Способ защиты обожженного анода алюминиевого электролизера



Способ защиты обожженного анода алюминиевого электролизера
Способ защиты обожженного анода алюминиевого электролизера

 


Владельцы патента RU 2615389:

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

Изобретение относится к способу защиты обожженного анода алюминиевого электролизера при производстве алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженным анодом. Способ включает загрузку укрывного материала на сторону анода, обращенную к фланцевому листу катодного устройства электролизера, в два этапа, при этом первый слой укрывного материала загружают на выемку, выполненную в аноде на высоте h от его основания и шириной В, равной 0,05-0,1 длины L угольного анодного блока, с образованием угла α1, равного 37-42°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, а после спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на нее загружают второй слой укрывного материала на высоту Н-h с образованием угла α2, равного 55-60°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, где Н - высота анода, h - высота анода от его основания до выемки. Обеспечивается повышение степени защиты анода. 1 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с обожженным анодом.

Известен способ точечной загрузки укрывного материала на поверхность обожженного анода [Hugh McLaughlin III. Анодное покрытие // Сб. докладов Межд. конф. «Алюминий Сибири 2004», г. Красноярск. - с. 80-82]. Для реализации способа используется перемещаемый краном ковш, обеспечивающий загрузку укрывного материала с минимальной высоты.

Недостаток способа заключается в дополнительном оборудовании, увеличении времени эксплуатации металлургических кранов и нахождении электролизера в разгерметизированном состоянии при точечной загрузке укрывного материала.

Известен способ защиты обожженного анода, заключающийся в загрузке сыпучего укрывного материала частями, по мере формирования прочной корки из его нижележащих слоев [Mark P. Taylor, Greg L Johnson, Evan W Andrews, Barry J Welch. The Impact of Anode Cover Control and Anode Assembly Design on Reduction Cell Performance // Light Metals. - 2004. - pp. 199-206].

Недостатком известного способа является малый слой сыпучего укрывного материала, защищающий верхнюю часть обожженного анода, обращенную в сторону фланцевого листа катодного устройства электролизера.

Задачей заявляемого изобретения являются уменьшение скорости окисления и снижение расхода обожженного анода, увеличение эффективности его укрытия со стороны, обращенной к фланцевому листу катодного устройства электролизера.

Достигаются это тем, что в способе защиты обожженного анода алюминиевого электролизера осуществляют загрузку укрывного материала на сторону анода, обращенную к фланцевому листу катодного устройства электролизера, в два этапа, при этом первый слой укрывного материала загружают на выемку, выполненную в аноде на высоте h от его основания и шириной В, равной 0,05-0,1 длины L угольного анодного блока, с образованием угла α1, равного 37-42°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью; после спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на нее загружают второй слой укрывного материала на высоту Н-h с образованием угла α2, равного 55-60°, между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, где H - это высота анода, h - высота анода от его основания до выемки.

Выполнение выемки на стороне обожженного анода, обращенной к фланцевому листу катодного устройства, обосновывается необходимостью увеличения угла, образованного горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материла.

Ограничение угла α1 пределами 37-42° обосновывается углом естественного откоса укрывного материала, который находится в этих пределах. [Halldor Gudmundsson. Improving anode cover material quality at Nordural - quality tools and measures // Light Metals. - 2009. - pp. 467-472]. Превышение угла α1 пределов 37-42° не позволит произвести качественную загрузку укрывного материала на сторону обожженного анода, обращенную к фланцевому листу катодного устройства. Уменьшение угла α1 ниже пределов 37-42° снизит эффективность защиты стороны обожженного анода, обращенной к фланцевому листу катодного устройства.

Ширина выемки в пределах 0,05-0,1 длины обожженного анода обосновывается особенностями изменения его конфигурации по мере окисления в процессе эксплуатации. Окисление обожженного анода происходит не только по его нижней, обращенной к расплаву, поверхности, но и по верхней и боковым поверхностям, защищаемым укрывным материалом. В процессе эксплуатации обожженный анод по верхней поверхности уменьшается на 0,1-0,2 и более от своей первоначальной длины. Устройство выемки размером 0,05-0,1 длины обожженного анода не приведет к тому, что из его общей массы будет удалена часть, способная в процессе эксплуатации достичь поверхности расплава и окислиться в этой зоне.

Высота h расположения выемки выбирается из условий обеспечения угла α1 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью в пределах 37-42°, зависящего от расстояния между фланцевым листом катодного устройства и обращенной к нему стороной обожженного анода.

Наличие выемки обеспечивает возможность загрузки укрывного материала частями, в несколько приемов.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где 1 - обожженный анод, 2 - токоподвод, 3 - фланцевый лист катодного устройства, 4 - укрывной материал.

Укрытие угольного блока осуществляют следующим образом. На первом этапе в пространство между обожженным анодом 1 и фланцевым листом 3 загружается слой укрывного материала 4, защищающий обожженный анод на высоту h, от поверхности расплава до выемки. При этом угол α1, образованный горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материала, находится в пределах 37-42°, что примерно равно углу естественного откоса последнего. Далее, по мере спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на последнюю загружается второй слой укрывного материала, защищающий обожженный анод от окисления на участке (Н-h), от выемки до верхней торцевой кромки угольного блока. При этом угол α2, образованный горизонтальной плоскостью и верхней границей слоя укрывного материала, находится в пределах 55-60°, что является не только следствием загрузки материала на корку, но и высокими силами сцепления тонкодисперсного материала с твердой поверхностью. В обоих случаях фланцевый лист катодного устройства играет роль подпорной стенки, увеличивающей угол естественного откоса укрывного материала, защищающего обожженный анод от окисления.

Преимуществами заявляемого изобретения являются увеличение эффективности защиты торцевой стороны обожженного анода, уменьшение массы свежего обожженного анода и снижение, таким образом, нагрузки на балку-коллектор электролизера, сокращение выбросов CO2, являющегося парниковым газом, снижение массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера и вовлекаемого во вторичную переработку.

Способ защиты обожженного анода алюминиевого электролизера, содержащего катодное устройство с фланцевым листом, включающий загрузку укрывного материала на его поверхность, отличающийся тем, что на стороне обожженного анода, обращенной к фланцевому листу, выполняют выемку шириной В, равной 0,05-0,1 длины L угольного анодного блока, на высоте h от основания анода и осуществляют загрузку сыпучего укрывного материала на упомянутую сторону анода в два этапа, при этом первый слой укрывного материала загружают на упомянутую выемку с образованием угла α1 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, равного 37-42°, а после спекания укрывного материала и образования на его поверхности прочной корки на нее загружают второй слой укрывного материала на высоту Н-h с образованием угла α2 между верхней границей укрывного материала и горизонтальной плоскостью, равного 55-60°, где Н - высота анода, h - высота анода от его основания до выемки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга. Устройство содержит газосборный колокол, на продольных сторонах и в угловой части которого установлены патрубки, соединенные трубопроводами между собой и через коллектор с корпусной системой газоочистки посредством газоходных спусков электролизера, отверстия для подачи воздуха, при этом отношение высоты патрубков, расположенных на продольных сторонах газосборного колокола, к высоте патрубков, расположенных в угловой части газосборного колокола, составляет 1:(2-5).

Изобретение относится к системе сухой очистки отходящего газа электролитического производства алюминия с нижним газоподводом. Система содержит пылеочиститель, дно которого сообщено с передним коллектором пылеочистителя через газоподводящую трубу пылеочистителя, реактор многоточечного типа, расположенный в газоподводящей трубе пылеочистителя, средство распределения глинозема, расположенное между реактором многоточечного типа и накопительным бункером свежего глинозема и соединенное с упомянутым реактором распределительным желобом, средство подачи глинозема, расположенное между средством распределения глинозема и накопительным бункером свежего глинозема, накопительный бункер фторсодержащего глинозема, возвратный желоб, средство подъема материала по возвратному желобу, выходной коллектор, выпускную трубу, воздуходувку и вытяжную трубу, причем верхняя часть пылеочистителя сообщена с выходным коллектором пылеочистителя через выпускную трубу пылеочистителя, а выходной коллектор пылеочистителя соединен с вытяжной трубой через воздуходувку, трубопровод расположен ниже пылеочистителя, предусмотрен подводящий возвратный трубопровод, соединенный со средством подъема глинозема по возвратному желобу и с накопительным бункером фторсодержащего глинозема.

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления газов из алюминиевого электролизера. В устройстве в газоходных каналах установлены пластины, разделяющие газоходные каналы на четыре зоны забора анодных газов - две с торца балки-коллектора, соединенного с системой газоочистки, и две с торца, противоположного торцу балки-коллектора, соединенному с системой газоочистки.

Изобретение относится к системе и способу удаления газов из алюминиевого электролизера с предварительно обожженными анодами. Система удаления газов из алюминиевого электролизера, содержащего анодную балку-коллектор, съемные укрытия для выполнения технологических операций и имеющего, по меньшей мере, одно выпускное отверстие газоотводного патрубка в верхней части торца анодной балки, содержит средства для удаления стандартизированного количества газов во время нормальной работы электролизера, средства для удаления увеличенного количества газов при снятии одного или более укрытий, при этом анодная балка-коллектор объединена в единый коллектор с рядом стоящим электролизером и содержит, по меньшей мере, один элемент регулирования объема удаляемых газов, расположенный в газоотводном патрубке, и, по меньшей мере, один датчик измерения фиксируемого параметра в соответствии с заданными технологическими режимами.

Изобретение относится к способу и устройству улавливания SO2, присутствующего в газах, выходящих из ванн для промышленного производства алюминия методом огневого электролиза.

Изобретение относится к системе и способу сбора неочищенного газа из алюминиевых электролизеров. Система содержит общий сборный канал для проведения потока общего сборного канала неочищенного газа в направлении потока общего сборного канала и отводные каналы, каждый которых имеет впуск, присоединенный к электролизеру для втягивания из него соответствующего отводимого потока неочищенного газа, и выпускной конец, присоединенный к общему сборному каналу, оборудованному совмещающей секцией для совмещения соответствующего отводимого потока с направлением упомянутого потока общего сборного канала, выпускное отверстие и сужение канала для ускорения соответствующего отводимого потока через выпускное отверстие в общий сборный канал, причем каждый из по меньшей мере двух отводных каналов снабжен соответствующим теплообменником, каждый из которых снабжен теплопередающим элементом, расположенным в соответствующем отводимом потоке газа, при этом теплообменники выполнены с возможностью ускорения течения соответствующего отводимого потока в общий сборный канал.

Изобретение относится к системе и способу сбора неочищенного газа из алюминиевых электролизеров. Система содержит отводные каналы, каждый из которых проточно соединен с соответствующим алюминиевым электролизером из упомянутых алюминиевых электролизеров и выполнен с возможностью транспортирования неочищенного газа от впуска соответствующего отводного канала на электролизере к выпуску соответствующего отводного канала, и первый общий сборный канал, проточно соединенный с упомянутыми отводными каналами на выпусках соответствующих отводных каналов, причем первый общий сборный канал выполнен с возможностью транспортирования неочищенного газа от выпусков отводных каналов к газоочистной установке, первый и второй теплообменники, размещенные в первом и втором отводных каналах, причем первый теплообменник выполнен с возможностью создания гидравлического сопротивления, которое превышает гидравлическое сопротивление второго теплообменника, и передачи тепла от первого отводимого потока неочищенного газа теплопередающей среде в первом теплообменнике, а второй отводной канал соединен с упомянутым общим сборным каналом выше по потоку первого отводного канала относительно потока неочищенного газа в сборном канале.

Изобретение относится к газосборному устройству алюминиевого электролизера. Газосборное устройство алюминиевого электролизера содержит прямые и угловые секции, подвешенные с помощью зацепов по периметру анодного кожуха.

Изобретение относится к способу вентиляции электролизера для получения алюминия. Способ включает отведение вентиляционных газов из внутренней зоны, охлаждение по части вентиляционных газов с образованием охлажденных вентиляционных газов, осуществление циркуляции части охлажденных вентиляционных газов во внутреннюю зону, охлаждение всего потока вентиляционных газов, отведенных из внутренней зоны, с использованием первого теплообменника, отведение из первого теплообменника части охлажденных вентиляционных газов, осуществление циркуляции части охлажденных вентиляционных газов во второй теплообменник для их дополнительного охлаждения и осуществление циркуляции части упомянутых дополнительно охлажденных вентиляционных газов во внутреннюю зону.

Изобретение относится к способу и устройству для утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера. Способ утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера включает сжигание анодных газов в горелочном устройстве электролизера и направление дымовых газов в теплообменник, направление глинозема противотоком в межтрубное пространство, выдержку его в течение 10-12 часов для нагрева теплом дымовых газов до температуры 200-250°C с последующим повторением цикла.
Наверх