Способ управления формированием анода с верхним токоподводом


 


Владельцы патента RU 2406787:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к обслуживанию анода электролизера с верхним токоподводом при электролитическом получении алюминия из расплавленных солей, а именно к способу управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом путем увеличения плотности тока в аноде. Способ включает загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, прорезку и уплотнение периферии анода и поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, при этом при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой Δhэл.=k ΔiA, где Δhэл. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см, ΔiA - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см2, k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100. Обеспечивается повышение производительности электролизера. 1 табл.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия из расплавленных солей, а именно к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом при повышении плотности тока.

Известен способ управления формированием анода на электролизерах с верхним токоподводом, включающий осуществление контроля за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей (Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С.И. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987, с.113-114).

Недостатком такого способа является ухудшение качества анода из-за перегрева при повышении поддерживаемой плотности тока как из-за увеличения выделения тепла в аноде, так и за счет повышения прихода тепла в анод из электролита.

Наиболее близким к заявляемому является способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий контроль за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку во время перестановки штырей, прорезку и уплотнение периферии анода, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука, 2001, с.215-222).

Недостатком такого способа является увеличение термической напряженности и образование трещин по периферии анода, обгорание боковой поверхности анода и соответственно рост удельного расхода анодной массы и съема угольной пены из-за разогрева тела анода при повышении поддерживаемой плотности тока как за счет роста выделения тепла в аноде, так и за счет поступления тепла из электролита в анод. Это ограничивает повышение плотности тока.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ, позволяющий добиться повышения производительности электролизера путем увеличения плотности тока в аноде.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой

Δhэл.=k ΔiA

где Δhэл. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см;

ΔiA - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см2;

k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.

Пример. На электролизере поддерживалась средняя плотность тока 0,7 А/см2 и средний уровень электролита 21 см. Поддерживаемая плотность тока в аноде была увеличена до 0,74 А/см2, т.е. на 0,04 А/см2 путем повышения силы тока на 9 кА. Проведены испытания шести групп электролизеров, на которых уровни электролита были понижены соответственно на 1-6 см. Результаты испытаний в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Таблица
Технологические параметры и показатели Номер группы Прототип
1 2 3 4 5 6
Уровень электролита, см 15 16 17 18 19 20 21
Изменение уровня электролита, см -6 -5 -4 -3 -2 -1 0
Соотношение Δhэл./ΔiA 150 125 100 75 50 25
Уровень металла, см 46,3 46,1 46,4 46,5 46,4 46,3 46,2
Температура электролита, °С 957,8 956,2 955,5 957,3 959,4 958,7 960,5
Расход анодной массы, кг/т алюминия 530 525 520 527 534 532 540
Съем пены, кг/т алюминия 28 24 20 25 29 26 33
Выход по току, % 88,3 89,2 89,6 88,8 88,3 88,9 88,1

Согласно таблице наилучшие результаты получены по группе 3, по которой снижение уровня электролита соответствовало формуле

Δhэл=100 ΔiA

Снижение уровня электролита приводит к повышению выхода по току и производительности электролизера за счет уменьшения перехода диспергированного алюминия в электролит, что сокращает выделение тепла в прианодном пространстве и соответственно снижает поступление тепла из электролита в анод, а также приводит к уменьшению токовой нагрузки на периферийные штыри, что снижает термическую напряженность и соответственно образование трещин по периферии анода и обгорание боковой поверхности анода и сокращает удельный расход анодной массы и съем угольной пены.

Способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, прорезку и уплотнение периферии анода и поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, отличающийся тем, что при повышении заданных значений плотности тока снижают заданный уровень электролита в соответствии с формулой
Δhэл=k ΔiA,
где Δhэл - изменение заданного уровня электролита, см;
ΔiA - изменение заданных значений плотности тока в аноде, А/см2;
k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к герметизации электролизера. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженными анодами. .

Изобретение относится к области цветной металлургии и электролитическому получению металлов и может быть использовано при получении алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава с применением инертных анодов.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам при обслуживании самоспекающегося анода на алюминиевых электролизерах с верхним токоподводом в производстве алюминия.

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей.

Изобретение относится к токоподводящей шине электродов электролизеров для производства алюминия из оксида алюминия в электролитической ванне. .
Изобретение относится к производству алюминия электролизом, а именно к способу защиты углеграфитового анода алюминиевого электролизера. .
Изобретение относится к производству алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами, а именно к способу для формирования вторичного анода при перестановке анодных штырей.

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, в частности к способу расстановки анодных штырей на электролизере для производства алюминия с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом.
Изобретение относится к защитным покрытиям для защиты угольных анодов от окисления воздухом при выгорании анода в электролизере для получения алюминия и способу его нанесения.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции инертных анодов электролизеров для производства алюминия

Изобретение относится к области производства алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к производству анодной массы для формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, и может быть использовано при производстве обожженных анодов для тех же целей

Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве

Изобретение относится к конструкции анодного токоподвода электролизера для получения алюминия

Изобретение относится к конструкции анодного устройства алюминиевого электролизера с механизмом перемещения анодной ошиновки

Изобретение относится к способу производства анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и может быть использовано в производстве обожженных анодов

Изобретение относится к анодному устройству алюминиевых электролизеров
Изобретение относится к способу получения связующего для электродной массы

Изобретение относится к способу удаления за один этап чугунных заливок, закрепленных на ниппелях, связанных с ножками анодной штанги. Способ включает следующие этапы: а) размещают ножку анодной штанги между упорным устройством и устройством воздействия, причем устройство воздействия может быть перемещено при помощи приводного механизма в направлении упорного устройства, которое охватывает, по меньшей мере частично, каждый из n ниппелей анодной штанги и представляет собой упорную поверхность, блокирующую поступательное перемещение соответствующей чугунной заливки, b) перемещают устройство воздействия в направлении упорного устройства таким образом, чтобы устройство воздействия входило в контакт с ножкой анодной штанги и увлекало ее за собой вплоть до того момента, когда ножка анода войдет в контакт с упорным устройством, с) продолжают перемещения устройства воздействия таким образом, чтобы каждая чугунная заливка, заблокированная связанной с ней упорной поверхностью, была отсоединена от соответствующего ниппеля, d) останавливают и отводят назад устройство воздействия. При этом используют упорное устройство, содержащее по меньшей мере две упорные поверхности, отделенные одна от другой таким расстоянием в осевом направлении, чтобы чугунные заливки, заблокированные при помощи первой упорной поверхности, были отсоединены от круглых электродов до того, как другие чугунные заливки будут заблокированы другой упорной поверхностью. Обеспечивается возможность отделения чугунных заливок и ниппелей ножки анодной штанги за один этап с использованием одного устройства без повреждения анода. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к металлическому аноду выделения кислорода для электрохимического извлечения алюминия разложением глинозема, растворенного в расплавленном электролите на основе криолита. Анод выполнен из сплава, содержащего, предпочтительно, 64-66 вес.% Ni, 25-27 вес.% Fe, 7-9 вес.% Mn, 0-0,7 вес.% Cu и 0,4-0,6 вес.% Si. Весовое отношение Ni/Fe составляет в диапазоне от 2,1 до 2,89, предпочтительно от 2,3 до 2,6, весовое отношение Ni/(Ni+Cu) составляет более 0,98, весовое отношение Cu/Ni составляет менее 0,01, а весовое отношение Mn/Ni составляет от 0,09 до 0,15. Поверхность сплава может содержать феррит никеля, полученный предварительным окислением сплава. Сплав, необязательно с предварительно окисленной поверхностью, может быть покрыт наружным покрытием, содержащим оксид кобальта СоО. Описаны также электролизер и способ получения алюминия в электролизере. Обеспечивается возможность работы при анодных плотностях тока от 1,1 до 1,3 А/см2. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 5 пр.
Наверх