Алюминиевый электролизер

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 25 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4199722/31-02 (22) 25.02.87 (46) 23.12.88. Бкп. № 47 (71) Красноярский политехнический институт (72) Г.А. Потылицын, Ю.А. Пшеничнов и Ю.Д. Ушаков (53) 669.713.72(088.8) (56) Производство алюминия. Справочник металлурга по цветным металлам.

M. Металлургия, 1971, с. 186-208.

Авторское свидетельство СССР

¹ 258609, кл. С 25 С 3/02, 1968. (54) АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР (57) Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к конструкции электролизера. Целью изобретения является повышение 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.

1446195

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

Цепью изобретения является повышение производительности электролизе5 ра за счет регулирования теплового р ежима.

На чертеже приведен пример выполнения алюминиевого электролизера, поперечный разрез.

Алюминиевый электролизер состоит из катодного кожуха 1, футерованного изнутри огнеупорными теплоизоляцион-. ными 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 ниссажем 8, а в зоне металла настыпью 9. В огнеупорной теплоизоляционной футеровке 2 вдоль продольной стороны катодного кожуха 1 расположен внутренний источник 10 тепла, 25 который соединен с катодными стержнями 4 гибкими токоподводящими лентами 11. Злектропитание внутреннего источника тепла осуществляют от шинопровода серии электролизеров. 30

Влияние нагревательных элементов, установленных в теплоизоляционной футеровке, на выход алюминия по току и на производительность электролизера получено экспериментально. При этом мощность источника тепла О, 1381,4 кВт на погонный метр длины борта катодного кожуха. Нагревательный элемент выполи и из ленты 1Х18Н9Т.

Джоулево теплО выделяемОе в нагрева 40 тельном элементе, регулируют изменением величины тока. Испытаны внутренние источники тепла мощностью 0,001М

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 О, 1Н; 0 2Н; 0 5Н; 0,7Н; 1,5Н и

1 6Н где Н вЂ” толщина теплоизоляционЭ У

50 ного слоя фут ер Овки . Пр од олжит ел ьность каждого опыта 4 мес. В течение испытания измеряют форму рабочего пространства, температуру электролита, уровень электролита и металла, криолитовое отношение. Производитель ность электролизера оценивают выходом алюминия по току. Геометрические размеры настыли представлены в виде площади 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 0,141,4 кВт/п.м.), находящегося на расстоянии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2Н-1,5Н.

Нижний предел 0,002М 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„5H приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширения.

Внутренние источники, установленные на расстояниях меньших 0,2Н, мало оказывают влияние на геометрические размеры настыли.

Изменение геометрии настыли обеспечивает улучшение токораспределения по катодным стержням подовых блоков. Отношение рабочих площадей (свободной от настыли) для известных злектролизеров 1,29, а предлагаемого.

0,99. В результате улучшения токораспределения по катодным стержням дополнительные электродинамические си-. лы уменьшаются в 1,5-2 раза по сравнению с известными электролизерами.

Зто подтверждается уменьшением перекоса металла на 1-2 см и снижением скорости циркуляции алюминия и уменьшепием тепловой энергии за счет обратной реакции окисления растворенного алюминия анодными газами.

Виравнивание геометрических размеров настыпи по ширине и длине ванны за счет применения внутренних источников тепла в огнеупорной теплоизоля4

1446195 ционной футеровке позволяет обеспечить устойчивый тепловой и электрический режимы работы электролизера и, тем самым, улучшить его техникоэкономические показатели. нями, отлич ающийся тем, что, с целью повышения производительности электролизера за счет регулирования теплового режима, он снабжен дополнительным внутренним источником тепла мощностью 0,002-0,02 мощности электролизера, расположенным в слое теплоизоляционной футеровки на-расстоянии 0,2-1,5 ее толщины в плоскости биссектрисы двугранного угла, образованного стенкой и днищем катодного кожуха.

Формула изобретения

Алюминиевый электролизер, включающий катодный кожух с днищем, теплоизоляционную футеровку, углеграфитовые подовые блоки с катодными стержТаблица 1

Площадь поперечного сечения настыли, см

Расстояние от вершины двугранного угла катодного кожуха до внут реннего источника

Предлагаемый электролизер звестный лектролизер (W= О) 0,01W 0,02W О,OÇW

0,001W 0,002W

700

720

740

750

750

65

650

690

735

750

590 540

475 340

380 260

650

720

750

580

750

540

700

750

Таблица 2

Выход алюминия по току, Е

Расстояние от вершины двугранного угла катодного кожуха до внутреннего источника

Предлагаемый электролизер

Известный электролизер (W=0) 0,001М 0,002W 0,01W 0,02W О,ОЗЧ

85

85

0,1 Н

0,2 Н

0,7 Н

86

85

85

1,5 Н

90

79

85

1,6 Н

ВНИИПИ Заказ 671 9/3 2 Тираж 622

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,1 Н

0,2 Н

0,7 Н

1,5 Н

1,6 Н

85 85

89 90

98 86

86 84

84 82