RU2509831C1 - Aluminium electrolytic cell anode holder - Google Patents
Aluminium electrolytic cell anode holder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509831C1 RU2509831C1 RU2012153640/02A RU2012153640A RU2509831C1 RU 2509831 C1 RU2509831 C1 RU 2509831C1 RU 2012153640/02 A RU2012153640/02 A RU 2012153640/02A RU 2012153640 A RU2012153640 A RU 2012153640A RU 2509831 C1 RU2509831 C1 RU 2509831C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- nipples
- cross
- nipple
- anode holder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к анодному устройству алюминиевых электролизеров.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, namely to the anode device of aluminum electrolysis cells.
Известен анододержатель алюминиевого электролизера, содержащий соединенные между собой алюминиевую штангу и стальную вилку и стальную втулку, установленную в кольцевой выборке, выполненной снаружи одного из концов алюминиевой штанги и соединенную с ней посредством сварки взрывом. При этом стальная втулка соединена со стальной вилкой посредством сварного соединения по периметру втулки (патент на полезную модель RU №115360, опубл. 27.04.2012). Полезная модель направлена на повышение надежности и долговечности конструкции, но не решает вопрос снижения тепловых и электрических потерь в анододержателе.A known anode holder of an aluminum electrolyzer containing an interconnected aluminum rod and a steel fork and a steel sleeve installed in an annular sample made outside one of the ends of the aluminum rod and connected to it by explosion welding. In this case, the steel sleeve is connected to the steel fork by means of a welded joint around the perimeter of the sleeve (utility model patent RU No. 1155360, published on April 27, 2012). The utility model is aimed at improving the reliability and durability of the structure, but does not solve the issue of reducing heat and electric losses in the anode holder.
Наиболее близким к заявленному является анододержатель, размещенный в обожженном угольном блоке и соединенный с кронштейном, в котором крайние ниппеля расположены на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем 0,55-0,60 длины обожженного угольного блока, а ниппельные гнезда выполнены диаметром, составляющим 0,12-0,15 длины и 0,25-0,31 ширины обожженного угольного блока (патент RU №2196193, опубл. 10.01.2003).Closest to the claimed one is an anode holder placed in a fired coal block and connected to a bracket in which the extreme nipples are located at a distance between their vertical axes of 0.55-0.60 of the length of the fired coal block, and the nipple nests are made with a diameter of 0 , 12-0.15 lengths and 0.25-0.31 widths of the calcined coal block (patent RU No. 2196193, publ. 10.01.2003).
Недостатком известной конструкции является большой тепловой поток от электролизера и большие падения напряжения в самом анододержателе, что приводит к дополнительным потерям тепла в электролизере.A disadvantage of the known design is the large heat flux from the cell and large voltage drops in the anode holder itself, which leads to additional heat loss in the cell.
В основу изобретения положена задача разработать конструкцию анододержателя, способствующую повышению энергоэффективности электролизера.The basis of the invention is the task of developing the design of the anode holder, contributing to increased energy efficiency of the electrolyzer.
Техническим результатом предложенного изобретения является снижение теплового потока от электролизера через анододержатель и снижение падения напряжения в самом анододержателе. За счет этого снижаются тепловые потери и повышается энергоэффективность электролизера в целом.The technical result of the proposed invention is to reduce the heat flux from the cell through the anode holder and reduce the voltage drop in the anode holder. Due to this, heat losses are reduced and the energy efficiency of the electrolyzer as a whole is increased.
Указанный технический результат достигается за счет того, что анододержатель алюминиевого электролизера, содержащий кронштейн с двумя и более ниппелями, расположенными равномерно или с разным шагом вдоль продольной оси обожженного угольного блока и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, в котором ниппели имеют сужения с площадью поперечного сечения, равной 0,3÷0,9 площади поперечного сечения ниппеля в заделке анодного блока, а сужения выполнены над поверхностью угольного блока на расстоянии от 0,01÷0,2 до 0,21÷0,9 расстояния от поверхности угольного анода до горизонтальной части кронштейна.The specified technical result is achieved due to the fact that the anode holder of the aluminum electrolyzer containing a bracket with two or more nipples arranged uniformly or with different steps along the longitudinal axis of the calcined coal block and fixed in nipple sockets made in it, in which the nipples have a narrowing with a transverse area a cross-section equal to 0.3 ÷ 0.9 of the cross-sectional area of the nipple in the seal of the anode block, and the constrictions are made above the surface of the coal block at a distance from 0.01 ÷ 0.2 to 0.21 ÷ 0.9 of the distance from surface of the carbon anode to the horizontal part of the bracket.
Сущность устройства иллюстрируется фигурой, на которой показан анододержатель 1 алюминиевого электролизера, содержащий кронштейн 2 с ниппелями 3, расположенными вдоль продольной оси обожженного угольного блока 4 и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, где D - диаметр ниппеля в заделке анодного блока, d - диаметры сужения ниппелей, h - расстояние от поверхности анода до горизонтальной части кронштейна, h1 - нижняя граница сужения ниппеля, h2 - верхняя граница сужения ниппеля.The essence of the device is illustrated by a figure, which shows the anode holder 1 of an aluminum electrolyzer, containing a bracket 2 with nipples 3 located along the longitudinal axis of the calcined coal block 4 and fixed in nipple sockets made in it, where D is the diameter of the nipple in the seal of the anode block, d are the diameters narrowing of the nipples, h is the distance from the surface of the anode to the horizontal part of the bracket, h1 is the lower boundary of the narrowing of the nipple, h2 is the upper boundary of the narrowing of the nipple.
При сужении площади поперечного сечения ниппелей до 0,3÷0,9 площади поперечного сечения ниппеля в заделке анодного блока уменьшаются тепловые потери с анододержателей электролизера за счет снижения теплового потока через ниппели при уменьшении их сечения в месте сужения. Уменьшение теплового потока через анододержатель снижает температуру ниппелей, кронштейнов и анододержателя благодаря чему уменьшаются потери напряжения на них.When narrowing the cross-sectional area of the nipples to 0.3 ÷ 0.9 of the cross-sectional area of the nipple in the seal of the anode block, heat losses from the anode holders of the electrolyzer are reduced due to a decrease in the heat flux through the nipples with a decrease in their cross section at the narrowing point. Reducing the heat flux through the anode holder reduces the temperature of the nipples, brackets and anode holder, thereby reducing voltage losses on them.
Нижняя граница сужения площади поперечного сечения ниппелей, равная 0,3 площади поперечного сечения ниппеля в заделке анодного блока, определена исходя из условий обеспечения необходимой механической прочности соединения обожженного угольного блока и ниппелей.The lower boundary of the narrowing of the cross-sectional area of the nipples, equal to 0.3 of the cross-sectional area of the nipple in the seal of the anode block, is determined on the basis of the conditions for ensuring the necessary mechanical strength of the connection of the calcined coal block and the nipples.
При сужении площади поперечного сечения ниппелей больше 0,9 площади поперечного сечения ниппеля технический результат, достигаемый за счет сужения поперечного сечения ниппеля, такой же, как при применении анододержателя без сужения сечения ниппелей, так как тепловой поток через ниппели снижается незначительно, а теплоотдача с этого участка ниппеля повышается за счет уменьшения сечения ниппеля. Снижение теплового потока через ниппели повышает энергоэффективность анододержателя, поскольку снижаются потери тепла с электролизера. Увеличение теплоотдачи с места сужения сечения ниппеля отрицательно влияет на энергоэффективность анододержателя, так как повышает потери тепла с ниппелей. При рассматриваемой величине сужения ниппелей эти два процесса уравновешиваются и увеличения энергоэффективности относительно анододержаетелей без сужения сечения в ниппелях не происходит.When narrowing the cross-sectional area of the nipples is greater than 0.9 cross-sectional area of the nipple, the technical result achieved by narrowing the cross-section of the nipple is the same as when using the anode holder without narrowing the cross-section of the nipples, since the heat flux through the nipples decreases slightly, and heat transfer from this the nipple section is increased by reducing the cross section of the nipple. Reducing the heat flux through the nipples increases the energy efficiency of the anode holder, since heat loss from the cell is reduced. An increase in heat transfer from the point of narrowing of the nipple cross section negatively affects the energy efficiency of the anode holder, as it increases heat loss from the nipples. With the considered value of the narrowing of the nipples, these two processes are balanced and energy efficiency relative to the anode holders does not increase without narrowing the cross section in the nipples.
Высота сужения площади поперечного сечения в ниппелях над поверхностью угольного блока, начинающегося на расстоянии h1, равном 0,01÷0,2 расстояния h от поверхности угольного блока, и заканчивающегося на расстоянии h2, равном 0,21÷0,9 расстояния h от поверхности анода до горизонтальной части кронштейна, выбрана исходя из результатов математического моделирования и обуславливается тем, что сужение необходимо выполнять на уровне глиноземной засыпки анодного блока.The narrowing height of the cross-sectional area in nipples above the surface of the coal block, starting at a distance h1 equal to 0.01 ÷ 0.2 of the distance h from the surface of the coal block, and ending at a distance h2 equal to 0.21 ÷ 0.9 of the distance h from the surface anode to the horizontal part of the bracket, selected based on the results of mathematical modeling and is due to the fact that the narrowing must be performed at the level of the alumina backfill of the anode block.
При сужении площади поперечного сечения ниппелей выше глиноземной засыпки, то есть в воздухе, либо при выполнении сужения в горизонтальной части кронштейна падение напряжения в месте сужения сечения увеличивается, а конвективный теплообмен с окружающей средой остается неизменным. Например, в случае сужения сечения крайних ниппелей в воздухе на 0,5 площади поперечного сечения ниппеля в заделке анодного блока падение напряжения в ниппелях увеличивается на 1,5% относительно анододержателя без сужений, а потери тепла с поверхности анододержателя не изменяются. Таким образом, применение сужения площади поперечного сечения в ниппелях в этом случае негативно сказывается на энергоэффективности анододержателя.When narrowing the cross-sectional area of the nipples above the alumina bed, that is, in the air, or when narrowing in the horizontal part of the bracket, the voltage drop at the point of narrowing of the cross section increases, and convective heat transfer with the environment remains unchanged. For example, if the cross section of the extreme nipples in the air is narrowed by 0.5 of the cross section of the nipple in the seal of the anode block, the voltage drop in the nipples increases by 1.5% relative to the anode holder without narrowing, and the heat loss from the surface of the anode holder does not change. Thus, the use of narrowing the cross-sectional area in the nipples in this case negatively affects the energy efficiency of the anode holder.
В случае, если сужение сечения площади поперечного сечения в ниппелях выполняется на уровне глинозема, то напряжение в местах сужения сечения также увеличивается. Однако потери тепла с поверхности анододержателя уменьшаются за счет того, что температура анододержателя, находящегося на воздухе, снижается за счет снижения теплового потока через него, а места сужения сечения ниппелей укрыты глиноземом.If the narrowing of the cross section of the cross-sectional area in the nipples is performed at the level of alumina, then the voltage at the points of narrowing of the cross section also increases. However, heat loss from the surface of the anode holder decreases due to the fact that the temperature of the anode holder in air decreases due to a decrease in the heat flux through it, and the narrowing points of the cross section of the nipples are covered with alumina.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012153640/02A RU2509831C1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Aluminium electrolytic cell anode holder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012153640/02A RU2509831C1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Aluminium electrolytic cell anode holder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2509831C1 true RU2509831C1 (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=50279680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012153640/02A RU2509831C1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Aluminium electrolytic cell anode holder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2509831C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU590373A1 (en) * | 1976-05-03 | 1978-01-30 | Ордена Ленина И Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона Ан Украинской Сср | Aluminium electrolyzer anode holder |
| JPS60187692A (en) * | 1984-03-06 | 1985-09-25 | Riyouka Keikinzoku Kogyo Kk | Anode rod for prebaking system aluminum electrolytic cell |
| US4612105A (en) * | 1984-05-29 | 1986-09-16 | Aluminium Pechiney | Carbonaceous anode with partially constricted round bars intended for cells for the production of aluminium by electrolysis |
| RU2196193C1 (en) * | 2001-06-05 | 2003-01-10 | Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский Алюминий" | Burnt anode for aluminum electrolyzer |
| EA015614B1 (en) * | 2010-12-28 | 2011-10-31 | Гу "Нии Металлургии" Гуп "Талко" | Anode cell of electrolyzer for alumina production and method for manufacturing therefor |
-
2012
- 2012-12-11 RU RU2012153640/02A patent/RU2509831C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU590373A1 (en) * | 1976-05-03 | 1978-01-30 | Ордена Ленина И Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона Ан Украинской Сср | Aluminium electrolyzer anode holder |
| JPS60187692A (en) * | 1984-03-06 | 1985-09-25 | Riyouka Keikinzoku Kogyo Kk | Anode rod for prebaking system aluminum electrolytic cell |
| US4612105A (en) * | 1984-05-29 | 1986-09-16 | Aluminium Pechiney | Carbonaceous anode with partially constricted round bars intended for cells for the production of aluminium by electrolysis |
| RU2196193C1 (en) * | 2001-06-05 | 2003-01-10 | Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский Алюминий" | Burnt anode for aluminum electrolyzer |
| EA015614B1 (en) * | 2010-12-28 | 2011-10-31 | Гу "Нии Металлургии" Гуп "Талко" | Anode cell of electrolyzer for alumina production and method for manufacturing therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2509831C1 (en) | Aluminium electrolytic cell anode holder | |
| CN103540958A (en) | Aluminum cell provided with suspending partition wall | |
| CN102230191B (en) | Method for separately leading out single-sided current in aluminum electrolytic cell | |
| CN207062390U (en) | A kind of preheating device of aluminium electroloysis assembling anode | |
| CN105299340A (en) | Seamless steel tube for boiler | |
| CN103683090A (en) | Double-bundle line lifter | |
| CN202328153U (en) | Double-fin profiled wall steel pipe and membrane type water cooled wall made of same | |
| CN203850759U (en) | Width-adjustable cable tray | |
| CN202254834U (en) | Tool for centering furnace pipe in furnace liner material construction process | |
| CN205275718U (en) | A oven ware for refining furnace | |
| CN202501562U (en) | Heat collector of electromagnetic heating wall hanging furnace | |
| CN203951123U (en) | Line tower for Integral ceiling | |
| CN204346172U (en) | A kind of mineral hot furnace blanking column assembly structure | |
| CN205938353U (en) | Steam pipe spring support that insulates against heat | |
| CN203546160U (en) | Device for preventing upper end of shell of electrolytic tank from deforming | |
| CN204756189U (en) | PE pipe material is used in feedwater of high elongation at break | |
| CN211118054U (en) | Special pipe for electric heating concentration tank cover | |
| CN205013853U (en) | High strength cleans connection structure that lays of heat -preservation type feed pipe | |
| CN202792552U (en) | Acid-base liquid heater support | |
| CN202465898U (en) | Electrolytic cell facet steel grating heat dissipation structure | |
| CN204190313U (en) | A kind of bus groove case efficiently | |
| CN103741166A (en) | Electrolytic cell | |
| CN102466401A (en) | Suspended roof structure of arched roof of reverberating furnace | |
| CN203681860U (en) | Elastic suspension supporting structure of exhaust pipe | |
| CN203824089U (en) | Air heating pipe for high-speed train water tank |