Способ управления формированием анода с верхним токоподводом

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.

Реферат

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 формулойΔhэл=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.