Способ автоматического подавления анодного эффекта в алюминиевом электролизере

 

Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к способу получения алюминия электролизом криолитоглиноземных расплавов, и предназначено для автоматического подавления анодного эффекта в алюминиевом электролизере. Цель изобретения - снижение частоты возникновения анодных эффектов и расхода электроэнергии. Способ предусматривает для подавления анодных эффектов подачу в расплав газа избыточного давления попеременно в два вертикальных канала в теле анода с частотой выше 1 Гц, а в качестве импульса, воздействующего на систему подачи газа, используют напряжение на электролизере выше номинального рабочего, но ниже критического, при котором возникает анодный эффект, и прекращают подачу газа при напряжении ниже номинального рабочего, или подача газа регламентируется временем в сочетании с напряжением на электролизере. 1 з. п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к способу получения алюминия электролизом криолитоглиноземных расплавов. Цель изобретения снижение частоты возникновения анодных эффектов и расхода электроэнергии. На чертеже представлено устройство для реализации способа. Устройство содержит анод 1 с вертикальными каналами 2, пневмотрассу 3 с регулятором 4 давления, например, марки 21Б4БКДу25, исполнительные механизмы 5 подачи газа, выполненные отдельно на каждый канал и состоящие из воздухораспределителя, например В 64-23 М УХЛЧ и пневмоцилиндра в корпусе вентиля 15КЧ18П Ду 25-50, электронный блок 6 управления исполнительными механизмами с датчиком 7 контроля анодного эффекта, блок 8 питания, дросселирующую шайбу 9 в соединительном канале 10, расплав электролита 11, расплав металла 12, катод 13. Сущность способа заключается в попеременной подаче газа в два канала, выполненные в теле анода с частотой 1-4 Гц при напряжении зарождения анодного эффекта в диапазоне критических значений, превышающих рабочее напряжение на 0,6-1,1 В, Подача газа при данных значениях напряжения предотвращает достижение потенциала разряда фтора с образованием фторуглеродов, изолирующих подошву анода и изменяющих межфазное натяжение на границе электролит анод. Таким образом, анодный эффект устраняется до его возникновения. Способ осуществляется следующим образом. При зарождении анодного эффекта, когда напряжение на электролизере превышает номинальное напряжение на 0,6-1,1 В, срабатывает датчик 7 контроля анодного эффекта, который включает схему управления блока 6, воздействующую на исполнительные механизмы 5 подачи газа с частотой попеременного включения 1-4 Гц. Величина номинального давления подаваемого газа задается регулятором 4, а промежуточного, меньшей величины шайбой 9 с проходным отверстием 2-3 мм через канал 10 и длительностью импульса. Таким образом, в то время как в одном канале создается номинальное давление импульса газа, в другом через отверстие шайбы 9 промежуточное, необходимое для отжатия электролита 11 от металла 12, что облегчает волнение металла номинальным давлением газа и в сочетании с частотой пульсации 1-4 Гц снижает амплитуду горизонтальных волн электролита, предотвращает его выброс из ванны. При напряжении на электролизере ниже номинального рабочего на 2-0,5 В срабатывает датчик 7 контроля анодного эффекта, который выключает схему управления блока 6, и подача газа прекращается или регламентируется временем 5-30 с, причем при напряжении, превышающем номинальное на 0,5 В 0,8 В, цикл подачи газа возобновляется. П р и м е р. В качестве газа использовали сжатый воздух с номинальным давлением 1,1·10³-2,0·10⁵ H/м² промежуточным давлением 0,1·10⁵ 0,6·10⁵ H/н² и частотой пульсации 1-4 Гц. Вертикальные каналы выполнены путем запекания стальных труб сечением 50 мм. Глинозем подавали 12-кратной в сутки обработкой электролизеров с помощью напольно-рельсовой машины. Результаты изменения параметров порогового напряжения, частоты и времени подачи воздуха приведены в таблице. При эффективности подавления анодных эффектов меньше 100% время подавления составляло более 2 мин, и анодные эффекты устранялись введением жерди в расплав. Как видно из таблицы, пороговое напряжение 5,40 В при номинальном рабочем напряжении на электролизере 4,30 В является критическим с точки зрения подавления анодных эффектов при существующих схемах измерения напряжения на электролизере.

Формула изобретения

1. Способ автоматического подавления анодного эффекта в алюминиевом электролизере преимущественно сжатым воздухом или газом переменного избыточного давления, подаваемым в расплав по вертикальным каналам в теле анода, включающий подачу глинозема в расплав и использование напряжения на электролизере для получения импульсов, воздействующих на систему подачи газа, отличающийся тем, что, с целью снижения частоты возникновения анодных эффектов и расхода электроэнергии, газ подают попеременно в два канала в теле анода с частотой 1 4 Гц при напряжении на электролизере, превышающем номинальное рабочее напряжение на величину 0,6 1,1 В, и прекращают подачу газа при напряжении на 0,5 2,0 В ниже номинального рабочего. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу газа с частотой 1 4 Гц производят за время 5 30 с с повторением циклов подачи при напряжении на электролизере, превышающем номинальное рабочее на 0,5 0,8 В.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2