієм, який має малу в'язкість і температуру плавлення. Алюміній може проникати глибоко всередину подини перед затвердінням і, реагуючи з ізоляцією, руйнувати її або створювати теплової шунт.

Найбільш близьким до заявленого по технічній сутності є спосіб випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами, що включає покриття подини, виконаної з катодних блоків, шаром вуглецевої засипки, розміщення на ньому обоженних анодів, з'єднання анододержателей всіх встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера, пропускання електричного струму через шар вуглецевої засипання і регулювання струмового навантаження обпалених анодів. З'єднання анододержателей щонайменше 50% від загального числа обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера здійснюють за допомогою гнучких елементів, що забезпечують можливість відключення і підключення обпалених анодів,�еременним зміщенням по відношенню до поздовжньої осі подини (патент UA №2215825, МПК С25С 3/06, 2003).

Недолік прототипу - способу випалу подини алюмінієвого електролізера полягає в тому, що при простому опусканні обпалених анодів на шар вуглецевої засипки за рахунок великої площі не забезпечується гарантоване прилягання анодного блоку на вуглецеву засипку. Отже, тепло виділяється тільки в тій частині шару вуглецевої засипки, де спостерігається дотик блоку. Внаслідок цього виникають великі перепади температур по ширині, що призводить до виникнення великих термічних напружень і руйнування крайніх катодних блоків. Також накриття всієї подини вуглецевим матеріалом призводить до великим затратам праці з його видалення після пуску електролізера. Іншим недоліком описаного способу випалу подини алюмінієвого електролізера є те, що допускається до 50% від загального числа обпалених анодів закріплювати з анодними шинами анодної ошинування електролізера допомогою базових замків (жорстко). З-за того, що при нагріванні подини за рахунок природного вигорання вугільного матеріалу аноди, закріплені з допомогою гнучких елементів, будуть опускатися, а жорстко заліплені аноди залишатися на місці, що призведе до появи локальних перегрівів подини.ичение терміну служби електролізера, зниження витрат на нагрівання і більш швидке введення в експлуатацію порівняно з газополуменевим випалюванням.

Технічний результат, що досягається при здійсненні заявленого способу, що полягає в рівномірному розподілі струму в подині, за рахунок якого відбувається рівномірний нагрів подини до 900°С менше ніж за 60 годин, як при газополум'яному випаленні.

Досягнення вищевказаного технічного результату забезпечується тим, що в способі випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами, що включає покриття подини, виконаної з катодних блоків з катодними блюмсами, електропровідним матеріалом, розміщення на ньому обпалених анодів, з'єднання анододержателей встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера, пропускання електричного струму через електропровідний матеріал і регулювання струмового навантаження обпалених анодів. Як електропровідного матеріалу застосовують насипний графітовий матеріал, розміщений у вигляді рядів усіченої піраміди розташованих в проекції ніпелів по всій довжині обпаленої анода, при цьому висоту кожного ряду встановлюють в обернено пропорційній залежності від сили струму, що пропускається, а соедин� здійснюють за допомогою гнучких елементів.

Крім того, застосовують насипний графітовий матеріал не більше 2 мм, а висоту кожного ряду встановлюють від 10 мм до 100 мм, а силу електричного струму - від 500 кА до 100 кА.

Порівняння заявленого рішення не тільки з прототипом, але і з іншими технічними рішеннями в даній області техніки не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють заявлені рішення від прототипу, що робить можливим зробити висновок про відповідність критерію "новизна".

Суть винаходу пояснюється ескізом.

На малюнку 1 показана геометрія насипного графітового матеріалу на поздовжньому розрізі торцевій частині електролізера з обпаленими анодами.

Подина, що складається з катодних блоків 1 і блюмсов 2, покрита шаром графітового матеріалу 3 у вигляді форми усіченої піраміди, на якому розміщені обпалені аноди 4 з ніпелями 5, 6 стрілками показано напрям силових ліній електричного струму. Анододержатели всіх встановлених обпалених анодів з'єднані з анодними шинами анодної ошинування електролізера (не показано).

Спосіб випалу подини алюмінієвого електролізера з обпаленими анодами здійснюється наступним чином.

Перед установкою анода на подину електролізера укладається приспособл�ство між рейками. Потім розрівнюється і забирається надлишок вуглецевого матеріалу за допомогою шаблону для розрівнювання матеріалу.

Далі пристосування демонтується з подини електролізера, і вуглецевий матеріал набуває форму усіченої піраміди (фіг.1).

Для того, щоб отримати достатню потужність для успішного розігріву подини електролізера і збереження структури катодного блоку на шар графітової засипки висотою не менше 10 мм і не більше ніж 100 мм при силі струму від 500кА до 100кА відповідно розміщують обпалені аноди таким чином, щоб напрямок струму здійснювалося безпосередньо через послідовність провідників «анодний ніпель - анодний блок - графітовий матеріал - подовий блок - катодний блюмс».

Після установки всіх анодів в простір борт-анод завантажується пускова шихта (кріоліт, подрібнений оборот, сода) і зверху анодний масив вкривається криолитом.

З'єднують анододержатели всіх встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера з допомогою пакета алюмінієвих гнучких стрічок і пропускають повний електричний струм через шар графітового матеріалу. Виробляють регулювання струмового навантаження обпалених анодів шляхом відключення анодів берущзера з обпаленими анодами, включає покриття подини, виконаної з катодних блоків з катодними блюмсами, електропровідним матеріалом, розміщення на ньому обпалених анодів з ніпелями, з'єднання анододержателей встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера, пропускання електричного струму через електропровідний матеріал і регулювання струмового навантаження обпалених анодів, відрізняється тим, що в якості електропровідного матеріалу використовують насипний графітовий матеріал, розміщений у вигляді рядів усіченої піраміди розташованих в проекції ніпелів по всій довжині обпаленої анода, при цьому висоту кожного ряду встановлюють в обернено пропорційній залежності від сили струму, що пропускається, а з'єднання всіх анододержателей встановлених обпалених анодів з анодними шинами анодної ошинування електролізера здійснюють за допомогою гнучких елементів.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що використовують насипний графітовий матеріал не більше 2 мм

3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що висоту кожного ряду встановлюють від 10 мм до 100 мм, а силу електричного струму - від 500 кА до 100 кА.



 

Схожі патенти:

Пристрій для збирання твердих відходів, наявних у электролизном розплаві і рідкому металі електролізної ванни, призначеної для виробництва алюмінію, за допомогою вискоблювання днища ванни

РЕФЕРАТ Винахід відноситься до пристрою для збирання твердих відходів і шламу з ванни електролізера для одержання алюмінію. Пристрій містить ківш для збору кірки, призначений для чищення анодних отворів, рухливу вертикальну стійку, що приводиться в рух першим приводом, раму, закріплену на рухомий вертикальній стійці, і шарнірний черпак, при цьому перший привід виконаний у вигляді гідроциліндра, питомого гідравлічним контуром, виконаним таким чином, що при приведенні в рух черпака допомогою другого приводу тиск масла в камері штока утримується, по суті, постійним, для утримування навантаження, що відповідає вазі пристрою для збору, зменшеною на задану величину, переважно, менше 1000 даН, зазвичай від 200 до 600 даН. Переважно, ділянка контуру, що живить камеру штока, забезпечений регулятором тиску. Розкрито також сервісний модуль і сервісне пристрій для електролізера для одержання алюмінію. Забезпечується можливість збору відходів, вискабливая днище ванни без пошкодження останнього. 4 н. і 7 з.п. ф-ли, 7 іл.

Поліпшення виливання алюмінію додатком цілеспрямованого електромагнітного поля

Винахід відноситься до системи і способу для виливання розплавленого алюмінію з електролізера для одержання алюмінію. Система містить контейнер, що має корпус, пристосований для поміщення в неї розплавленого алюмінію, і жолоб, має ділянку-підстава, з'єднаний з корпусом контейнера, ділянка-наконечник, дотичний з розплавом в електролізері, і канал, що з'єднує ділянка підстава з ділянкою-наконечником, для проходження розплаву в корпус контейнера, причому розплав в електролізері містить розплавлений алюміній і електроліт, і електричний джерело, з'єднаний з електролізером і виконаний з можливістю подачі допоміжного струму на жолоб для створення допоміжного електромагнітного поля щонайменше поблизу ділянки-наконечника жолоби, забезпечує за меншою мірою часткове збільшення потоку розплавленого алюмінію в жолоб при вступі допоміжного струму на жолоб, знаходиться у рідинному повідомленні з розплавом в електролізері. Розкрито також спосіб виливання алюмінію з електролізера. Забезпечується полегшення видалення розплаву з електролізера. 2 н і 13 з.п. ф-ли, 2 іл.
Винахід відноситься до композиції для матеріалу смачиваемого покриття катода алюмінієвого електролізера для виробництва алюмінію з кріоліт-глиноземних розплавів. У складі порошкової композиції для матеріалу смачиваемого покриття катода алюмінієвого електролізера, що містить функціональний компонент диборид титану, сполучна і інертний наповнювач, сполучна містить одночасно два види в'яжучих - неорганічне, а саме насичений кислий розчин трихлорида алюмінію, і органічне, а саме полімер з високим коксовим числом. Забезпечується поліпшення характеристик формування порошкової композиції, збільшення механічної міцності і електропровідності матеріалу, синтезованого з неї, поліпшення якості, службових властивостей кінцевого смачиваемого матеріалу катодного покриття, що сприяє збільшенню терміну служби і підвищенню техніко-економічних показників електролізера.
Винахід відноситься до способу захисту смачиваемого покриття на основі диборида титану катодних блоків алюмінієвого електролізера від окислення при випаленні і пуску. Спосіб включає нанесення на смачиваемое покриття захисного шару, зберігає захисні властивості в усьому інтервалі температур випалу електролізера з температурою плавлення вище максимальної температури випалу і яка розчиняється при взаємодії з кріоліт-глиноземним розплавом електроліту Na3AlF6·Al2O3. В якості захисного шару використовують шар на основі водного лужного розчину силікатів натрію Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2) і термічно стійкого компонента або шар на основі водного лужного розчину силікатів натрію Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2). Захисний шар застосовують у таких пропорціях від 30 до 100% (Na2O(SiO2)n або калію K2O(SiO2)) і від 30% до 70% термічно стійкого компонента. У водний лужний розчин додають в якості термічно стійкого компонента вуглецевий пил або глинозем Al2O3. Винахід забезпечує підвищення захисних властивостей смачиваемого покриття за рахунок підвищеної стійкості захисного шару в локальних ділянках перегріву подини при випалюванні алюмінієвого електролізера. 3 з.п. ф-ли, 1 табл.

Складовою напруговідвідний стрижень

Винахід відноситься до електролізера в серії електролізерів для отримання алюмінію і складеному токоотводящему катодному стрижня електролізера. Електролізер містить кожух і вогнетривку футеровку, утворюють робочу порожнину для розміщення високотемпературних розплавів кріоліту і алюмінію, електропровідний катод з безлічі катодних блоків, що утворюють основу робочої порожнини, анод, підвішений всередині електролізера і знаходиться в контакті з високотемпературними розплавами в робочій порожнині, напруговідвідний стрижень, поміщений усередині пазів, виконаних в катодному блоці катода, безпосередньо не контактує з розплавами в робочій порожнині, і розміщену зовні кожуха електричну ошиновку. Напруговідвідний стрижень містить електрично з'єднаний з шинування перший провідник, зовнішня поверхня якого електрично контактує з катодним блоком, і другий провідник з меншим електричним опором, ніж у першого провідника, механічно і хімічно пов'язаний з зовнішньою поверхнею першого провідника в каналі або в пазу, зробленому в зовнішній поверхні цього провідника, і утворює частину однієї зовнішньої поверхні першого провідника. Забезпе

Спосіб створення смачиваемого покриття вуглецевої подини алюмінієвого електролізера

Винахід відноситься до способу створення смачиваемого покриття вуглецевої подини алюмінієвого електролізера

Спосіб визначення концентрації глинозему в кріоліт-глиноземному розплаві

Винахід відноситься до способу визначення концентрації глинозему в кріоліт-глиноземному розплаві при електролітичному виробництві алюмінію

Спосіб електролізу розплавлених солей з кисневмісних добавками з використанням інертного анода

Винахід відноситься до способам отримання металів, зокрема, алюмінію або сплавів електролізом розплавлених солей з кисневмісних добавками з використанням металевого і оксидно-металевого керметного інертного анода

Електролізер для виробництва алюмінію

Винахід відноситься до галузі кольорової металургії, до електролітичного отримання алюмінію

Відновлювальний електролізер з високою енергоефективністю на 400 ка

Винахід відноситься до конструкції потужного алюмінієвого електролізера на 400 кА
Up!