RU2307878C1 - Method for preparing aluminum cell to operation - Google Patents
Method for preparing aluminum cell to operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307878C1 RU2307878C1 RU2005140168/02A RU2005140168A RU2307878C1 RU 2307878 C1 RU2307878 C1 RU 2307878C1 RU 2005140168/02 A RU2005140168/02 A RU 2005140168/02A RU 2005140168 A RU2005140168 A RU 2005140168A RU 2307878 C1 RU2307878 C1 RU 2307878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anodes
- cell
- anode
- input
- sole
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки к пуску электролизеров для получения алюминия с обожженными анодами на большую силу тока (свыше 250 кА) с поперечным расположением в корпусе электролиза.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to methods of preparation for starting electrolytic cells for producing aluminum with calcined anodes for a large current strength (over 250 kA) with a transverse arrangement in the electrolysis body.
Известно множество способов подготовки к пуску алюминиевых электролизеров, различающихся по способам обжига, установки анодов, заливки расплавов в шахту электролизеров.There are many ways to prepare for the launch of aluminum electrolytic cells, differing in methods of firing, installing anodes, pouring melts into the cell of electrolytic cells.
Известен способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера любого типа, по которому подготовку ведут в две стадии. На первой стадии подину электролизера обжигают и разогревают до температуры не ниже 750°С за счет тепла от организованного сжигания распыленного топлива, распределяемого равномерно в пространство между внутренней поверхностью шахты катода и нижней поверхностью анода. При этом нижняя поверхность анода находится на уровне с бортом катода. На второй стадии заливают перегретый до 970-1010°С электролит и продолжают нагрев катода и футеровки до эксплуатационных температур (Авторское свидетельство СССР №659645, С25С 3/06, 1979).A known method of preparation for launching an aluminum electrolyzer of any type, according to which the preparation is carried out in two stages. At the first stage, the bottom of the cell is fired and heated to a temperature not lower than 750 ° C due to the heat from the organized combustion of atomized fuel distributed evenly into the space between the inner surface of the cathode shaft and the lower surface of the anode. In this case, the lower surface of the anode is level with the cathode side. At the second stage, the electrolyte superheated to 970-1010 ° С is poured and the cathode and lining are continued to operate at operating temperatures (USSR Author's Certificate No. 659645, С25С 3/06, 1979).
Известен способ термической подготовки к пуску алюминиевого электролизера любого типа, заключающийся в нагреве подины электролизера за счет организованного сжигания жидкого топлива (например, солярки, мазута) внутри замкнутого пространства, образуемого футеровкой катода, нижней поверхностью анода и временными крышками между анодом и бортами электролизера. (Авторское свидетельство СССР №765403, С25С 3/06, 1980).There is a method of thermal preparation for starting any type of aluminum electrolysis cell, which consists in heating the bottom of the cell due to the organized burning of liquid fuel (for example, diesel fuel, fuel oil) inside an enclosed space formed by the cathode lining, the lower surface of the anode and temporary covers between the anode and the sides of the cell. (USSR author's certificate No. 765403, C25C 3/06, 1980).
Известен способ обжига и пуска электролизера для получения алюминия, который включает монтаж на подине электролизера анодных ячеек с электроизоляционными боковыми стенками и электропроводящим днищем, монтаж электронагревательных элементов, загрузку анодной массы, нагрев и формирование самообжигающегося анода током серии, заливку расплава, установку рабочего напряжения на электролизере. По мере сгорания анода самообжигающиеся анодные ячейки заменяют обожженными анодами. (Авторское свидетельство СССР №1740499, С25С 3/06, 1992).A known method of firing and starting the electrolyzer to produce aluminum, which includes mounting anode cells with insulating side walls and an electrically conductive bottom on the bottom of the electrolyzer, installing electric heating elements, loading the anode mass, heating and forming a self-firing anode with a series current, pouring the melt, setting the operating voltage on the cell . As the anode burns, the self-firing anode cells are replaced with fired anodes. (USSR Author's Certificate No. 1740499, С25С 3/06, 1992).
Недостатком перечисленных выше способов подготовки электролизеров к пуску, применительно к электролизерам на большую силу тока с поперечным расположением в корпусе, является перегревание в послепусковой период «выходной» по направлению тока в серии стороны по сравнению с «входной» вследствие установки подошвы всех анодов на один горизонтальный уровень.The disadvantage of the above methods of preparing electrolyzers for start-up, with respect to electrolyzers with a large current strength with a transverse arrangement in the case, is overheating in the post-launch period of the “output” in the direction of the current in the series of sides compared to the “input” due to the installation of the sole of all anodes on one horizontal level.
Известен способ подготовки к пуску алюминиевого электролизера, включающий укладку на подину электролизера, выполненную из блоков, защитного слоя смеси криолита с оксидами и фторидами щелочного металла, нагрев подины электролизера и обжиг швов внешним источником тепла, установку анодов, заливку электролита. Обжиг швов ведут до 550-600°С в три приема с выдержками при 200°С в течение 3,5-4 часов, 350-400°С в течение 4,0-5,0 часов и при 550-600°С в течение 3,5-4 часов, с последующей установкой анодов на высоту, составляющую 0,25-0,35 высоты слоя смеси (Авторское свидетельство СССР №549510, С25С 3/06, 1974).A known method of preparing for launching an aluminum electrolyzer, including laying on the bottom of the electrolyzer, made of blocks, a protective layer of a mixture of cryolite with oxides and fluorides of an alkali metal, heating the bottom of the cell and firing the seams with an external heat source, installing anodes, filling the electrolyte. Firing the joints is carried out up to 550-600 ° C in three steps with holdings at 200 ° C for 3.5-4 hours, 350-400 ° C for 4.0-5.0 hours and at 550-600 ° C within 3.5-4 hours, with the subsequent installation of the anodes to a height of 0.25-0.35 of the height of the mixture layer (USSR Author's Certificate No. 5449510, C25C 3/06, 1974).
По назначению и наличию сходных существенных признаков данное решение принято в качестве прототипа.By appointment and the presence of similar significant features, this decision was made as a prototype.
Недостатком способа подготовки к пуску алюминиевого электролизера-прототипа является несбалансированность полей температуры по продольным сторонам электролизера вследствие установки подошвы всех анодов в плоскости, параллельной подине электролизера. В послепусковой период в электролизере на большую силу тока с поперечным расположением в корпусе «выходная» (по направлению тока в серии) сторона электролизера перегревается по сравнению с «входной» вследствие большей токовой нагрузки анодов, расположенных на «выходной» стороне по сравнению с токовой нагрузкой анодов на «входной» стороне. Этот факт связан с тем, что при поперечном расположении электролизеров с анодными стояками на «входной» стороне перекос поверхности металла имеет специфическую форму. Ток в анодных стояках направлен вверх, а в расплаве - вниз. Продольная компонента магнитного поля By от анодных стояков, при взаимодействии его с вертикальной составляющей тока в металле Iz, создает в металле поле поперечных электромагнитных сил F. Величина компоненты By на «входной» стороне больше, чем на «выходной», соответственно и электромагнитные силы на «входной» стороне больше.The disadvantage of the method of preparation for the launch of the aluminum electrolytic cell of the prototype is the imbalance of the temperature fields along the longitudinal sides of the cell due to the installation of the sole of all anodes in a plane parallel to the bottom of the cell. In the post-start period in the electrolyzer, at a large current strength with a transverse arrangement in the housing, the “output” side (in the direction of the current in the series) of the cell overheats compared to the “input” side due to the higher current load of the anodes located on the “output” side compared to the current load anodes on the "input" side. This fact is due to the fact that in the transverse arrangement of electrolyzers with anode risers on the "input" side, the skew of the metal surface has a specific shape. The current in the anode risers is directed up, and in the melt - down. The longitudinal component of the magnetic field B y from the anode risers, when it interacts with the vertical current component in the metal I z , creates a field of transverse electromagnetic forces F in the metal. The magnitude of the component B y on the “input” side is greater than on the “output” side, respectively, and electromagnetic forces on the "input" side are greater.
Задачей предлагаемого решения является повышение технико-экономических показателей работы электролизеров в послепусковой период и увеличение срока службы электролизеров.The objective of the proposed solution is to increase the technical and economic indicators of the operation of electrolyzers in the post-launch period and to increase the service life of electrolyzers.
Технический результат заключается в обеспечении равномерного распределения тока по анодам на «входной» и «выходной» сторонах и одинаковой температуры боковых поверхностей кожуха по «входной» и «выходной» сторонам в послепусковой период алюминиевых электролизеров.The technical result is to ensure uniform distribution of current across the anodes on the "input" and "output" sides and the same temperature of the side surfaces of the casing on the "input" and "output" sides in the post-launch period of aluminum electrolysis cells.
Поставленная задача решается тем, что, в способе подготовки к пуску алюминиевого электролизера на большую силу тока с обожженными анодами с поперечным расположением в корпусе электролиза, включающем нагрев подины и обжиг швов внешним источником тепла, установку анодов, заливку электролита, согласно предлагаемому решению установку анодов производят со смещением плоскости подошвы анодов на «выходной» стороне электролизера по сравнению с плоскостью подошвы анодов на «входной» стороне выше по вертикали относительно подины электролизера.The problem is solved in that, in the method of preparing for starting an aluminum electrolyzer for high current strength with calcined anodes with a transverse arrangement in the electrolysis body, including heating the hearth and firing the seams with an external heat source, installing anodes, filling the electrolyte, according to the proposed solution, the installation of anodes is performed with the displacement of the plane of the sole of the anodes on the "output" side of the cell compared with the plane of the sole of the anodes on the "input" side, higher vertically relative to the bottom of the cell .
Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на достижение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinctive features, also aimed at achieving the task.
Плоскость подошвы анодов на «выходной» стороне устанавливают выше относительно подины электролизера по сравнению с плоскостью подошвы анодов на «входной» стороне на величину L, равную 0,6-3 см, что составляет 0,01-0,04 от отношения силы тока, выраженной в кА к числу анодных стояков.The plane of the sole of the anodes on the "output" side is set higher relative to the bottom of the cell compared with the plane of the sole of the anodes on the "input" side by an amount L equal to 0.6-3 cm, which is 0.01-0.04 of the ratio of the current expressed in kA to the number of anode risers.
При относительном смещении плоскостей подошвы анодов по «выходной» и «входной» сторонам менее 0,6 см не будет достигнуто равномерного распределения тока по анодам на «входной» и «выходной» сторонах. При относительном смещении плоскостей подошвы анодов по «выходной» и «входной» сторонам более 3 см будет обратный эффект - перегрев «входной» стороны относительно «выходной».With a relative displacement of the planes of the sole of the anodes on the “output” and “input” sides of less than 0.6 cm, a uniform distribution of current across the anodes on the “input” and “output” sides will not be achieved. With a relative displacement of the planes of the sole of the anodes on the “output” and “input” sides of more than 3 cm, the opposite effect will occur - overheating of the “input” side relative to the “output” side.
В результате сравнения заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявлено признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критериям «новизна» и «изобретательский уровень».As a result of comparing the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art, there are no signs distinguishing the claimed solution from the prototype, which makes it possible to conclude that the criteria of "novelty" and "inventive step" are met.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом.The invention is illustrated graphic material.
На фигуре 1 показано поле поперечных сил в металле при поперечном расположении электролизера со стояками на «входной» стороне, создающее перекос, сдвинутый на «выходную» сторону, где 1 - силовые линии магнитного поля, 2 - анодные стояки соседнего электролизера, 3 - рассматриваемый электролизер, 4 -анодные стояки рассматриваемого электролизера, By и Вх - направления горизонтальных продольной и поперечной компонент вектора индукции магнитного поля, соответственно F - направление вектора поперечной силы, I - направление тока в серии.The figure 1 shows the field of transverse forces in the metal with a transverse arrangement of the electrolyzer with risers on the "input" side, creating a bias shifted to the "output" side, where 1 are the lines of force of the magnetic field, 2 are the anode risers of the adjacent electrolyzer, 3 is the considered cell , 4-anode risers of the electrolyzer under consideration, B y and B x are the directions of the horizontal longitudinal and transverse components of the magnetic field induction vector, respectively, F is the direction of the shear force vector, I is the direction of the current in the series.
На фигуре 2 показано выполнение способа, где 5 - аноды на «входной» стороне, 6 - аноды на «выходной» стороне, 7 - подина электролизера, I - направление тока в серии.Figure 2 shows the implementation of the method, where 5 are the anodes on the "input" side, 6 are the anodes on the "output" side, 7 is the bottom of the cell, I is the direction of the current in the series.
Таким образом, сами стояки, их наклонные части, а также проводники, соединяющие анодные шины между собой, формируют в металле поле сил, которое сдвигает металл на «выходную» сторону.Thus, the risers themselves, their inclined parts, as well as the conductors connecting the anode bars to each other, form a force field in the metal, which shifts the metal to the "output" side.
Это предположение подтверждают результаты измерений распределения силы тока (кА) по анодам при пуске электролизера, представленные в таблице.This assumption is confirmed by the results of measurements of the distribution of current strength (kA) over the anodes when starting the electrolyzer, presented in the table.
Как видно, суммарная сила тока по анодам на «выходной» стороне на 26,8 кА больше, чем на «входной» стороне, чем и обусловлен перегрев «выходной» стороны.As you can see, the total current strength at the anodes on the "output" side is 26.8 kA more than on the "input" side, which is due to overheating of the "output" side.
Таким образом, после заливки электролита и металла в пусковой электролизер в нем под действием электромагнитных сил происходит перекос поверхности металла со смещением на «выходную» сторону. Если во время обжига электролизера подошва всех анодов выставлена в плоскость, параллельную подине электролизера, расстояние между зеркалом алюминия и подошвой анодов (МПР) на «выходной» стороне становится меньше, чем МПР на «входной» стороне.Thus, after pouring the electrolyte and metal into the starting electrolyzer in it, under the influence of electromagnetic forces, the surface of the metal is skewed with a shift to the “output” side. If during annealing of the cell the sole of all anodes is placed in a plane parallel to the bottom of the cell, the distance between the aluminum mirror and the sole of the anodes (MPR) on the “output” side becomes less than MPR on the “input” side.
Поэтому предлагается при пуске электролизеров с обожженными анодами на большую силу тока с поперечным расположением в корпусе для предотвращения перегрева использовать такое расположение анодов относительно подины электролизера, при котором МПР было бы одинаково на обеих сторонах электролизера.Therefore, it is proposed that when starting electrolyzers with baked anodes at a high current strength with a transverse arrangement in the housing, to prevent overheating, use such an arrangement of the anodes relative to the bottom of the cell, in which the MPR would be the same on both sides of the cell.
Установка подошвы анодов на «выходной» стороне в плоскости, расположенной выше по сравнению с плоскостью подошвы анодов на «входной» стороне, позволит компенсировать разницу в МПР, связанную с перекосом металла под действием электромагнитных сил, для анодов на «входной» и «выходной» сторонах в послепусковой период.Installing the sole of the anodes on the “output” side in a plane higher than the plane of the sole of the anodes on the “input” side will compensate for the difference in the MPR associated with the distortion of the metal under the influence of electromagnetic forces for the anodes on the “input” and “output” parties in the post-launch period.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140168/02A RU2307878C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for preparing aluminum cell to operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005140168/02A RU2307878C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for preparing aluminum cell to operation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005140168A RU2005140168A (en) | 2007-06-27 |
RU2307878C1 true RU2307878C1 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=38315214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005140168/02A RU2307878C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Method for preparing aluminum cell to operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2307878C1 (en) |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140168/02A patent/RU2307878C1/en active IP Right Revival
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005140168A (en) | 2007-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2449058C2 (en) | Electrolyser for aluminium production provided with voltage drop decreasing means | |
CN102234819B (en) | Preheating starting method for aluminium electrolysis cell | |
US20060210941A1 (en) | Wall structure for carbon baking furnace | |
CN102560187B (en) | Method for preparing copper alloy for electrified railway contact network | |
RU2307878C1 (en) | Method for preparing aluminum cell to operation | |
CA3027826A1 (en) | Cathode | |
CN103060848A (en) | Aluminum electrolytic tank with artificial hearth | |
US2758964A (en) | Continuous electrode and method of making the same | |
CN102002731B (en) | Energy-saving fused salt aluminum electrolysis cell and method thereof | |
RU2526351C1 (en) | Annealing of bottom of aluminium electrolytic cell with sintered electrodes | |
RU2281986C1 (en) | Electrolyzer for production of aluminum from mixture of molten salts and alumina | |
CN205974694U (en) | Aluminium cell based on whole shaping of negative pole inside lining | |
CN202730257U (en) | Preheat starting device of inert electrode aluminum electrolysis cell | |
CA3148080C (en) | Aluminium reduction cell with a heat insulated side lining | |
RU2593253C1 (en) | Method of burning of bottom of aluminium electrolytic cell | |
CN102260886A (en) | Method for starting electrolytic tank with low voltage | |
CN105780053A (en) | Aluminum electrolysis method with aluminum as cathode | |
RU2717438C1 (en) | Method for firing aluminum electrolyser bottom | |
CN205275722U (en) | Electrolysis trough calcination starts heating device | |
RU2303656C1 (en) | Method for mounting roasted anodes in aluminum cell with upper electric current supply lead | |
CN110306207A (en) | A kind of energy-efficient after baking starting method of specially-shaped cathode aluminum electrolytic tank | |
SU1765261A1 (en) | Method of aluminium electrolyzer firing | |
RU2687617C1 (en) | Electrolysis cell for aluminum production | |
CN103088366A (en) | High-efficiency and energy-saving starting method for heat flow coke calcination in aluminum electrolysis | |
RU2324007C2 (en) | Method of preparation to the start of aluminium cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081223 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100327 |
|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20071001 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20071001 Effective date: 20140416 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20140610 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20140916 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE Effective date: 20141230 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200414 Effective date: 20200414 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20211013 |