Способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками и устройство для его осуществления

Способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к способу питания алюминиевого электролизера и устройству для его осуществления. При питании алюминиевого электролизера глиноземом отверстия в корке поддерживают незарастающими посредством циклической работы пробойников, совершающих возвратно-поступательное перемещение, при минимизации времени их нахождения в крайнем нижнем положении, при этом создают условия для истечения материала в расплав электролита через щелевидное выпускное отверстие в боковой стенке емкости под действием силы тяжести материала. Отсечку материала при регулировании величины дозы производят за счет самозапирания выпускного отверстия после прекращения подачи аэрирующих импульсов. Устройство включает бункер для сыпучих реагентов, дозатор с кожухом, течкой и средствами для регулирования режима подачи реагентов, пробойник с приводом, подключенные к блоку подачи пневматических импульсов и управления. Средства для регулирования режима подачи сыпучих реагентов выполнены в виде аэрирующей коробки с газопроницаемым элементом, подключенной к блоку подачи пневматических импульсов и управления. Газопроницаемый элемент является днищем кожуха дозатора, передняя стенка кожуха установлена с зазором относительно днища, выступающего за пределы кожуха, и совместно с направляющими бортами, скрепленными с кожухом, образует течку. Предусмотрены средства для изменения угла наклона корпуса дозатора в вертикальной плоскости. Изобретение позволяет обеспечить рациональный режим подачи сырья, воспроизводимость доз, снижение энергетических затрат и потерь дозируемых реагентов, интегрирование с существующими системами автоматизированного управления технологическими процессами. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия электролизом из криолит-глиноземных расплавов и может быть использовано при автоматизированной подаче глинозема и добавок на электролизер.

Существуют различные способы автоматизированного питания электролизеров сырьем и добавками, применяемые в алюминиевой промышленности. Принципиальная схема процесса неизменна для различных реализаций и заключается в образовании отверстия в корке электролита и введении в расплав заданного количества глинозема и добавок. Для этой цели применяются пробойники и дозаторы, управляемые автономно от системы автоматизации процессом электролиза, при этом достаточно широко используются средства пневмоавтоматики. Однако конкретные режимы подачи сырья и применяемое оборудование имеют особенности, в целом определяющие производительность, энергозатраты и устойчивость функционирования системы автоматизированного питания.

Так, известны способ и устройство для автоматического питания алюминиевых электролизеров глиноземом, в которых используются объемно-вакуумные дозаторы, сблокированные с пневмоцилиндром, на поршне которого укреплен пробивной механизм (SU 0461973, ВНИИПИ алюминиевой. . , C 25 C 3/20, 3/14, 28.02.75). Скорость подачи глинозема регулируется изменением частоты подачи пневмоимпульсов, исходя из текущего состояния процесса электролиза. Однако данный способ требует при реализации большого расхода сжатого воздуха и не способен обеспечить достаточную оперативность в подаче материалов: пробойник циклически "проталкивает" предварительно поданный на корку глинозем.

Другой способ питания электролизера (SU 1611992 A1, Петухов и др., C 25 C 3/14, 07.12.90) предусматривает загрузку глинозема слоем заданной толщины на поверхность электролитной корки с последующим продавливанием корки в электролит. Устройство для этой цели представляет собой плиту из жаропрочного материала со сквозными прорезями, жестко соединенную с бункером. Однако такой прием не позволяет оперативно управлять концентрацией глинозема в расплаве с помощью АСУТП и не гарантирует от провалов глинозема в трещины, появляющиеся на корке, при ее продавливании плитой. При повышении температуры электролита, например при возникновении длительного анодного эффекта или расстройстве технологии, корка расплавится, и весь глинозем из бункера попадает на подину электролизера, что крайне нежелательно. Способ не может быть применен в пусковой период, при котором корка отсутствует. Перемещение бункера с глиноземом и плитой требует значительных энергозатрат.

В другом изобретении (US 3901787, NIIZEKI et al., 204/245, 26.08.75) описаны способ и устройство для подачи сырья в электролитическую ванну, в котором дозатор имеет два независимых аэрожелоба, один из которых используется для заполнения мерных камер - труб, а другой - для сбрасывания накопленных доз через направляющие трубы пробойников на корку электролита. В изобретении (SU 1611993 A1, Таджикский алюминиевый завод и др., C 25 C 3/14, 07.12.90) описано устройство для питания с раздельным размещением пробойника и дозатора. Подача глинозема в дозатор и его разгрузка осуществляются посредством пневможелоба и системы аэрации. В этих способах величина подаваемой дозы неизменна (1 - 2,5 кг), она определяется объемом дозатора и насыпным весом глинозема.

Наиболее близким аналогом к заявляемой группе изобретений является способ дозированной подачи глинозема и устройство для его реализации (CH 651074 A5, SCHWEIZERISHE ALUMINIUM AG..., C 25 C 3/14, 30.08.85). Согласно изобретению сырье в точку питания подают импульсами с регулируемой длительностью и частотой, изменяя при необходимости величину дозы. Минимальная величина подаваемой дозы ограничена нижним пределом инерционности управляющего электропневматического клапана. Однако известному техническому решению свойственны недостатки. Синхронное с открыванием клапана срабатывание пневмоцилиндра пробойника при питании малыми дозами приведет к значительному расходу сжатого воздуха, а его высокое давление 0,4 - 0,6 МПа ведет к значительному пылению и уносу глинозема в систему газоотсоса. Дозаторы чувствительны к изменению свойств глинозема и требуют высокой точности изготовления.

Задачей группы изобретений является создание способа и устройства автоматизированного питания электролизеров с повышенной эффективностью и качеством процесса за счет обеспечения рационального режима подачи сырья, воспроизводимости доз, снижения энергетических затрат и потерь дозируемых реагентов, интегрирования с существующими системами автоматизированного управления технологическим процессом.

Технический результат способа обеспечивается тем, что процесс питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками включает дозированную подачу сыпучего материала из емкости в расплав электролита через отверстия в корке, образованные пробойниками, совершающими возвратно-поступательное перемещение, и регулирование величины дозы материала посредством пневматических импульсов с управляемыми параметрами. Отверстия в корке поддерживают незарастающими посредством циклической работы пробойников при минимизации времени их нахождения в крайнем нижнем положении, при этом создают условия для свободного истечения материала через щелевидное выпускное отверстие в боковой стенке емкости под действием аэрирующих пневматических импульсов, вводимых в слой движущегося под действием силы тяжести материала, а отсечку материала при регулировании величины дозы производят за счет самозапирания упомянутого выпускного отверстия после прекращения подачи аэрирующих пневматических импульсов.

Способ может характеризоваться тем, что время нахождения пробойника в крайнем нижнем положении составляет 1-2 сек, а также тем, что величину дозы сыпучих реагентов устанавливают в диапазоне от 0,05 до 0,35 кг на отверстие, причем при прочих равных условиях питают электролизер увеличенными дозами в тех точках питания, где скорость циркуляции электролита выше.

Способ может характеризоваться тем, что разность давлений, создаваемых пневматическими импульсами под газопроницаемым днищем и над ним, составляет 0,05-2 кПа.

Технический результат устройства обеспечивается тем, что оно включает бункер для сыпучих реагентов, дозатор с кожухом, течкой и средствами для регулирования режима подачи реагентов, пробойник с приводом, подключенные к блоку подачи пневматических импульсов и управления. Средства для регулирования режима подачи сыпучих реагентов выполнены в виде аэрирующей коробки с газопроницаемым элементом, подключенной к блоку подачи пневматических импульсов с регулятором. Газопроницаемый элемент является днищем кожуха дозатора, передняя стенка кожуха установлена с зазором относительно днища, выступающего за пределы кожуха, и совместно с направляющими бортами, скрепленными с кожухом, образует течку.

Устройство может характеризоваться тем, что аэрирующая коробка с газопроницаемым элементом выполнена из теплопроводного, термо-, износостойкого материала, а также тем, что дозатор снабжен средствами изменения угла наклона корпуса дозатора в вертикальной плоскости.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где: на фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 показана конструкция дозатора, вид сбоку, на фиг. 3 - то же, что на фиг.2, вид в разрезе по А-А.

В основе патентуемой группы изобретений лежат установленные изобретателями и основанные на опытных данных условия рационального построения технологической схемы питания электролизеров глиноземом и корректирующими добавками. При этом принимаются во внимание следующие положения.

Теоретически максимальная сосредоточенная доза глинозема (по энергии Гиббса), способная раствориться при 960^oC в электролите слоем 19 - 21 см, не превышает (70030) г. На практике эта величина в 2 - 5 раз меньше и зависит от типа глинозема, его растворимости, удельной поверхности, содержания -фазы, криолитового отношения, температуры и скорости циркуляции расплава концентрации в нем ранее растворенного глинозема. Дозы глинозема 1 - 2,5 кг, отдаваемые в течку, вызывают резкое переохлаждение локального объема электролита, его перенасыщение и лишь частично растворяются. Поэтому под пробойниками на подине электролизера всегда находят осадок, накопление которого ухудшает работу электролизера, вплоть до расстройства технологии. Современная система управления при этом усугубляет состояние электролизера: анализируя его состояние, делает ошибочный вывод о том, что концентрация глинозема в электролите недостаточна и уменьшает интервалы между подачами.

Чтобы обеспечить приемлемое растворение доз глинозема, применяют специальный "песчаный" глинозем, который, растворяясь на 20 - 40% быстрее, снижает количество осадка на подине, стабилизирует процесс, повышает выход по току на 1-3%. Однако стоимость "песчаного" глинозема выше примерно на треть и плохо транспортируется высоконапорным пневмотранспортом (М.П.Петухов и др. "Необходимость и особенность применения песчаного глинозема на ОАО КрАЗ".// Сб. докладов научно-технического семинара по проблеме "Песочный глинозем: производство и применение", АО ВАМИ, ЗАО "Алюминий", 11-12 сентября 1997, С-Петербург, 1997).

Каждую дозу глинозема (независимо от его типа) массой 1-2,5 кг сопровождают движением пробойника из-за того, что глинозем вызывает "обмерзание" отверстия. Пробойник совершает цикл: движение вниз в течение 2 - 3 сек, имеет задержку внизу - 8 - 16 сек, движение вверх 2 - 3 сек. При этом рабочий орган пробойника нагревается до 700-900^oC, окисляется, а иногда и растворяется при соприкосновении с электролитом. Это снижает сортность алюминия и межремонтный срок службы пробойников.

Повысить растворимость глинозема можно значительным (в 3-20 раз) снижением величины дозы на отверстие. Однако с обычными способами подачи и применением известных устройств, это вызовет соответствующее снижение ресурса работы дозаторов, пробойников и их приводов, т.к. они действуют в абразивной среде, в атмосфере агрессивных газов, при температурах 100-400^oC и в условиях сильным магнитных полей 50 - 150 Гс. Существующие системы являются основными потребителями сжатого воздуха: корпус из 80 электролизеров на силу тока 255 кА, с шестью пробойниками и шестью дозаторами на каждом, при объеме ковшевого дозатора (1,50,4) кг потребляет (10710) нм³ сжатого воздуха в минуту. Так, например, с уменьшением объема ковшевого дозатора до 0,25 кг и повышением частоты подач в 6 раз, пропорционально возрастает расход сжатого воздуха и смазочных материалов для пневмоцилиндров.

Таким образом, для эффективного процесса при питании электролизеров глиноземом и корректирующими добавками должны удовлетворяться следующие условия: - глинозем должен быть введен под криолитно-глиноземную корку в слой расплавленного электролита высотой 10-30 см с криолитовым отношением 1,8-3,0 и обеспечено его полное растворение независимо от типа ("мучнистого", "промежуточного", недопрокаленного", крупнозернистого -"песчаного"), содержания -фазы, растворимости, фракционного состава и других физико-химических свойств; - концентрация растворенного глинозема должна поддерживаться в заданном диапазоне, исключающем местные переохлаждения и перенасыщения расплава в местах ввода глинозема, образование осадков на подине электролизера, а также возникновение случайных анодных эффектов при снижении концентрации; - процесс должен быть совместимым с системами управления технологическим процессом (АСУТП), максимально использовать их возможности с исключением лишних технологических операций по обработке электролизеров; - процесс должен обеспечивать минимальные потери реагентов и выделение их в атмосферу, а также затраты на ввод реагентов в электролит.

Соответственно и средства для автоматизированного питания алюминиевых электролизеров должны обеспечивать точную воспроизводимость доз в широких пределах изменения их величины. При анодном эффекте устройство должно выполнить насыщение электролита глиноземом не более чем за 2-3 мин, а для этого время заполнения дозатора и его выгрузки должно быть минимальным. В процессе функционирования пыление и потери дозируемого материала должны быть сведены к минимуму. Устройство должно потреблять минимум электроэнергии, быть экономичным по расходу сжатого воздуха, смазочных материалов. Характеристики устройства в процессе эксплуатации должны быть неизменными или изменяться в минимальной степени при использовании различных глиноземов.

Кроме того, при реализации устройства должны выполняться следующие требования: - конструкция должна надежно запирать реагенты в отсутствие подачи, исключать самопроизвольную выгрузку, в том числе и при загрузке в бункер под избыточным давлением; - при дозировании абразивного материала в условиях повышенных температур 150-400^oC, высокой запыленности, воздействия агрессивных газов устройство должно иметь срок межремонтной эксплуатации не менее чем срок службы электролизера; - управляющие элементы устройства должны быть совместимыми с современными средствами автоматизации; - для электролизеров с самообжигающимися анодами подколокольное пространство должно быть герметизировано, а для электролизеров всех типов - не допускать выброс отходящих газов в атмосферу.

Предлагаемое устройство лишено перечисленных недостатков прототипа и более полно отвечает современным требованиям.

Устройство (фиг. 1) состоит из бункера 10 для глинозема 12, в нижней части которого размещен дозатор 14, открытая часть которого образует течку 16. Со стороны течки 16 размещен пробойник 18 с приводом 20. Блок 22 подачи пневматических импульсов подключен к источнику сжатого воздуха (на фиг. непокан) магистралью 24. Выходные магистрали 26, 28 подключены соответственно к дозатору 14 и к приводу 20 (вместо пневматического привода возможно использовать и электропривод, что, однако, не касается существа изобретения). Блок 22 подключен к блоку 30 управления, который формирует управляющие сигналы для пневмораспределителей 32, 34. В нижней части фиг.1 условно показано отверстие 36, образованное в корке 38 электролита, закрывающей ванну электролизера 40.

Дозатор 14 (фиг.2) присоединен к нижней части бункера 10, в которой размещены элементы 42 (например, пластины, жалюзи) для обеспечения постоянства высоты столба, определяющей скорость истечения реагента. Кожух 44 жестко скреплен с аэрирующей коробкой 46, представляющей собой короб 48 из сплошного материала, имеющий газопроницаемый элемент 50. Газопроницаемый элемент 50 выполняет функции днища 52 кожуха 44 дозатора. Элемент 50 может образовывать днище целиком, либо часть днища. Передняя стенка 54 кожуха установлена с зазором относительно днища 52, образующего выпускное отверстие в боковой стенке - дозирующую щель 56. Днище выступает (поз. 58) за пределы кожуха 44 и совместно с направляющими бортами 60, скрепленными с кожухом, образует течку 16. Магистраль 26 подключается к аэрирующей коробке 46 через штуцер 62. Для регулирования наклона дозатора по вертикали имеется шарнирная подвеска 64 между бункером 10 и кожухом 44, а также тяга 66, через шарнирную подвеску 68 соединенная с бортами 60. Направление перемещения тяги 66 схематично показано стрелкой 70. Ось пробойника 18 показана поз.72.

Аэрирующая коробка 46 с газопроницаемым элементом 50 выполнена из теплопроводного, термо- износостойкого материала, например из пористой керамики, пористых нержавеющих сталей, латуни. Днище может иметь плоскую, выпуклую или вогнутую формы. Удельное гидравлическое сопротивление материала днища не должно превышать 0,1 МПа, поскольку при больших давлениях необходимо принимать меры по дополнительному укреплению днища снаружи. Материал днища 52 должен выдерживать температуру до 600^oC без деформаций и разрушения, нагрузку от столба глинозема или добавок, а поры материала не должны пропускать частицы дозируемого вещества в аэрирующую коробку.

Способ питания осуществляют следующим образом.

Пробойник 18 возвратно-поступательным движением пробивает, а затем поддерживает незарастающим отверстие 36 в корке 38 электролита периодическими движениями с интервалом 120 - 1400 сек. При отсутствии пневматических импульсов в магистрали 26 глинозем (или сыпучие корректирующие добавки), заполняющий бункер и полость дозатора, неподвижен из-за образовавшегося на выходе из дозирующей щели 56 пневмослоевого затвора, размеры которого зависят от угла естественного откоса данного глинозема, высоты щели и угла наклона дозатора (днища) к горизонту.

Для продвижения материала в аэрирующую коробку 46 подают сжатый воздух с давлением, большим чем гидравлическое сопротивление днища. При этом угол естественного откоса изменится, пневмослоевый затвор разрушается, дозируемый материал истекает по течке к отверстию в электролите. Давление воздуха регулируют так, чтобы его расход был минимальным, но достаточным для точного дозирования с максимальным отклонением по дозам 5-6%. Давление, превышающее гидравлическое сопротивление днища менее чем на 0,05 кПа, мало для дозирования отдельных глиноземов с содержанием -фазы более 32%. Давление, превышающее гидравлическое сопротивление днища более чем на 2 кПа, создает "кипящий слой" материала, его сегрегацию по крупности, повышенное пыление при подаче и увеличивает расход сжатого воздуха. Параметры воздуха (пневматических импульсов) подбираются так, чтобы дозируемый глинозем истекал равномерно и плавно, с минимальной производительностью 6 - 10 кг на дозатор в минуту.

Пример реализации. Дозаторы установили на бункера глинозема действующего электролизера с автоматизированным управлением, на котором ранее использовали обычное дозирующее устройство ковшевого типа, с соответствующим алгоритмом управления. Алгоритм управления электролизера изменили с тем, чтобы обеспечить режимы реализации патентуемого способа. Дозаторы предназначены для электролизера 190 килоампер, потребность которого в глиноземе при анодном эффекте 70-72 кг, а время ликвидации анодного эффекта лимитировано 120 секундами. Каждый дозатор имел установленное горизонтально днище из пористой нержавеющей стали с гидравлическим сопротивлением 0,5 кПа (50 мм вод. ст.) размерами (18244) мм. Вертикальная передняя стенка образует с днищем дозирующую щель высотой 18 мм и шириной 53 мм. Все дозаторы подключили одним воздушным шлангом к пневмораспределителю типа П-ЭПРЗ с условным проходом 1,6 мм, номинальной мощностью электромагнита 9 Вт, максимальной частотой срабатываний 1600 мин^-1. Давление в магистрали сжатого воздуха составляло 0,55-0,6 МПа. Результат дозирования глинозема: при расходе воздуха около 0,3 нормальных литра в сек, за 2,08 сек каждый дозатор выдает стабильно по (24311) г, а за 121,21 сек-(14020106) г глинозема, (суммарно 70,2 кг). Истечение глинозема плавное, равномерное, без пыления, с практически мгновенным началом и окончанием в момент включения и отключения блоком 22 управляющих пневматических сигналов. Аналогичная линейная зависимость величины дозы с длительностью подаваемых пневмоимпульсов получена для корректирующей добавки: дозы от 96 г до (34521) г устанавливаются соответственно временем дозирования от 0,549 сек до 1,648 сек. Контроль длительности включения вели электронным секундомером с точностью 0,001 сек.

Электролизеры на 190 килоампер имеют большую скорость циркуляции электролита под третьим пробойником. Регулировочной тягой изменяли угол наклона третьего дозатора, увеличивая дозу до 370 г, пока не появился осадок глинозема. Угол наклона уменьшили и оставили соответствующим дозе 300 г глинозема. У одинаковых электролизеров характер циркуляции расплава одинаков, поэтому на остальных электролизерах под третьим дозатором установили такую же дозу. Некоторые электролизеры, например в торце корпуса, имеют заметно отличающуюся циркуляцию расплава, поэтому дозаторы на них можно настраивать индивидуально.

Для применяемых на практике глиноземов "промежуточного" типа с содержанием -фазы 22 - 40%, углом естественного откоса 30-40^o, насыпной плотностью 0,85-1,15 г/см³, содержанием пылевых фракций (-45 мкм) 10-30%, величина дозы 230-250 г при длительности импульса 2,08 сек оказалась достаточной. Испытания глиноземов "песочного" типа не потребовали изменений и не показали каких-либо особенностей. Для глиноземов, растворяемых труднее, величину дозы легко уменьшить. Можно изготовить дозаторы с изменяемой высотой дозирующей щели и регулированием добиться требуемых дозировок материала. Устройство требует подачи свободного от пылевых включений и смазочных масел воздуха. Лимитировать срок его службы может только пневмораспределитель, например, типа П-ЭПРЗ, имеющий подвижный клапан. Для упомянутого пневмораспределителя средняя наработка на отказ составляет по паспорту 810⁶ циклов. При максимальной частоте 1 цикл за 30 секунд (1051200 циклов в год) срок службы составляет около 7,6 года, что соответствует сроку эксплуатации лучших электролизеров. Примерно такой же срок службы и у пробойников, которые в соответствии с изобретением срабатывают в 3-15 раз меньше, чем в известных решениях. Предлагаемый способ предусматривает минимизировать задержку (до 1-2 сек) пробойника в крайнем нижнем положении. Пробойник, даже соприкоснувшись с расплавом, не успевает нагреваться, при этом их срок службы повышается.

Минимальная доза 0,05 кг на отверстие определена из условий попадания глинозема на поверхность расплава. При меньшей дозировке конвективные потоки горячего газа, выходящего из отверстия в корке, подхватывают глинозем, и значительная часть его улетает в газоходный тракт газоочистки. Вследствие этого повышается пылевая нагрузка газоочистки, что приводит к повышению мощности дымососов и лишним энергозатратам. Максимальная доза для металлургического глинозема марок "Г-О" и "Г-ОО" - 0,35 кг. Она не дает осадков только в тех точках питания, где постоянно имеется большая скорость циркуляции электролита. В точках, где скорость минимальна, эта дозировка вызывает появление осадка толщиной 2-4 см на подине электролизера. Оптимальную величину доз выбирают в этих пределах, исходя из температуры электролиза, скорости циркуляции электролита, его криолитового отношения, с обязательным достижением полного растворения доз глинозема под пробойником.

Частоту дозировок задают, исходя из условий поддержания оптимальной концентрации глинозема в электролите и максимизации либо выхода по току (при минимальных концентрациях), либо выхода по энергии (при концентрациях, соответствующих минимальному падению напряжения в электролите при заданном межполюсном расстоянии анод-катод).

При малых (менее 0,35 кг) дозах глинозема они достаточно быстро растворяются, не перенасыщая и не охлаждая расплав, поэтому нет необходимости сопровождать каждую дозу движением пробойника, - достаточно, чтобы она попадала в отверстие. Возвратно-поступательные перемещения пробойники совершают с интервалами 120-1400 сек, чтобы поддерживать отверстие в корке незарастающими. Эта частота в 3 - 10 раз меньше, чем при обычном питании, но она является достаточной и обеспечивает соответствующее снижение энергетических затрат на работу пробойников. Осуществлять движение пробойниками с большим, чем 1400 сек интервалом времени, нецелесообразно, так как изменение внешней температуры может привести к появлению корки в отверстии, задержке глинозема на ней и появлению случайных анодных эффектов. На практике отверстие диаметром 96 мм в междурядье анодов при криолитовом отношении 2,65 замерзает при температуре в корпусе электролиза минус 27^oC за 1080-1140 секунд, если в отверстие не подают больших доз глинозема. В предлагаемом способе насыщение электролита глиноземом при анодном эффекте может обеспечиваться включением дозаторов на 90-180 секунд с одновременным уменьшением интервала между циклами работы пробойников. За 90-180 секунд дозаторы подают по 10-22 кг глинозема на отверстие, а пробойники, опускаясь с интервалом 10-15 секунд и задерживаясь внизу не более чем на 1 - 2 секунды, перекрывают собой отверстия в корке лишь на 16 - 36 секунд за 8 - 18 циклов. Это обеспечивает попадание в раствор большего количества глинозема.

Доза фтористых солей должна возможно быстрее нагреваться и попадать в расплав, потому что влага, попадающая на электролизер с сырьем и из воздуха, реагирует с фтористыми солями, разлагая их при температурах 200-250^oC до газообразной фтористоводородной кислоты и глинозема по реакции Чтобы эта реакция проходила в минимальной степени, фтористые соли вводят в отверстие дозами 0,05-0,35 кг с постоянной частотой, совпадающей с частотой пробойника, опережая начало движения пробойника "вниз" на 3-4 секунды. Такой способ снижает потери фтора на 0,2-0,5 кг/т алюминия, а также обеспечивает плавный переход на требуемое криолитовое отношение и точное его поддержание.

Промышленная применимость. Способ и устройство могут быть воспроизведены по описанию изобретения с достижением технического результата на промышленных электролизерах для производства алюминия с использованием как существующих систем автоматизированного управления технологическим процессом, так и вновь создаваемых, например системы "ТРОЛЛЬ" (АО "ТоксСофт", Москва). Изобретение позволяет обеспечить одинаково высокие показатели как при использовании обычного металлургического глинозема, так и более дорогостоящего глинозема "песчаного" типа. Кроме того, изобретения позволяют увеличить межремонтный срок службы оборудования и снизить энергетические затраты.

Формула изобретения

1. Способ питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками, включающий дозированную подачу сыпучего материала из емкости в расплав электролита через отверстия в корке, образованные пробойниками, совершающими возвратно-поступательное перемещение, и регулирование величины дозы материала посредством пневматических импульсов с управляемыми параметрами, отличающийся тем,что отверстия в корке поддерживают незарастающими посредством циклической работы пробойников при минимизации времени их нахождения в крайнем нижнем положении, при этом создают условия для истечения материала в расплав электролита через щелевидное выпускное отверстие в боковой стенке емкости под действием аэрирующих пневматических импульсов, вводимых в слой движущегося под действием силы тяжести материала, а отсечку материала при регулировании величины дозы производят за счет самозапирания упомянутого выпускного отверстия после прекращения подачи аэрирующий пневматических импульсов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время нахождения пробойника в крайнем нижнем положении 1 - 2 с.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что величину дозы сыпучих реагентов устанавливают в диапазоне 0,05 - 0,35 кг на отверстие, причем при прочих равных условиях питают электролизер увеличенными дозами в тех точках питания, где скорость электролита выше.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что разность давлений, создаваемых пневматическими импульсами под газопроницаемым днищем и над ним, составляет 0,05 - 2,0 кПа.

5. Устройство для питания алюминиевого электролизера глиноземом и корректирующими добавками, включающее бункер для сыпучих реагентов, дозатор с кожухом, точкой и средствами для регулирования режима подачи реагентов, пробойник с приводом, подключенные к блоку подачи пневматических импульсов и управления, отличающееся тем, что средства для регулирования режима подачи сыпучих реагентов выполнены в виде аэрирующей коробки с газопроницаемым элементом, подключенной к блоку подачи пневматических импульсов и управления, при этом газопроницаемый элемент является днищем кожуха дозатора, передняя стенка кожуха установлена с зазором относительно днища, выступающего за пределы кожуха, и совместно с направляющими бортами, скрепленными с кожухом, образует течку.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что аэрирующая коробка с газопроницаемым элементом выполнена из теплопроводного, термо- и износостойкого материала.

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что дозатор снабжен средствами измерения угла наклона корпуса дозатора в вертикальной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3