Устройство для отвода тепла от самообжигающегося анода алюминиевого электролизера

 

Союз, Сьветскик

Сьциалнстичесиик

Рос у

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У ()908962 (61) Дополнительное w авт. свид-ву— (51) М. Кл.

С 25 С 3/12 (22)Заявлено 02.06.80 (21) 2969438/22-02 с присоединением заявки М -

Государственный комнтет

СССР (23) Приоритет— I

Опубликовано 28. 02. 82 Бюллетень М

Дата опубликования описания 28. 02. 82 по делан иэооретеннй н открытий (53) УДК669 713 .723 4(088. 8) промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕПЛА ОТ САМООБЖИГАЮЩЕГОСЯ

АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, в частности на электролизерах с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом, для улучшения качества которого используют различные конструкции устройств для охлаждения и отвода тепла от жидкой фазы анодов.

Наибольшее распространение получило устройство для отвода тепла от анода, в котором теплоотводящие элементы выполнены в виде сплошных металлических пластин, частично погруженных нижними концами в жидкую анодную массу (1).

Известно устройство согласно которому формирование конуса спекания улучшается за счет применения тепловых элементов с циркулирующим теплоносителем, нижние концы которых укреплены в нижней части анодного кожуха $2).

Известно также устройство, выполненное в виде набора теплопроводя2 щих пластин различной длины с отверстиями, расположенными по их центру, и несущих стержней, проходящих через отверстия пластин (3).

Однако в указанных выше устройствах теплоотводящие элементы не обеспечивают дифференцированного распределения и перераспределения тепла в жидкой части анодов. Центральная часть анода не достаточно эффективно охлаждается, а периферийные зоны его переохлаждэются, что отрицательно сказывается на технологии обжига анодов, особенно в зимнее время.

Как показала практика эксплуатат5 ции, в связи с переходом на новые виды сырья для производства анодной массы — нефтяной кокс и высокотемпературный пек, выявилась недос20 таточная эффективность (1) в.перерас пределении и передаче тепла от центра анода к периферии, что приводит к замерзанию (затвердеванию) анодной массы на периферийных, торцевых и

90896 угловых участках анодов. Этн же причины привели к снижению теплопроводности анодов и соответствующему снижению высоты корпуса спекания по периферии возле анодного кожуха, что, в свою очередь, вызвало возрастание количества протеков пека и анодной массы под анодный кожух и нарушений

Цель изобретения — улучшение усло- tp вий формирования конуса спекания анода путем дифференцированного отвода тепла, увеличения высоты конуса спекания анода на его периферии, прилегающей к кожуху, и обеспечение равно- 5 мерно расплавленного состояния жидкой фазы анода, Эта цель достигается тем, что в устройстве, содержащем теплоотводящие элементы, г.огруженные в жидкую анодную массу и выполненные в виде металлических пластин с отверстиями для протекания анодной массы, а также узел подвески элемента к анодному кожуху, в своей нижней части теплоотводящие элементы выполнены утолщенными с отношением сечений нижней части к верхней как (1,2-2):1.

Кроме того, теплоотводящих элементов нижние концы снабжены выступа- З ми, обращенными к конусу спекания анода °

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 и

3 — сечения A-А и Б-Б на фиг. 1 со35 ответственно.

Устройство выполнено в виде металлической пластины 1, подвешенной за отверстия 2 к кронштейнам анод40 ного кожуха 4 посредством узла подвесок 5, Металлическая пластина 1 выполнена переменного сечения, причем нижняя половина утолщенная с соотношением площадей поперечных се45 чений нижней и верхней частей равным (1,2-2):1. Концы пластины снабжены выступами, направленными к конусу спекания. При таком соотношении площадей обеспечивается наибольшая теплопередача от конуса спекания к пе5О риферии анода. При меньшем соотношении возрастает тепловой поток, направ ленный вверх, и уменьшается тепловой поток, направленный к периферийной зоне анода. Пластина может быть выполнена в поперечном сечении конической формы. На металлической пластине 1 выполнены отверстия 6 для

2 4 протекания жидкой анодной массы, а на концах — выступы 7, направленные к конусу спекания анода 8. Выступы

7, имеющие контур профиля конуса спекания, способствуют поступлению тепла от центра анода к его периферии и увеличению тем самым высоты конуса спекания анода возле анодного кожуха и уменьшению затвердевания и намерзания анодной массы по периферии анода.

Работает устройство по одному из следующих вариантов.

Вариант 1. Металлическую пластину

1 опускают в жидкую анодную массу с таким расчетом, чтобы верхняя кромка пластины находилась на уровне верхней кромки анодного кожуха. При полностью загруженном аноде пластина целиком погружена в жидкую анодную массу и служит только для перераспределения тепла, нагревая поверхностный слой и периферийные участки жидкой анодной массы. В случае необходимости переда и тепла в атмосферу, прекращается загрузка анодной массы в анод и снижается высота слоя жидкой анодной массы. При этом оголяется средняя выступающая часть пластины и обеспечивается интенсивная передача ею тепла в атмосферу.

Таким образом, изменением высоты слоя жидкой анодной массы обеспечивается в широких пределах регулирование теплопередачи как в самом аноде, так и в атмосферу.

Этот вариант является предпочтительным, так как Hp требует .трудозатрат на сезонное регулирование теплопередачи в аноде, Вариант 2. Металлическую пластину

1 опускают в жидкую анодную массу на определенную глубину в зависимости от температурного режима работы анода. При изменении условий работы, например, в зимнее (летнее) время, пластину 1 опускают (поднимают) посредством регулируемых подвесок 5.

Формула изобретения

1. Устройство для отвода тепла от самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, содержащее теплоотводящие элементы, погруженные в жидкую анодную массу и выполненные в виде металлических пластин с отверстиями для протекания анодной массы, а

5 908962 6 также узел подвески элемента к анод- выступами, обращенными к конусу спеному кожуху, о т л и ч а ю щ е е с я кания анода. тем, что, с целью улучшения условий формирования конуса спекания путем Источники информации, дифференцированного отвода тепла, 5 принятые во внимание при экспертизе теплоотводящие элементы в нижней их части выполнены утолщенными, с 1. Авторское свидетельство СССР отношением сечений нижней части к 278124, кл. С 25 С 3/12, 1978. верхней как (1,2-2):1. 2. Авторское свидетельство СССР

2, Устройство по и. l, о т л и - 10 678670, кл. С 25 С 3/12, 1976. ч а ю щ е е с я тем, что нижние кон- 3. Авторское свидетельство СССР цы теплоотводящих элементов снабжены 1 268663, кл. С 25 С 3/12, 1968.

Составитель A. Костин

Редактор И, Ковальчук Техред A. Бабинец Корректор Г. Qcap

Заказ 768/36 Тираж 687 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303$ Москва W-3 Раушская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4