Способ регулирования силы тока серии электролизеров

Способ регулирования силы тока серии электролизеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛЫ ТОКА СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ с боковым токоподеодом и самообжигающимся анодом , включающий ступенчатое изменение силы тока, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода алюминия по току и производительности электролизеров, изменение силы тока осуществляют периодически через дней на 0,5-0,2 с увеличением , если на группе контрольных электролизеров расстояние от уровня верхнего ряда штырей до верхней точки корпуса спекания по вертикали больше величины 1,2-6 я1по1, или с уменьшением тока щ указанных пределах при расстояниях, меньших И-sino (Л где Е длина части штыря, забитой в анод штыря, а ot- угол наклона штыря к горизонту. IsD 1ЧЭ 00 со fe. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН з51 г 25 г 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :

Н ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3402775/2?-02 (22) 22 ° 02.82 (46) 07.07.83. Бюл. 1 25 (72) В .Ф. Виноградов, С .Э . Гефтер, И.П.Гупало, Ф.Д.Демидов-Полгкман

Е.И. Сергин, П.Л. Устич, С.А . Артеменко, А.П . Крымов и В.К . Никитенко (71) Всесоюзный ордена Октябрьской

Революции научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой,магниевой и электродной промышленности (53) 669.713.7(088.8). (56) 1. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия, М.-Л., "Металлургия", 1971, с. 411.

2. Курохтин A. Н. Электролизеры с боковым токоподводом и их обслуживание. М,, "Металлургия", 1973, с ° 61-64.

„„SU„„1027289 A (54) (57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛЫ

ТОКА СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ с боковым токоподводом и самообжигающимся анодом, включающий ступенчатое изменение силы тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода алюминия по току и производительности электролизеров, изменение силы тока осуществляют периодически через 20-45 дней на 0,5-0,23 с увеличением, если на группе контрольных электролизеров расстояние от уровня верхнего ряда штырей до верхней точки корпуса спекания по вертикали больше величины 1,2 с я пс, или с уменьшением тока q указанных преде- ф лах при расстояниях, меньших 1L sing гйе (- длина насти итера, забитой (/) в анод штыря, а ; угол наклона шты-

Ря к горизонтч да штырей в тело анода по вертикали становится заметно меньшим расстояния между соседними горизонтальными рядами штырей, невозможно выдержать требуемый угол забивки штырей в анод, равный 5-15©. Втыри приходится забивать под меньшим углом или горизонтально, а в отдельных крайних слу" чаях даже с отрицательным углом. Это приводит к ухудшению контакта штырей с телом анода, перераспределению тока в аноде, увеличению его электрическо" го сопротивления, что влечет за собой расстройство технологического режима работы электролизера.

Целью изобретения является повышение выхода алюминия по току и производительности электролиэера.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования силы тока серии электролизеров с боковым токоподводом и самообжигающимся анодом, включающему ступенчатое изменение силы тока, изменение силы тока осуществляется через 20-h5 дней на 0,5-2,03 с увеличением, если на группе контрольных электролизеров расстояние от уровня верхнего ряда штырей до верхней точки конуса спекания по вертикали больше величины

1,2 Г вжа(, иди с уменьиением тока

s указанных пределах, при расстояниях меньших g sir@ ь - длина части штыре, забитой в анод, а sine@- угол наклона штыря к горизонту.

На Фиг. 1 представлен вариант, когда Н - расстояние по вертикали от уровня забивки верхнего горизонтального ряда штырей в тело анода до верхней точки "конуса спекания" боле» ше 1,2 Ь sin< где Р " длина забитой части штыря; на фиг. 2 - вариант, когда Н = 2. вin4 .на фиг. 3 - ва" риант, когда Н(2"ain < - (1 - скоксовавшаяся часть анода, 2 - ряды штырей в теле анода, забитые под углом

5" 15 к горизонту), Способ осуществляется следующим образом.

Величину каждой ступени подъема тока устанавливают равной 0,5-23 от величины силы тока, на которой работает серия электролизеров, По истечении 20-45 дней измеряют расстояние

Н по вертикали от уровня забивки верхнего горизонтального ряда штырей в тело анода до верхней точки "конуса спекания" анода. Измерения выпол1 1027289 2

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к производству алюминия на электролизерах с боковым токоподводом и самообжигающимся анодом. 5

Основным техническим параметром, характеризующим работу алюминиевых электролизеров, в т.ч. и с боковым гюдводом тока к аноду, является сила тока. В практике электролиза алю- 1р миния существенное значение имеет оптимальная величина данного параметра, .ибо она во многом определяет мак" симальную производительность weктролиэеров и технико-экономические по" каэатели.

Известен способ регулирования силы тока для электролизеров с боковым токоподводом, согласно которому сила тока определяется расчетным пу" 20, тем 1), Однако на практике использование формулы для расчета анодной плотности тока,не позволяет точно опреде" лить оптимальную силу тока. Это связано с тем, что ряд величин, входя" щих в формулу плотности тока, известен в настоящее время с недостаточной точностью, кроме того, уравнение, не учитывает многих параметров,оказывающих определяющее влияние на оптимальную плотность тока (уровень обслуживания, конструкция электролизера и т,д.).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо" З5 му.результату является способ регулирования силы тока серии электролизе" ров G боковым токоподводом и самообжигающимся анодом, включающий ступен" чатое изменение силы тока $2).

Величина ступени и время работы на каждой из них выбирается, как правило, произвольно. Нередко сила тока повышается до величин, заметно пре" восходящих оптимальные; технико-эко" 45 номические гюказатели электролизера при этом ухудшаются и его производительность снижается.

Увеличение силы тока на серии электролизеров с боковым токоподво- дом сопровождается увеличением объе" ма скоксовавшейся части анода ("конуса спекания"), вследствие чего верхняя граница "конуса спекания" постепенно повышается. 55

Когда расстояние между верхней точкой "конуса спекания" и местом забивки верхнего горизонтального ря.1 027 няют в средней части анода, где "ко" нус спекания" наиболее высок, При величине Н больше 1,2 3.sin<

"конус спекания" не препятствует забивке верхнего ряда штырей под тре" 5 буемым углом и ведению нормального технологического режима (фиг. 1). В этом случае силу тока можно поднимать на следующую ступень. При уменьшении расстояния между верхней туч" >0 кой "конуса спекания" и верхним горизонтальным рядом штырей, равного

E. в1по (фиг. 2) забивка штырей верхнего ряда под треЬуемым углом еще может .осуществляться, но в этом слу- 15 чае концы штырей верхнего ряда касаются "конуса спекания", и при дальнейшем подъеме силы тока и росте

"конуса" могут наступать указанные выше осложнения. Поэтому ток, при ко- 20 тором Н = Х з1пЫ, может считаться оптимальным, и дальнейший подъем его следует прекратить. При уменьшении величины Н ниже 2, sink(4 r. 3) силу тока следует уменьшить ступенями 25

0,5-3 до достижения Н = 2. sing, т.е. до достижения оптимальной силы тока.

Величина ступеней подъема силы тока выбирается в пределах 0,5"24 от первоначальной силы тока серии. З0

Увеличение силы тока на величину, меньшую 0,51, нецелесообразно в .силу погрешности регистрирующих .приборов;

При увеличении силы тока на величи" ну, большую 23, может быть нарушена стабильность технологического процесса вследствие увеличения температуры электролита, что в конечном результате приведет к снижению выхода по току и производительности электролизера, Временный интервал в 20-45 дней определяется из следующих соображений. "Конус спекания" заканчивает свой рост через 20 дней после подъема силы тока вследствие инерционности этого процесса. Через 45 дней заканчивается в основном переформиро" вание формы рабочего пространства электролизера и окончательно форми,руется "конус спекания", поэтому . верхний предел определен именно этим сроком. Кроме того, увеличение верхнего предела влечет за собой снижение экономических показателей из-за длительности освоения работы электролизеров на новой, возможно неоптимальной.силе тока.

Интервал (1,0-1;2).2. sin<, в кото" ром рекомендуется эксплуатировать

289

4 электролизеры, определяется тем, что при Н, меньшем 1,0 ° 3.-sind,, забивать штыри.под требуемым углом становится невозможным; при Н, большем 1,2 ° Х,-

w s. n4, расстояние между верхней частью "конуса спекания" и концами за" битых штырей позволяет совершенно свободно забивать штыри верхнего горизонта, Данный способ был опробован на одной из серий, осйащенных электроли- зерами с боковым токоподводом.

Серия электролизеров с боковым токоподводом и самообжигающимся ано- дом (2=74 см,ah=15 и. 2 sinaL=19 1 см) длительное время эксплуатировалась при силе тока 72 кА и анодной плотности тока 0,9 а/см . Все электроли2 зеры серии подвергались модернизации с увеличением площади поперечного сечения анодов, вследствие чего анод- . ная плотность тока уменьшилась ниже

0,8 a/ñì . В этих условиях работа на прежней силе тока не обеспечивала необходимого прихода тепла в электролизер, в связи с чем стало необходимым увеличить силу тока. Оптимальная сила тока, рассчитанная по (Х),, равна 80 кА. Ток в серии в те" чение 10 дней Ьыл ступенчато поднят до указанной величины. При этом высо та "конуса спекания" возросла. Расстояние между верхней точкой "конуса сйекания" и уровнем забивки верхнего ряда штыреи стало равным 15 см, что меньше 2. sing=19,1 см.

Забивать штыри под требуемым углом стало невозможным, что привело г к нарушению режима работы анода, увеличению элект росопротивления последнего, повышению расхода электроэнергии на 300 кВтч на 1 т алюминия, снижению выхода по току íà 5>. Расстройство технологического режима удалось ликвидировать только после того, как силу тока снизили до перво-, начальной величины. После этого силу тока подняли на 0,7 кА, т.е. на 13.

После 35 дней работы серии на этом токе снизили высоту "конуса спекания" и установили, что Н=26 см, т.е. больше 1, 2- 2. s in+ То к подняли на следующую ступень на 23, т.е. на

1,5 кА, H при этом было равно 24 см, т.е. все еще больше 1,2 X-s-п . Ток подняли на следующую ступень íà 34, т.е. еще на 2,1 кА, и спустя 30 дней

Н было равно 18 см, т.е. меньше

Составитель А. Костин

Редактор Т. Кугрышева Техред К.Мы ьо Корректор С. Шекмар

1/32 Тираж 3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб, д. 4/5 аказ филиал ППВ атент, r. Ужгород, ул. Проектная, 5 1027289 6

Х- sin< Ток снизили на 14 (О, 7 кА ), воначальным на 0,73, а производительи спустя 30 дней измерили Б, оказав- ност ь серии - на 5, 73. вееся равным 19,9 см, т.е ° в интервале (1,0-1,2}.t sin о1. На этом токе, Использование способа позволит равном 75,6 кА, электролизеры экс- 5 увеличить производительность серий плуатируются в настоящее время. Выход электролизера и получить экономичеспо току повысился по сравнению с пер- кий эффект 3,42 руб/т алюминия.