Ошиновка алюминиевых электролизеров с продольным двухрядным расположением в корпусе

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкциях ошиновок электролизеров для получения алюминия электролитическим способом при их двухрядном продольном расположении в корпусе. Техническим результатом изобретения являются обеспечение оптимальных МГД-параметров, повышение стабильности работы электролизера, увеличение выхода алюминия по току. Технический результат достигается тем, что ошиновка содержит катодные стержни с катодными шинами, подключенными к анодным шинам последующего электролизера стояками, два из которых расположены по продольным сторонам и два по торцевой стороне электролизера. Правый стояк на продольной стороне расположен по центру ванны, а стояк, расположенный на левой продольной стороне, смещен относительно центра электролизера в направлении тока серии. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкциях ошиновок электролизеров для получения алюминия электролитическим способом при их двухрядном продольном расположении в корпусе.

Известна ошиновка мощных алюминиевых электролизеров с расположением стояков по продольным сторонам таким образом, что при разделении катодных стержней на 2 группы стояки располагаются по середине электролизера (Патент Франции 738518 от 19.01.77). Данным решением не обеспечивается создание оптимальной конфигурации магнитного поля при двухрядном продольном расположении электролизеров в корпусе вследствие наличия нескомпенсированной составляющей поля от соседнего ряда электролизеров, что не позволяет получать высокие технико-экономические показатели. Известно устройство для электропитания последовательно соединенных алюминиевых электролизеров при их двухрядном продольном расположении в корпусе, в котором стояки также располагаются на середине продольных сторон, а компенсация поля соседнего ряда электролизеров производится дополнительной шиной, включенной в цепь электропитания серии ("Устройство для электропитания последовательно соединенных алюминиевых электролизеров". Патент Российской Федерации 2170290 от 10.02.2000 г.). Патент выбран в качестве ближайшего аналога.

Недостатком данного способа является применение дополнительных компенсационных шин, усложняющее схему электропитания серии электролиза и имеющее дополнительные энергетические затраты. Кроме того, происходит недостаточная оптимизация МГД-параметров электролизера в комплексе вследствие симметризации только вертикальной составляющей магнитного поля (Bz), что в неполной мере использует возможности собственно схемы ошиновки. Технической задачей изобретения является создание схемы ошиновки, обеспечивающей оптимальных МГД-параметров, повышение стабильности работы электролизера за счет снижения вредного воздействия электромагнитных сил на катодный металл и увеличение выхода по току.

Поставленная задача решается тем, что ошиновка алюминиевого электролизера с двухрядным продольным расположением в корпусе, включающая в себя катодные стержни с катодными шинами, подключенными к анодным шинам последующего электролизера посредством стояков, два из которых расположены по продольным сторонам и два по торцевой стороне, имеет правый стояк на продольной стороне, расположенный по центру ванны, а стояк на левой продольной стороне смещен относительно центра электролизера в направлении тока серии.

Наличие вертикальных проводников (стояков) в проекции анодного массива по предлагаемой компоновке позволяет эффективно создавать требуемую конфигурацию магнитного поля. При этом, компенсация поля соседнего ряда производится за счет расположения пакетов катодной ошиновки и стояка на левой стороне электролизера (ближней к соседнему ряду) и смещенного от центра в направлении тока серии.

Предлагаемое размещение стояков по левой и правой стороне обеспечивает уменьшение значений и симметризацию всех компонент магнитного поля (Bz, By, Вх), что приводит к увеличению количества и симметризации контуров циркуляции металла, к эффективному снижению значений электромагнитных сил в металле электролизера, и в результате к уменьшению перекоса и циркуляции металла, повышению уровня МГД-устойчивости, обеспечивая при этом лучшее снижение воздействия магнитных полей на катодный металл.

Схема ошиновки по данному предложению показана на чертеже.

Ошиновка состоит из анодных стояков, из которых 1 и 2 расположены по торцевой стороне электролизера, правый стояк 3 - на продольной стороне расположен по центру ванны, а стояк 4, расположенный на левой продольной стороне, смещен относительно центра электролизера в направлении тока серии. В таблице представлены результаты расчета магнитного поля, перекоса и циркуляции металла по предлагаемому решению.

Из таблицы видно, что предлагаемая схема ошиновки обеспечивает достаточно симметричное и скомпенсированное магнитное поле, наличие большого числа контуров циркуляции, малые значения перекоса и скорости циркуляции катодного металла. Низкие значения перекоса и скорости циркуляции металла в свою очередь приводят к снижению потерь катодного металла и повышению выхода по току, что обеспечивает положительный эффект от применения данного технического решения.

Формула изобретения

Ошиновка алюминиевого электролизера с продольным двухрядным расположением в корпусе, содержащая катодные стержни с катодными шинами, подключенными к анодным шинам последующего электролизера стояками, два из которых расположены по продольным сторонам и два по торцевой стороне электролизера, отличающаяся тем, что правый стояк на продольной стороне расположен по центру ванны, а стояк, расположенный на левой продольной стороне, смещен относительно центра электролизера в направлении тока серии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2