RU226379U1 - Газоэлектрическая электролизная ванна для получения алюминия из глинозема - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции электролизера для производства первичного алюминия с биполярными. Газоэлектрическая электролизная ванна содержит вертикально ориентированную металлическую ванну с донной частью, под которой размещен блок горелок, работающих на природном топливе, крышку для закрепления на верхней части ванны, выполненную с отверстием для засыпки полости ванны сырьем и патрубком для вывода газового продукта из полости ванны, сливной патрубок с шиберным затвором в донной части ванны для слива первичного алюминия, а также блок малорасходуемых электродов и узел нагрева ванны по ее высоте, указанные электроды расположены в ванне по окружности вокруг зоны проекции центрального отверстия крышки, и каждый из них состоит из трубчатой формы анода, в полости которого, на изоляторе, закреплен стержневой формы катод, при этом в стенке анода выполнены отверстия для приравнивания площади поверхности анода к площади поверхности катода, при этом под электродами в ванне организована полость для приема первичного алюминия, а блок электродов размещен над этой полостью в зоне нахождения глинозема, при этом ванна оснащена узлом внутренней футеровки, выполненным в форме металлического, стаканообразной формы, корпуса, наружная поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности ванны, и в донной части которого выполнен канал, сообщенный с патрубком с шиберным затвором в донной части ванны, а на внутренней поверхности корпуса, выполненного вынимаемым из ванны, размещена футеровка. Технический результат - уменьшение времени восстановления работоспособности электролизера при разрушении и последующей замене внутренней футеровки в ванне. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции электролизера для производства первичного алюминия с биполярными электродами и уменьшенным расходом электроэнергии.

Так известно устройство для электролиза суспензии оксидов алюминия в расплавах алюминия, которое включает в себя вертикально ориентированную ванну цилиндрообразной формы, на внутренней стенке которого организована футеровка, донную часть, выполненную стаканообразной формы с фланцем на открытом крае для соединения с нижней частью корпуса и полым дном, полость которого сообщена с каналом подвода газообразного азота, а на верхней донной стенке которой размещен керамический фильтр для пропуска через щели указанного азота, крышку для закрепления на верхней части корпуса, выполненную с центральным отверстием и двумя патрубками, один из которых предназначен для вывода газового продукта из полости корпуса, а другой - для засыпки полости корпуса оксида алюминия, нерасходуем ые трубчатой формы инертные электроды, закрепленные на керамическим изоляторе и установленные через крышку по траектории окружности, при этом на донной стенке корпуса смонтирован сливной патрубок для слива первичного алюминия, вдоль боковой стенки корпуса расположены нагревательные элементы, закрытые снаружи внешней футеровкой, при этом блок коаксиальных электродов расположен на высоте от дна ванны для формирования объема между нижним срезом электродов блока и донной частью ванны, достаточный для накопления полученного первичного алюминия, а общая высота блока обеспечивает непрерывный контакт с расплавом электролита в ванне в процессе производственного цикла, причем под донной стенкой ванны размещен блок горелок, работающих на природном топливе (RU 220188, С25С 3/06, опубл. 31.08.2023 г.).

Это решение принято в качестве прототипа.

Отказ от угольного анода и переход на не расходуемый (малорасходуемый) металлический или иной электропроводный, устойчивый к криолит глиноземному расплаву материал для анода, решает проблемы экологии процесса, замещая выброс в атмосферу парниковых газов СО и СО₂ кислородом, выделяющимся на аноде в процессе разложения глинозема.

Известное решение характеризуется тем, что на внутренней стенке ванны выполнена футеровка, которая в современных электролизных ваннах решает задачу изоляции расплава криолит глиноземного расплава с температурой 800-1000°С от элементов стальной конструкции ванны (от химической агрессивности расплава).

Футеровка - последовательно устанавливаемые внутри ванны защитные слои. Элемент футеровки - отдельный элемент футеровки (арматурный слой, защитный слой, рабочий слой стены, шлаковый пояс и т. д.), требующий отслеживания во время установки, ремонта и при учете затрат. Футеровка живет недолго - даже огнеупоры «спекаются». Рабочий слой футеровки, который непосредственно соприкасается с расплавом, может продержаться порядка 90 плавок, после чего его необходимо заменить. Шлаковый пояс (верхние ряды рабочего слоя футеровки) ремонтируется в среднем через каждые 40-45 плавок.

Вследствие неравномерного объемного поступления тепла в ванне происходит не равномерное по объему разного рода настылей (нарост в виде бугра или кольца из тугоплавкой массы на поверхности огнеупорной кладки шахтных и трубчатых металлургических печей, образуется обычно из-за неблагоприятного взаимодействия раскаленной шихты с огнеупорной футеровкой) и других консистентных неоднородностей расплава. Более того, в силу физических причин ее ресурс ограничен свойством насыщаться продуктами расплава. Это приводит к необходимости ее периодической замены, порождая проблемы нанесения новой футеровки с сопутствующими простоями и затратами. Более того, происходит накопление отработанной футеровки, представляющей большую угрозу окружающей среде.

Традиционно футеровка ванны алюминиевого электролизера содержит углеродные блоки, теплоизоляционньй слой и неформованный огнеупорный материал в виде сухой барьерной смеси (СБС) (рекламный проспект фирмы Claybum INDUSTRIES LTD 33765 Pine Street Abbotsfbrd BC CANADA V2S 5С1). Вещественный состав СБС подбирается исходя из противоречивых требований защиты от фтористого натрия, паров натрия и расплавленного алюминия. Для защиты от паров натрия и расплавленного алюминия более подходящим является огнеупор с большим содержанием оксида алюминия. Однако при этом падает реакционная способность материала по отношению к фтористому натрию и, как следствие, усиливается его пропитка. С другой стороны, если содержание SiO₂ будет слишком велико (более 70%), то формируются низкотемпературные маловязкие силикаты натрия. При оптимальном содержании оксида алюминия за счет протекания реакции между алюмосиликатным материалом СБС и проникающими компонентами электролита - натрием и фтористым натрием, формируется слой нефелина и/или альбита. Этот слой препятствует проникновению агрессивных компонентов в теплоизоляционную часть цоколя. Гло этот результат требует тщательного подбора гранулометрического и химико-минералогического состава, его хорошего уплотнения в цоколе электролизера, что обуславливает высокую стоимость материала и его монтажа.

Известна футеровка ванны алюминиевого электролизера RU №2221087), включающая подовые секции, огнеупорный слой, выполненный из демонтированной огнеупорной футеровки электролизеров в виде порошка фракций 2-20 мм, так называемый барьерный материал, и теплоизоляционный слой. Теплоизоляционный слой сформирован из высокопористого графита или пенококса со скоростью коррозии в расплаве алюминия и криолитглиноземном расплаве не более 0,03 и 0,05 мм/сутки соответственно.

При отсутствии бокового гарнисажа угольные блоки боковой футеровки разрушаются под воздействием металла и электролита со значительной скоростью. Из литературных источников ("Light Metals, 1982 г., pp 299/309) эта скорость равна 1 мм в сутки. Если не остановить этот процесс, то возможно локальное разрушение боковой футеровки, растворение стального кожуха и, в конечном итоге, прорыв расплава, как правило, на уровне границы раздела "металл-электролит".

Механизм разрушения боковой угольной футеровки можно представить следующим образом. В момент пуска боковая угольная футеровка через открытые поры подвергается активному воздействию натриево-калиевыми парами электролита, разрыхляя поверхностный слой футеровки и обеспечивая высокую смачиваемость углерода криолитом. Процесс проникновения криолита идет до момента полного насыщения футеровки, от 4 до 200 дней в зависимости от материала блока (200 дней для аморфного графита). После того как произошла полная пропитка, катод становится проницаемым для расплава, который продолжает "протекать" через катод из-за жидкостно-статического давления на него.

Так же в настоящее время наиболее широко применимы материалы для футеровки алюминиевых электролизеров - SiC-изделия на нитридной связке (Simonsen A.S. http://www.simonsen.eu/PRODUCTS/sicatec-75.pdf). Эрозия бортовой футеровки является обычной проблемой на ваннах, работающих на высокой силе тока. Известно [2], что современные бортовые блоки из карбида кремния на нитридной связке в рабочей среде электролизера химически нестабильны и при отсутствии защитного гарнисажа и настыли могут изнашиваться вплоть до разрушений при контактировании материала блока с газовой фазой, криолитоглиноземным расплавом и жидким алюминием. Исследованию механизмов разрушения карбидокремниевых блоков посвящено достаточно много публикаций (Wang Zh., Skybakmoen E., Grande T. // Light Metals. 2009. Р. 353, Skybakmoen Е., Kvello J.H., Darell O. // Light metals. 1999. Р. 215, Etzion R., Metson J.B., Depree N. // Light Metals. 2008. Р. 955.), однако многие вопросы остаются невыясненными. В частности, отсутствуют сведения о влиянии условий длительной совместной работы указанных блоков и металлического кожуха, а также серосодержащих компонентов на стойкость бортовой карбидокремниевой футеровки и материала прилегающего кожуха.

Особенностью любого электролизера для получения чистого алюминия из глинозема, независимо от типа и конструкции примененной футеровки, является то. что футеровка из-за своей недолговечности, подлежит либо восстановлению при локальной коррозии либо замене при полном разрушении. В любом случае, процесс ремонта или замены футеровки требует остановки электролизера, его охлаждения и ремонта, что занимает достаточно много рабочего времени. При этом и тот и другой ремонты футеровки представляют собой сложный и трудоемкий процесс.

Например, при восстановлении локальных повреждений определяют разрушенные участки борта, уровень металла и электролита снижают, в месте разрушения срезают горизонтальный бортовой (фланцевый) лист жесткости катода, пространство между бортом и анодом забивают оборотным электролитом. Застывший электролит и металл выбирают отбойными молотками в месте разрушения борта, со стороны кожуха в месте разрушения устанавливают стальную пластину, жестко прикрепленную к кожуху. Со стороны расплава также устанавливают стальной лист по форме бортовой настыли и производят набойку горячей подовой (анодной) массой в несколько засыпок в зависимости от высоты разрушения. Район набойки в течение 6-8 часов прокладывают оборотным электролитом до полного спекания подовой массы, пространство "борт-анод" очищают от оборотного электролита, очищают подошву анода и электролит от пены (Янко Э.А., Лозовой Н.Д. «Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом», М, «Металлургия», 1976, стр. 92).

А ремонт футеровки, то есть ее полная замена на новую, заключается в том, что после очистки корпуса ванны от старой футеровки выполняют подину из блоков из огнеупорного высокоглиноземистого бетона, которые после процесса формования проходят стадии сушки и обжига, и монтируются в течение 5-8 часов. Осуществляют сборку подовых блоков, для этого в сформованный подовый блок, снабженный каналами, помещаются предварительно соединенные токоведущий коллектор с токоотводящими элементами, закрепляются там, после этого подовый блок перевозится к месту монтажа футеровки.

После сборки и установки стального кожуха, его днище футеруется огнеупорными и теплоизоляционными материалами, после чего, поверхность огнеупорного слоя покрывается слоем сыпучего материала, играющего роль выравнивающей подушки, на которую устанавливаются подовые блоки с определенным шагом для создания межблочного шва. После этого производится кладка боковой футеровки так называемой ʺбровкиʺ, размещенной по периметру кожуха между подовыми блоками и нижней частью стенок кожуха и состоящей из слоя теплоизоляционного материала устанавливаемого вплотную к стенкам кожуха, и огнеупорного материала, устанавливаемого вплотную к теплоизоляционному материалу. Выступающие части токоведущих коллекторов обкладываются боковой футеровкой, обеспечивая при этом герметичность ʺбровкиʺ, одновременно не препятствуя термическому расширению алюминиевых коллекторов. ʺБровкаʺ является основанием для монтажа бортовой футеровки. Установка бортовых блоков из неметаллических тугоплавких соединений производится в один ряд вдоль стенок кожуха, с приклеиванием их к стенкам кожуха и промазкой всех опорных и стыковочных поверхностей. В качестве клеящего или цементирующего состава могут быть использованы, например, торкретмасса, мертели или огнеупорный бетон, содержащий порошок карбида кремния. Завершающей и ответственной операцией монтажа футеровки является заполнение межблочных швов между подовыми блоками (RU 2544727, С25С 3/08, С25С 3/16, опубл. 20.03.2015).

Ремонтные работы проводятся в период остановки электролизера, что относится к потере возможности получения чистого алюминия. При этом сам ремонт является сложным и дорогостоящим. Остановка электролизера является вынужденным фактором и только из-за того, что сборка каркаса и самой стальной ванны, монтаж электрообогревательной системы, монтаж внешней футеровки для исключения потерь тепла во внешнюю среду и т.д. является сложным процессом создания электролизера. А смена внутренней футеровки - это ремонт только части электролизера.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в уменьшении времени восстановления работоспособности электролизера при разрушении и последующей замене внутренней футеровки в ванне.

Указанный технический результат достигается тем, что в газоэлектрической электролизной ванне для получения алюминия из глинозема, содержащей вертикально ориентированный металлическую ванну с донной частью, под которой размещен блок горелок, работающих на природном топливе, крышку для закрепления на верхней части ванны, выполненную с отверстием для засыпки полости ванны сырьем и патрубком для вывода газового продукта из полости ванны, сливной патрубок с шиберным затвором в донной части ванны для слива первичного алюминия, а также блок малорасходуемых электродов и узел нагрева ванны по ее высоте, указанные электроды расположены в корпусе по окружности вокруг зоны проекции центрального отверстия крышки и каждый из них состоит из трубчатой формы анода, в полости которого на изоляторе закреплен стержневой формы катод, при этом в стенке анода выполнены отверстия для приравнивания площади поверхности анода к площади поверхности катода, при этом под электродами в ванне организована полость для приема первичного алюминия, а блок электродов размещен над этой полостью в зоне нахождения глинозема, ванна оснащена узлом внутренней футеровки, выполненным в форме металлического стаканообразной формы корпуса, наружная поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности ванны и в донной части которого выполнен канал, сообщенный с патрубком с шиберным затвором в донной части ванны, а на внутренней поверхности корпуса, выполненного вынимаемым из ванны, размещена футеровка.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 представлена схема электролизной установки для получения первичного алюминия из глинозема;

фиг. 2 - показан принцип модульного построения электролизера;

фиг. 3 - расположение биполярных электродов в ванне;

фиг. 4 - конструкция биполярного электрода.

Согласно настоящей полезной модели, рассматривается новая конструкция электролизной установки, позволяющей обеспечить экологически чистый и безопасный способ получения первичного алюминия электролизом суспензии глинозема в расплаве алюминия, в котором используется так называемый распределенный катод - непосредственно сам алюминий в составе электролита - расплава алюминия.

Получение алюминия методом электролиза суспензии глинозема в расплаве алюминия основан на пропускании в электролите электрического тока между катодом и не расходуемым анодом. При этом процесс электролиза проводят при постоянном токе между катодом и не расходуемым анодом. Суспензию глинозема создают подачей глинозема в расплав алюминия для поддержания соотношения Al₂O₃/Al=2-40 мас.%.

В общем случае, заявленная полезная модель представляет конструкцию газоэлектрического электролизера для получения алюминия из глинозема, которая включает в себя:

ванну в виде вертикально ориентированного металлического стаканообразной формы элемент 1 (стальной) цилиндрообразный (как вариант прямоугольной в поперечном сечении) формы с донной частью - дном 2 (фиг. 1), при этом дно может быть выполнено плоским прямым в горизонтальном направлении или наклонным в сторону слива первичного алюминия, а боковая стенка или боковые стенки могут иметь наклон в сторону дна с получением поперечного сечения верхней части ванны больше поперечного сечения в зоне дна (усеченная пирамида с малым наклоном граней или боковой поверхности);

крышку 3 для закрепления на верхней части ванны, выполненную с центральным отверстием 4 для засыпки полости ванны сырьем и по крайней мере одним выпускным патрубком 5, предназначенным для вывода образующегося при электролизе газового продукта из полости ванны (оснащен всасывающими вентиляторами);

сливной патрубок 6 с шиберным затвором 7, размещенный в стенке дна 2 донной части ванны для слива скапливающегося стеканием с электродов в зоне дна первичного алюминия;

- узел нагрева корпуса, выполненный в виде блока газовых горелок 8, расположенных под стенкой донной части ванны и работающих на природном топливе (на газе или дизельном топливе);

блок малорасходуемых электродов (нейтральных биполярных коаксиальных), расположенных в верхней части ванны по окружности вокруг зоны проекции центрального отверстия 4 крышки и каждый из которых состоит из трубчатой формы анода 9, в полости которого на изоляторе закреплен стержневой формы катод 10, при этом в стенке анода выполнены отверстия 11 для приравнивания площади поверхности анода к площади поверхности катода (фиг. 3 и 4);

узел нагрева ванны по его высоте, изолированный от внешней среды наружной футеровкой 12, представляет собой электропроводные теплопередающие нагревательные элементы 13 (с питанием от электросети), охватывающие ванну с наружной ее стороны;

электроды в ванне расположены вывешенными над стенкой дна для формирования под ними полости/объема 14 для приема стекающего первичного алюминия, при этом блок электродов размещен над этой полостью/объемом в зоне 15 нахождения глинозема;

узел 16 внутренней футеровки, выполненный в форме металлического стаканообразной формы корпуса 17, наружная поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности ванны и в донной части которого выполнен канал 18, сообщенный с патрубком 6 с шиберным затвором 7 в донной части ванны, при этом на внутренней поверхности корпуса размещена футеровка 19;

узел 16 внутренней футеровки выполнен вынимаемым из ванны (фиг. 2) и представляет собой отдельный сменный модуль, который при необходимости ремонта вынимают из ванны и заменяют на новый путем установки его в ванну на место изъятого модуля.

Выполнение ванны закрывающейся крышкой 3 позволяет обеспечить высокую ремонтопригордность ванны в случае необходимости ее профилактики. Крышка может быть модернизирована в части организации потоков подачи сырья и вывода газообразной смеси и не подвергается высокотемпературным воздействиям в той мере, которой подвержена сама ванна. При снятии крышки становится возможным доступ к блоку электродов, которые можно подъемом вверх вынуть и заменить на новый блок. При работе вентиляторов в зоне крышки образуется низкое давление, обеспечивающее выкачивание и отвод кислорода из зоны электролиза.

Ванная выполнена стальной (из нейтрального к электролиту материала), что серьезно удешевляет стоимость электролизера по сравнению с такими же установками, имеющими, например ванну из молибденсодержащих сплавов. Дело в том, что применение специальных сплавов, конечно, увеличивает срок службы электролизера и не требует использования внутренней футеровки, но это не означает, что процесс коррозии и разрушения стенки ванны отсутствует. В итоге все равно наступает момент, когда необходимо заменять ванну с длительной остановкой работы электролизера.

В рамках настоящей полезной модели использован старый конструктив, заключающийся в применении стальной ванны с оснащением ее внутренней футеровкой. Но внутренняя футеровка ванный выполнена в виде сменного модуля. Этот модуль представляет собой отдельный корпус, повторяющий подкалиберно форму стальной ванны. Этот корпус может быть установлен в полость ванны с контактным взаимодействием стенок ванны и корпуса. В реальности, получить такой корпус, который будет прилегать по всей площади контакта, сложно и в этом нет необходимости. Наличие зазоров между стенками не оказывает влияния на сам процесс электролиза, так как ванна электрически нагревается снаружи и тепловой поток передается корпусу футеровки как через точки контакта стенок, так и через воздушные зазоры. После разогрева ванны корпус приобретает ту же температуру нагрева, что и сама ванна. Условием является выполнение ванны и корпуса из жаропрочных сталей.

Футеровка на внутренней стенке/стенках корпуса 17 узла 16 создается любым известным способом и не является существом рассматриваемого решения. Собранный узел 16 представляет собой прочную и жесткую конструкцию, мало поддающуюся деформациям (особенность конструкции любой футеровки для электролизеров). Поэтому в период работы электролизера можно монтировать узел 16 и хранить его в качестве сменного модуля. При выявлении разрушений в стенке внутренней футеровки останавливают электролизер производят слив остатков первичного алюминия, охлаждают его, снимают крышку и блок электродов. Затем подъемным механизмом извлекают корпус с внутренней футеровкой (частично заполненный непрореагировавшим глиноземом). А потом опускают в полость ванны новый модуль и повторяют процесс разогрева электролизера и вывод его на рабочий режим.

Такой технологический прием позволяет существенно сократить время на восстановление электролизера и ускорить его вывод на рабочий режим.

При этом стало возможным исключить применение дорогостоящих материалов, которые, как правило, используются для увеличения срока службы футеровки, снижения разрушений и т.д. и вернуться к использованию старых и отработанных технологически материалов так как время остановки электролизера приравнивается к времени изъятия отработанного модуля и замены его на новый модуль. В этом случае нет необходимости использовать специальные материалы и стали.

В электролизере применены горелки 8 на природном топливе (газе), которые размещаются под дном ванны. Такие горелки обеспечивают высокую степень нагрева за короткий промежуток времени и являются экономически дешевыми и поэтому рентабельными. Отсутствует необходимость разогрева боковой стенки ванны, достаточно разогреть дно корпуса и тепло передастся по всей поверхности ванны шихте. При такой схеме разогрева температура в шихте достигает оптимума 950°С за два часа.

Разделение процессов создания расплава электролита и собственно процесса электролиза в расплаве раствора глинозема в криолите позволяет сэкономить около 43% электроэнергии, заменив в процессе получения расплава электролита, необходимого для процесса электролиза, электроэнергию на любое органическое топливо, например, на промышленный газ, солярку или горючий газ, ныне бесплатно сжигаемый при переработке нефти.

При использовании электронагрева за счет размещения вокруг боковой поверхности ванны электропроводных теплопередающих элементов такой эффект быстрого разогрева получить не удается в связи с тем, что электронагреватели отдают тепло по всем направлениям: часть тепла передается боковой стенке корпуса, а остальное тепло передается наружной футеровке. При этом боковая стенка разогревается быстрее, чем дно, вызывая неравно мерный разогрев шихты. Для ускорения разогрева приходится существенно повышать трафик подачи электропитания. Такой разогрев относится к малоэффективному и энергозатратному.

Рассматриваемая конструкция газоэлектрической ванны для проведения электролиза предполагает применение биполярных электродов для непосредственного процесса электролиза криолит глиноземного расплава с целью разделения растворенного в криолите глинозема на расплавленный алюминий и газообразный кислород. Биполярный электрод представляет из себя центральную трубчатую или стержневую часть (катод) и коксиально расположенный трубчатый анод с отверстиями в стенках для отвода газообразного кислорода и согласования площадей катода и анода. Каждый двухполярный электрод состоит из трубчатой формы анода, в полости которого на изоляторе закреплен стержневой формы или трубчатой формы катод, который удерживается в аноде за счет керамического изолятора. По длине анод и катод выполнены одинаковыми, но по площади контакта - разными. Так как для процесса важным является равенство площадей контактирующих поверхностей, то для выполнения этого условия в стенке анода выполнены отверстия (площадью S₃) для приравнивания площади S₂ поверхности анода к площади S₁ поверхности катода. Это достигается увеличением количества отверстий в аноде: S₁=S₂-nS₃, где n - количество отверстий в аноде (фиг. 3 и 4).

В корпусе биполярные электроды расположены по окружности вокруг зоны проекции центрального отверстия крышки (через которое в полость корпуса подается сырье). Все электроды организовать в модульный блок, который выполняется съемным для целей ремонтопригодности. К двуполярным электродам подведен постоянный ток для проведения электролитического процесса разложения глинозема. Система управления газоэлектрическим электролизером обеспечивает путем регулирования подачи газа к управляемым форсункам горелок поддержание технологической температуры криолита глиноземного расплава в электролизной ванне. Регулируя ток, поступающий от источника постоянного тока на биполярные электроды, поддерживается заданный режим электролиза. С заданной технологической периодичностью от автомата подачи поступают порции глинозема для поддержания технологического процента глинозема в расплаве (2-5%). Предусмотрена периодическая подача компонентов криолита и фтористых солей для поддержания заданного химического состава расплава.

Технические решения, принятые при создании предлагаемой установки, делают ее ремонтопригодной в самые короткие сроки, так как отсутствуют работы, требующие расхода времени. Исключаются достаточно длительные пусковые периоды, занимающие в современной практике производства неделю, а равно и простоя электролизера в производстве алюминия. В предлагаемом газоэлектрическом электролизере процесс запуска состоит в расплавлении сплава в тигле-ванной и установлении заданной температуры расплава, что по времени занимает несколько часов.

По мере накопления жидкого алюминия в донной части электролизера осуществляется прямой его слив через шиберный затвор.

Выпуск в атмосферу анодного кислорода и продуктов горения газа осуществляется в верхней части электролизера

Настоящая полезная модель позволяет сократить время восстановления работоспособности электролизера при разрушении и последующей замене внутренней футеровки в ванне.

Claims (1)

1. Газоэлектрическая электролизная ванна для получения алюминия из глинозема, содержащая вертикально ориентированную металлическую ванну с донной частью, под которой размещен блок горелок, работающих на природном топливе, крышку для закрепления на верхней части ванны, выполненную с отверстием для засыпки полости ванны сырьем и патрубком для вывода газового продукта из полости ванны, сливной патрубок с шиберным затвором в донной части ванны для слива первичного алюминия, а также блок малорасходуемых электродов и узел нагрева ванны по ее высоте, указанные электроды расположены в ванне по окружности вокруг зоны проекции центрального отверстия крышки, и каждый из них состоит из трубчатой формы анода, в полости которого, на изоляторе, закреплен стержневой формы катод, при этом в стенке анода выполнены отверстия для приравнивания площади поверхности анода к площади поверхности катода, при этом под электродами в ванне организована полость для приема первичного алюминия, а блок электродов размещен над этой полостью в зоне нахождения глинозема, отличающаяся тем, что ванна оснащена узлом внутренней футеровки, выполненным в форме металлического, стаканообразной формы, корпуса, наружная поверхность которого повторяет форму внутренней поверхности ванны, и в донной части которого выполнен канал, сообщенный с патрубком с шиберным затвором в донной части ванны, а на внутренней поверхности корпуса, выполненного вынимаемым из ванны, размещена футеровка.