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.