Способ снижения вредного влияния магнитных полей в электролизере для получения алюминия

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкциях кожухов электролизеров для получения алюминия электролитическим способом. Техническим результатом изобретения является снижение потерь катодного металла и повышение выхода по току на 0,8-1,0%. Способ включает установку пояса из ферромагнитного материала, создающего магнитный контур вокруг катодного металла. Пояс выполнен замкнутым и установлен по всему периметру катодного кожуха в пространстве между вертикальными стенками кожуха и боковым блоком. Высота пояса составляет 1-3 высоты катодного металла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкциях кожухов электролизеров для получения алюминия электролитическим способом.

Известен способ регулирования магнитных полей, предусматривающий использование вертикальных элементов (пластин или стержней) из ферромагнитных материалов, расположенных в определенных зонах продольных стенок катодного кожуха между металлом и внешними источниками вертикального поля (катодными стержнями и шинами). При этом пластины могут располагаться непосредственно в кожухе или снаружи его, но с обязательными магнитными разрывами между рядами пластин (Патент США N 3719577, кл. С 25 С 3/08, от 18.03.71 г.). Данный патент выбран в качестве ближайшего аналога.

Недостатком приведенного выше способа является вредное влияние электромагнитных полей вследствие наличия магнитных разрывов, вызывающих локальные увеличения плотности магнитного потока, что особенно опасно для торцевых зон, где индукция магнитного поля, как правило, имеет максимальное значение.

Задачей изобретения является снижение воздействия магнитных полей на катодный металл, что позволяет увеличить выход по току и снизить расход электроэнергии.

Снижение перекоса и скорости циркуляции металла приводит к снижению потерь катодного металла и позволит повысить выход по току на 0,8-1%.

Поставленная задача решается установкой пояса из ферромагнитного материала, создающего магнитный контур вокруг катодного металла, при этом пояс из ферромагнитного материала выполнен замкнутым и установлен по всему периметру катодного кожуха в пространстве между вертикальными стенками кожуха и боковым блоком.

Пояс из ферромагнитного материала имеет высоту 1-3 от высоты катодного металла.

Пример конструктивного исполнения представлен на чертеже, где показано расположение ферромагнитного пояса 1 в пространстве между вертикальными стенками кожуха 2 и боковым блоком 3 футеровки. Пояс 1 прикрепляется к катодному кожуху 2 с помощью клеевых паст или устанавливается параллельно кожуху с засыпкой из сыпучих материалов. Пояс 1 представляет собой замкнутый каркас из цельнометаллических листов или набора металлических пластин, укладываемых вертикально, с проваром между собой. Листы или пластины могут изготавливаться из стали марок Ст2, Ст3 или других ферромагнитных материалов. Толщина стальных пластин 5-10 мм. При значении толщины листа менее 5 мм эффект не проявляется, а при толщине более 10 мм увеличивается расход металла и снижаются теплофизические свойства футеровки.

В таблице приведены результаты расчетов МГД-параметров для вариантов:

1 - Существующий катодный кожух.

2 - Пластины внутри кожуха по продольным сторонам.

3 - Пластины внутри кожуха по торцам.

4 - Пояс, собранный из продольных и торцевых пластин.

В случае применения металлических пластин только на продольных сторонах по сравнению с вариантом без пластин уменьшаются значения вертикальной компоненты магнитного поля Bz максимального на 5 Гс, среднего значения на 3 Гс, увеличивается перекос металла на 2,8 см. При установке пластин только по торцам ванны по сравнению с вариантом без пластин наблюдается снижение максимальных значений Bz на 5 Гс, при этом средние значения Bz, перекос и скорость циркуляции изменяются не значительно. При применении замкнутого пояса по продольным и торцевым сторонам уменьшаются значения вертикальной компоненты магнитного поля - максимального значения на 11 Гс, среднего значения на 5 Гс, скорость циркуляции уменьшается на 0,1 см/с (средняя), перекос металла на 0,7 см.

Формула изобретения

1. Способ снижения вредного влияния магнитных полей в электролизере для получения алюминия, включающий установку пояса из ферромагнитного материала, создающего магнитный контур вокруг катодного металла, отличающийся тем, что пояс из ферромагнитного материала выполнен замкнутым и установлен по всему периметру катодного кожуха в пространстве между вертикальными стенками кожуха и боковым блоком.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пояс из ферромагнитного материала имеет высоту 1-3 от высоты катодного металла.

РИСУНКИ

Рисунок 1