Ошиновка электролизеров для получения алюминия

 

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано для усовершенствования схемы ошиновки электролизеров при их поперечном расположении в корпусе. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода по току и уменьшение расхода электроэнергии за счет снижения вредного воздействия магнитных полей на расплавленный алюминий. Технический результат достигается тем, что в ошиновке, содержащей анодные стояки, расположенные на входной стороне электролизера, сборные шины с подключенными к ним катодными стержнями, проходящие вдоль торцов и под днищем электролизера, соединенные с анодными стояками следующего по ходу тока электролизера, крайние сборные шины катодной ошиновки выходной стороны соединены с шинами с обратным направлением тока, подключенными к шинам, расположенным на торцевых сторонах. По каждому из пакетов с обратным направлением тока отводят 5-15% тока выходной стороны. Точки подключения пакетов шин с обратным направлением тока к пакетам шин торцевых сторон расположены между продольной осью электролизера и его выходной стороной. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия и может быть использовано для усовершенствования схемы ошиновки электролизеров с поперечным расположением в корпусе.

Известна ошиновка алюминиевого электролизера при поперечном расположении в корпусе, в котором ток от входных блюмсов предыдущего электролизера подводится к анодным стоякам последующего электролизера с помощью двух шин, причем одна из них огибает торец электролизера, а вторая шина проходит под половиной электролизера ближе к торцу ванны. Вторая шина разделена на два электрически параллельных участка, один из которых после прохождения под днищем половины электролизера направляется на торец, огибает его и подключается к анодным стоякам последующей ванны [Патент США, 4976841]. Эта ошиновка принята за прототип.

Недостатком данной схемы ошиновки является нежелательная компенсация магнитного поля в торцах электролизера вследствие прохождения тока по шинам, расположенным под днищем, в одном направлении, что не обеспечивает требуемого уровня магнитогидродинамических характеристик электролизера и технико-экономических показателей электролиза.

Технической задачей изобретения является увеличение выхода по току и уменьшение расхода электроэнергии за счет снижения вредного воздействия магнитных полей на расплавленный алюминий.

Поставленная задача решается тем, что в ошиновке алюминиевого электролизера при его поперечном расположении в корпусе, включающей анодные стояки, расположенные на входной стороне электролизера, сборные шины с подключенными к ним катодными стержнями, проходящие вдоль торцов и под днищем электролизера, соединенные с анодными стояками следующего по ходу тока электролизера, крайние сборные шины катодной ошиновки выходной стороны соединены с шинами с обратным направлением тока, которые подключены к шинам, расположенным на торцевых сторонах, при этом по каждому из пакетов с обратным направлением тока отводят 5-15% тока выходной стороны.

Точки подключения пакетов шин с обратным направлением тока к пакетам шин торцевых сторон расположены между продольной осью электролизера и его выходной стороной.

Торцевой пакет имеет переменную нагрузку: до подключения шины с обратным направлением тока 25-35%, а после подключения 30-50% тока входной стороны. Указанное соотношение определяется долей тока по пакету катодной ошиновки с обратным направлением тока 5-15%. Нижний предел интервала определяется необходимостью компенсации вертикальной компоненты магнитного поля Bz в углах выходной стороны электролизера, а верхний ограничен требованием обеспечения малых значений поперечной составляющей Вх в тех же углах ванны.

На чертеже показан пример конструктивного исполнения ошиновки по данному предложению. Ток к электролизеру подводится пятью анодными стояками 1-5, расположенными на входной по направлению тока серии стороне. Пакеты шин 6-9 отводят часть тока входной стороны, проходят под днищем и подключаются к стоякам 2-4. Остальная часть тока от катодных стержней входной стороны собирается сборными шинами 10-13, которые огибают торцы электролизера и подводят ток к крайним стоякам 1, 5. Крайние сборные шины 14-15 блюмсов выходной стороны соединены с шинами с обратным направлением тока 16-17, которые проходят под днищем и подключаются к торцевым шинам, подводящим ток к крайним анодным стоякам 1-5. Пакеты шин 18-23 отводят ток от блюмсов выходной стороны и подключаются к стоякам 2-4.

В таблице представлены расчеты МГД-характеристик и выхода по току алюминиевого электролизера для 2 вариантов конструкции ошиновки: вариант 1 - ошиновка по выбранному прототипу; вариант 2 - ошиновка по заявляемой схеме (см. чертеж).

Снижение средних и максимальных значений Вх и Bz в варианте 2 приводит к уменьшению перекоса металла и увеличению расчетного выхода по току на 2-3%.

Формула изобретения

1. Ошиновка алюминиевого электролизера при его поперечном расположении в корпусе, включающая анодные стояки, расположенные на входной стороне электролизера, сборные шины с подключенными к ним катодными стержнями, проходящие вдоль торцов и под днищем электролизера, соединенные с анодными стояками следующего по ходу тока электролизера, отличающаяся тем, что крайние сборные шины катодной ошиновки выходной стороны соединены с шинами с обратным направлением тока, которые подключены к шинам, расположенным на торцевых сторонах, при этом по каждому из пакетов с обратным направлением тока отводят 5-15% тока выходной стороны.

2. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем, что точки подключения пакетов шин с обратным направлением тока к пакетам шин торцевых сторон расположены между продольной осью электролизера и его выходной стороной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2