Подина алюминиевого электролизера

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера. В электролизере отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломаными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках, к площади подины равно 0,85 - 0,88. Подина состоит из угольных блоков 1 с пазами, стальных токоподводящих стержней 2, межблочных швов 3 и периферийных швов 4 из подовой массы. Выполнение заданного отношения указанных площадей подины позволяет улучшить контакт блок - токоподвод за счет сохранения целостности угольных блоков в результате значительного уменьшения продольного изгиба токоподводов и уменьшить неравномерность распределения тока в подине. Расход электроэнергии снижается на 70 кВт ч/т электролитического алюминия. За счет сохранения целостности подины срок службы электролизера увеличивается на 3 месяца, средняя цена 1 т алюминия повышается на 2 руб. 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом расплавленных солей, и касается конструкции катодных устройств алюминиевого электролизера.

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет уменьшения омического сопротивления и неравномерности распределения тока в подине, увеличение срока службы электролизера, повышение качества электролитического алюминия и снижение стоимости монтажа подины.

На чертеже показан пример исполнения предлагаемой подины, вид в плане.

Подина алюминиевого электролизера включает угольные блоки 1 с пазами, в которые вмонтированы стальные токоподводящие стержни 2, частично контактирующие с блоками 1 по длине последних, межблочные швы 3 и периферийные швы 4 из подовой массы.

Подину монтировали из угольных блоков размерами 400х550х2200 мм и 400х550х х1600 мм и стальных токоподводящих стержней сечением 115х230 мм, уложенных в пазы блоков на неполную их длину и скрепленных чугунной заливкой. Свободные от стержней участки пазов, зазоры между блоками, а также между блоками и бортовой футеровкой набивали подовой массой.

Площадь подины при ее длине 9,400 м и ширине 4,120 м составляет 38,728 м². Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (29,046 м²), к площади подины составляет 0,75.

В процессе обжига и пуска алюминиевого электролизера с нагревом подины происходит удлинение стальных токоподводящих стержней. До спекания набоек в пазах, межблочных и периферийных швах из подовой массы происходит их пластическая деформация, за счет чего компенсируется удлинение стержней в этот период. К моменту спекания подовой массы продольный изгиб стержней отсутствует. При дальнейшем нагреве появляется продольный изгиб стержней, но его величина не достигает критической, в результате чего сохраняется целостность блока, а значит и электрический контакт блок-токоподвод.

Измеряли падение напряжения в подине и токовую нагрузку по токоподводящим стержням.

В примерах 2 и 3 монтаж подины осуществляли аналогично вышеописанному примеру при следующих параметрах.

П р и м е р 2. Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (31,370 м²), к площади подины составляет 0,81.

П р и м е р 3. Отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломанными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках (34,081 м²), к площади подины составляет 0,88.

В примерах 4 и 5 монтаж подины осуществляли аналогично примерам 1-3 за пределами заявленных интервалов (пример 5 является известным решением).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что омическое сопротивление подины, выполненной по примерам 1-3, в сравнении с известной ниже на 7% за счет лучшего контакта блок-токоподвод, о чем свидетельствует отсутствие трещин в подине. Неравномерность распределения электрического тока в подине (по токоподводам) также ниже по примерам 1-3, что обеспечивает уменьшение суммарных потерь электрической мощности в подине. Расход электроэнергии снижается на 70 кВт ч/т электролитического алюминия. Лучшее состояние подины (отсутствие трещин) способствует увеличению срока службы электролизера не менее, чем на 3 месяца (до 45 мес) и улучшению сортности алюминия (средняя цена металла увеличивается на 2 руб/т). Стоимость монтажа подины за счет сокращения расхода токоподводов уменьшается на 74 руб на один электролизер. (56) Производство алюминия. Справочник металлурга по цветным металлам. - М. : Металлургия, 1971, с. 194, 200-202.

Формула изобретения

ПОДИНА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА, содержащая угольные блоки с пазами, металлические токоподводы, скрепленные в пазах с блоками чугунной заливкой, межблочные и периферийные швы, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет уменьшения омического сопротивления и неравномерности распределения тока в подине, увеличения срока службы электролизера, повышения качества электролитического алюминия и снижения стоимости монтажа подины, отношение суммарной площади участков подины, расположенных между продольными ее стенками и ломаными линиями, соединяющими торцы токоподводов в блоках, к площади подины равно 0,75 - 0,88.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2