Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

 

Изобретение относится к способу формирования самообжигающегося анода. При формировании анода с четырехрядным расположением токоподводящих штырей внутрь кожуха по всей поверхности анода загружают массу с пониженным содержанием связующего ("сухую"), а перед перестановкой штырей периферийных рядов - массу с повышенным содержанием связующего ("жирную") в зоны анода, расположенные между продольными стенками кожуха и центральными рядами штырей, заполняя остальную поверхность "сухой" массой. После окончания перестановки на всю поверхность анода снова загружают "сухую" массу в течение 4-6 суток, после чего "жирную" массу загружают в зону между периферийными рядами штырей, а "сухую" - на остальную часть анода и переставляют штыри центральных рядов. Объем загружаемой "жирной" массы составляет 0,15-0,35 объема "сухой" массы, загруженной на всю поверхность анода в период между перестановками штырей. Изобретение позволяет снизить выбросы смолистых веществ при формировании анода за счет дифференцированной загрузки анодной массы с повышенным содержанием связующего для заполнения отверстий, образовавшихся при перестановке штырей. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия.

Известен способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, при котором на поверхность углеродного тела с установленными в нем рядами токоподводящих штырей периодически загружают анодную массу с содержанием 28 - 34 мас.% каменноугольного пека в качестве связующего и 66 - 72 мас.% кокса в качестве заполнителя (1).

Недостатком известного способа является образование в поверхностном слое анода избыточного количества пека (от 40 до 60%), что приводит к большему выделению смолистых веществ. Кроме того, имеет место неудовлетворительное качество анода под штырями и возле стенок кожуха вследствие затекания массы из верхнего слоя и последующего повышенного окисления боковой поверхности анода и его подошвы в проекции штырей.

За прототип принят способ формирования самообжигающего анода алюминиевого электролизера из массы с низким содержанием связующего ("сухой") и массы с высоким содержанием связующего ("жирной"). "Жирную" анодную массу загружают непосредственно перед перестановкой и в период перестановки токоподводящих штырей. "Сухую" анодную массу загружают сразу после перестановки штырей и далее в течение всего времени до следующей подготовки перестановки штырей (2).

При таком формировании анода верхний слой коксопековой части содержит от 26 до 30% связывающего и только в период перестановки штырей содержание связующего в этой части анода увеличивается до 40%.

Задачей настоящего изобретения является снижение выделения смолистых веществ при формировании анода.

Поставленная задача решается тем, что в способе формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, включающем загрузку "сухой" анодной массы в анодный кожух на поверхность анода с установленными в нем в четыре ряда токоподводящими штырями и массы с повышенным содержанием связующего для заполнения отверстий из-под штырей, образовавшихся при их перестановке, массу с повышенным содержанием связующего загружают перед перестановкой штырей периферийных рядов в зоны анода, расположенные между продольными стенками кожуха и центральными рядами штырей, загружая при этом "сухую" анодную массу на остальную поверхность анода, после окончания перестановки на всю поверхность анода загружают "сухую" анодную массу в течение 4 - 6 суток, после чего массу с повышенным содержанием связующего загружают в зону между периферийными рядами штырей, а "сухую" - на остальную часть анода и переставляют штыри центральных рядов.

Кроме того, анодную массу с повышенным содержанием связующего загружают в объеме, равным 0,15 - 0,35 объема верхнего слоя "сухой" анодной массы, загруженной на всю поверхность анода в период между перестановками штырей.

Поочередная загрузка анодной массы с повышенным содержанием связующего в периферийную и центральную зоны перед и во время перестановки штырей, а на остальную поверхность анода - "сухой" массы позволяет по сравнению с прототипом снизить выделение смолистых веществ, т.к. при этом не весь поверхностный слой анода будет иметь повышенное содержание связующего.

Уменьшение периода времени между операциями загрузки массы с повышенным содержанием связующего в периферийную и центральную зоны менее 4-х суток (соответственно к сокращению времени между перестановками штырей) приводит к значительному росту падения напряжения в аноде, а увеличение указанного периода времени более 6 суток приведет к чрезмерному сокращению минимального расстояния от штырей до подошвы анода.

Если объем загружаемой порции массы с повышенным содержанием пека составляет менее 0,15 объема коксопекового слоя с пониженным содержанием связующего, то углубления из-под штырей не заполняются до конца и после установки штырей на верхний горизонт вокруг них образуются неплотности (зазоры), из-за которых заметно возрастает падение напряжения в аноде. Увеличение указанного отношения более 0,35 объема приводит к повышению содержания пека в углеродном теле, ухудшению его качества и состояния окружающей атмосферы.

Пример конкретного выполнения.

В кожух по всей поверхности анода электролизера типа С-8БМ на силу тока 156 кА один раз в двое суток загружали 1000 - 1200 кг "сухой" анодной массы с содержанием связующего 28 ± 1. За 18 ч до перестановки штырей периферийных продольных рядов загружали массу с повышенным содержанием связующего (36 ± 0,5%) по 450 - 500 кг в зоны анода, расположенные между продольными стенками кожуха и центральными рядами штырей. Остальную поверхность анода (между периферийными рядами штырей) заполняли "сухой" массой в количестве 600 - 650 кг. После перестановки штырей на всю поверхность анода в течение 139 часов загружали "сухую" массу. Затем в зону между периферийными продольными рядами штырей производили загрузку "жирной" массы в количестве 600 - 650 кг, а в зоны между периферийными рядами штырей - "сухую" массу. Через 15 часов переставляли штыри центральных рядов. Затем в течение 139 часов загружали "сухую" массу по всей площади анода до следующей перестановки штырей.

Формула изобретения

1. Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, включающим загрузку "сухой" анодной массы в анодный кожух на поверхность анода с установленными в нем в четыре ряда токоподводящими штырями и массы с повышенным содержанием связующего перед перестановкой штырей для заполнения образовавшихся отверстий, отличающийся тем, что перед перестановкой штырей периферийных рядов массу с повышенным содержанием связующего загружают в зоны анода, расположенные между продольными стенками кожуха и центральными рядами штырей, заполняя остальную поверхность "сухой" массой, после окончания перестановки на всю поверхность анода загружают "сухую" анодную массу в течение 4 - 6 суток, после чего массу с повышенным содержанием связующего загружают в зону между периферийными рядами штырей, а "сухую" - на остальную часть анода и переставляют штыри центральных рядов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что анодную массу с повышенным содержанием связующего загружают в объеме, равном 0,15 - 0,35 объема "сухой" анодной массы, загруженной на всю поверхность анода в период между перестановками штырей.