Способ замены анодов в электролизерах с обожженными анодами для получения алюминия
Владельцы патента RU 2281348:
Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологический центр" (RU)
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия, а именно к операции замены отработанных обожженных анодов в электролизерах. Способ включает попеременную относительно продольной оси электролизера замену отработанных обожженных анодов по следующему алгоритму. Анодный массив разделяется на 3 или большее число групп из равного числа анодов, в которые включаются близлежащие аноды с входной и выходной сторон электролизера. Замена начинается с анода в первой группе, затем меняется анод во второй группе с противоположной стороны от продольной оси электролизера, расположенный на расстоянии, равном числу анодов в группе на одной (входной или выходной) стороне электролизера и т.д. до замены анода в последней группе. Затем процесс повторяется с замены анода в первой группе, который выбирается на противоположной стороне по отношению к ранее замененному аноду в первой группе. Изобретение обеспечивает создание условий для обеспечения однородности теплового поля, анодного тока и весовых нагрузок на домкраты анодного устройства при замене отработанных обожженных анодов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к периодической операции замены отработанных обожженных анодов в электролизерах.
Известен способ замены анодов в электролизере с обожженными анодами для получения алюминия, включающий последовательную схему замены анодов, расположенных с противоположных сторон от продольной оси электролизера. В соответствии с указанным способом количество заменяемых анодов в течение суток кратно двум, при этом каждый последующий из пары анодов извлекают из зоны анодного массива, расположенной с противоположной стороны от поперечной оси электролизера. Причем по замене анодов парами интервал времени между заменой анодов одной пары составляет не более двух часов (патент RU 2081945, С 25 С 3/12, 1994 г.).
Недостатком указанного способа замены является то, что он предполагает периоды интенсивной замены анодов и перерывы в течение полного цикла замены анодов. Из-за этого тепловое сопротивление анодного массива в течение цикла является непостоянным и, в результате, возникают проблемы в поддержании равномерного теплового поля в рабочем пространстве электролизера.
Наиболее близким к предлагаемому способу замены анодов является способ последовательной замены анодов, расположенных с противоположной стороны от продольной стороны электролизера, причем замену анодов ведут при поддержании разницы в сроке эксплуатации между собой у любого из пары анодов, размещенных напротив друг друга в противоположных рядах относительно продольной оси электролизера, постоянной и равной половине времени полного цикла замены всех анодов, установленных в электролизере, а разница в сроках эксплуатации анодов, расположенных с обеих сторон любого анода в продольном ряду, составляет один или два интервала времени между заменами двух последовательно замененных анодов (патент RU 2187583, С 25 С 3/16, 2000 г.).
Недостатком указанного способа замены является то, что он не обеспечивает однородность теплового поля и анодного тока по ванне электролизера, весовых нагрузок на домкраты анодного устройства. В указанном способе замены реализуется постоянство разницы в сроке эксплуатации между собой у любого из пары анодов, размещенных напротив друг друга в противоположных рядах относительно продольной оси электролизера, и постоянство разницы в сроках эксплуатации анодов, расположенных с обеих сторон любого анода в продольном ряду. Неоднородности тепловых сопротивлений анодов и неоднородности анодного тока проявляются наиболее сильно на начальном этапе эксплуатации анода. Поэтому при оптимизации тепловых и электрических полей, нагрузок на домкраты необходимо избегать замены анодов, расположенных по соседству.
Техническая задача по стабилизации технологии на электролизерах с обожженными анодами состоит в обеспечении максимальной однородности теплового поля и анодного тока в ванне электролизера и механических нагрузок на домкраты анодного устройства при последовательной замене отработанных обожженных анодов.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание условий для обеспечения однородности теплового поля, токовых нагрузок по ванне электролизера и весовых нагрузок на домкраты анодного устройства при попеременной замене отработанных обожженных анодов.
Поставленная техническая задача решается путем попеременной замены анодов, расположенных с противоположных сторон от продольной оси электролизера из групп с равным числом близлежащих анодов с входной и выходной сторон электролизера, при этом замену начинают с анода в первой группе. Каждый последующий анод извлекают из следующей группы с противоположной стороны от продольной оси электролизера по отношению к предыдущей группе; при этом расстояние между извлекаемыми анодами равняется числу анодов в группе на одной продольной стороне электролизера. Процесс повторяют с замены анода в первой группе на противоположной стороне по отношению к ранее замененному аноду в первой группе. Анодный массив разделяют на группы анодов не менее трех. Замену анодов возможно проводить парами соседних по отношению к продольной стороне электролизера анодов.
Технический результат достигается путем выравнивания тепловых и токовых нагрузок, нагрузок на домкраты за счет последовательной замены анодов в группах анодов со сменой сторон относительно продольной оси. Тепловые неоднородности, неоднородности анодного тока при установке нового анода выравниваются по всей ванне электролизера, не сосредотачиваются в одной части анодного массива.
На фигуре показан анодный массив электролизера с 18 анодами или анодными парами.
Алгоритм замены анодов состоит в следующем. Весь анодный массив разделяется на небольшое число групп не менее трех (3, 4). Каждая группа анодов состоит из одинакового числа анодов, в нее включаются близлежащие аноды с входной и выходной стороны электролизера. Тем самым анодный массив разделяется на группы линиями, параллельными поперечной оси электролизера. Группы нумеруются: одной из групп, содержащей торцевые аноды, присваивается первый номер, соседней группе - второй и т.д. Цикл замены анодов начинается с анода в первой группе, затем меняется анод во второй группе с противоположной стороны от продольной оси электролизера. Расстояние между заменяемыми анодами равно числу анодов в группе на одной (входной или выходной) стороне электролизера. Затем происходит замена по тому же правилу анода в третьей группе и т.д. После замены анода в последней группе происходит замена анода в первой группе и процесс повторяется.
Пример. Анодный массив разделен на 3 группы. В соответствии с заявляемым способом последовательность замены анодных сборок показана цифрами. Цифра 1 соответствует тому, что в цикле замены анодов этот анод заменяется первым, далее заменяется анод с цифрой 2 и т.д. Число анодов в группе, расположенных на одной (входной или выходной) стороне электролизера, равно в данном случае 3. Поэтому после замены анода 1 заменяется анод 2, расположенный от анода 1 через три анода по продольной оси электролизера и на противоположной стороне от оси. После замены анода 3 в последней группе заменяется анод 4 в первой группе, он выбирается на противоположной стороне относительно продольной оси электролизера по отношению к аноду 1. Далее в соответствии с описанным алгоритмом заменяется анод 5 и т.д.
Данный алгоритм одинаково применим как к разработке схемы замены по одному аноду, так и при замене двух соседних анодов одновременно, расположенных либо на входной, либо на выходной стороне электролизера.
1. Способ замены анодов в электролизерах с обожженными анодами для получения алюминия, включающий замену анодов, расположенных с противоположных сторон от продольной оси электролизера, отличающийся тем, что замену анодов ведут из групп с равным числом близлежащих анодов с входной и выходной сторон электролизера и замену начинают с анода в первой группе, а каждый последующий анод извлекают из следующей группы с противоположной стороны от продольной оси электролизера по отношению к предыдущей группе, при этом расстояние между извлекаемыми анодами равняется числу анодов в группе на одной продольной стороне электролизера, затем процесс повторяют с замены анода в первой группе на противоположной стороне по отношению к ранее замененному аноду в первой группе.
2. Способ замены анодов в электролизерах по п.1, отличающийся тем, что число групп анодов составляет не менее трех.
3. Способ замены анодов в электролизерах по п.1, отличающийся тем, что замену анодов проводят парами соседних по отношению к продольной стороне электролизера анодов.
