RU2667144C2 - New method and device for anode coating in aluminum electrolyser - Google Patents
New method and device for anode coating in aluminum electrolyser Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667144C2 RU2667144C2 RU2016133428A RU2016133428A RU2667144C2 RU 2667144 C2 RU2667144 C2 RU 2667144C2 RU 2016133428 A RU2016133428 A RU 2016133428A RU 2016133428 A RU2016133428 A RU 2016133428A RU 2667144 C2 RU2667144 C2 RU 2667144C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- covering
- covering device
- aluminum
- new
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 7
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 10
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 2
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
- C25C3/10—External supporting frames or structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
- C25C3/12—Anodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение касается области электролитических методов получения алюминия и относится к способу укрывания анода для снижения электрического напряжения в алюминиевом электролизере, которое применяют при производстве и эксплуатации.The present invention relates to the field of electrolytic methods for producing aluminum and relates to a method for covering the anode to reduce voltage in an aluminum electrolyzer, which is used in the production and operation.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Ключом для реализации энергосбережения, снижения потребления энергии и снижения выбросов в электролитическом производстве алюминия является повышение технического уровня оборудования электролиза алюминия в производстве и эксплуатации. В существующем электролитическом производстве алюминия падение напряжения на слое анодных пузырьков составляет примерно 0,25 В, тогда как перенапряжение анодной концентрации и перенапряжение поверхности анода составляют примерно 0,55 В. Все эти три значения напряжения относятся к слою пузырьков под подошвой анода. Поэтому, если бы анодные пузырьки могли быть выпущены организованным образом, то была бы непосредственно снижена толщина слоя пузырьков, и, в свою очередь, падение напряжения на пузырьках и анодное перенапряжение могли бы понизиться, с достижением тем самым эффектов энергосбережения.The key to implementing energy conservation, reducing energy consumption and reducing emissions in the aluminum electrolytic production is to increase the technical level of aluminum electrolysis equipment in production and operation. In the existing electrolytic production of aluminum, the voltage drop across the layer of anode bubbles is approximately 0.25 V, while the overvoltage of the anode concentration and the overvoltage of the anode surface are approximately 0.55 V. All three of these voltage values refer to the layer of bubbles under the base of the anode. Therefore, if the anode bubbles could be released in an organized manner, the layer thickness of the bubbles would be directly reduced, and, in turn, the voltage drop across the bubbles and the anode overvoltage could decrease, thereby achieving energy-saving effects.
В дополнение, при производстве и эксплуатации существующего алюминиевого электролизера, как показано на фигуре 1, состав слоя засыпающего анод материала (засыпки) соответствует смешанному материалу из частиц электролита и частиц оксида алюминия с различными гранулометрическими составами. Слой засыпочного материала предназначен в первую очередь для термоизоляции и предотвращения окисления на поверхности анода. Засыпочный материал в основном насыпают за счет добавления с помощью мостового крана и путем ручной обмуровки.In addition, in the manufacture and operation of an existing aluminum electrolytic cell, as shown in FIG. 1, the composition of a layer of a material falling asleep anode (filling) corresponds to a mixed material of electrolyte particles and aluminum oxide particles with different particle size distributions. The backfill layer is primarily intended for thermal insulation and to prevent oxidation on the surface of the anode. Backfill material is mainly poured by adding using a bridge crane and by manually lining it.
На современных этапах электролитического производства замена анода почти стала необходимой для каждого электролизера ежедневной операцией, притом, что она занимает примерно 30 минут от приготовления к замене анода до добавления засыпочного материала в нужные места. В ходе замены анода существуют несколько этапов, таких как: сгребание разрыхленного засыпочного материала на поверхности анода перед приготовлением к замене старого анода, добавление засыпочного материала на новый анод и т.п.At the modern stages of electrolytic production, replacing the anode has almost become a daily operation necessary for each cell, despite the fact that it takes about 30 minutes from preparation to replacing the anode to adding backfill material to the required places. During the replacement of the anode, there are several stages, such as: raking the loose loose backfill material on the surface of the anode before preparing to replace the old anode, adding backfill material to the new anode, etc.
При этом производство и эксплуатация электролизеров все в большей мере требует точного управления. Что касается добавления анодной засыпки, то у каждого завода есть соответственно предписанная доля каждого компонента, требования по диаметру частиц, контролю за толщиной и т.п. засыпочного материала. Однако, привнесение большего количества ручных работ усложняет практическое внедрение процессов с точки зрения контроля и реализации количественных критериев. Становится сложно стандартизировать характеристики, проявляющиеся в каждом электролизере на каждом рабочем участке и в каждой области.At the same time, the production and operation of electrolyzers increasingly requires precise control. As for the addition of anode filling, each plant has a correspondingly prescribed share of each component, requirements for particle diameter, thickness control, etc. backfill material. However, the introduction of more manual work complicates the practical implementation of processes in terms of monitoring and implementing quantitative criteria. It becomes difficult to standardize the characteristics that are manifested in each cell at each work site and in each area.
Проблемы, существующие при современной анодной засыпке, можно подразделить на две части следующим образом:The problems that exist with modern anode filling can be divided into two parts as follows:
Первая часть: засыпочный материал поверх ванныFirst part: filling material over the bath
1) Неравномерность толщины и состава: нанесение современного засыпочного материала полностью контролируется операторами, что приводит к неравномерности толщины засыпочного материала. При этом сложно гарантировать равномерность толщины слоя засыпки, что приводит к относительно плохой однородности теплоизоляции.1) The unevenness of the thickness and composition: the application of modern backfill material is completely controlled by the operators, which leads to an uneven thickness of the backfill material. It is difficult to guarantee uniformity of the thickness of the backfill layer, which leads to a relatively poor uniformity of thermal insulation.
2) Неоднородность засыпки и плохая однородность теплоизоляции и стойкости к окислению анода, которые вызваны разницей в текучести (сыпучести) компонентов: первичные компоненты существующего засыпочного материала представляют собой частицы электролита и порошок оксида алюминия, а требования по частицам и компонентам на каждом заводе отличаются от тех, которые приняты на другом заводе. Текучесть порошкового материала относительно лучше, но он склонен к неблагоприятным ситуациям, таким как окисление анода, закупоривание отверстия для подачи материала, воспламенение отверстий и т.п.2) The heterogeneity of the backfill and poor uniformity of thermal insulation and oxidation resistance of the anode, which are caused by the difference in the fluidity (flowability) of the components: the primary components of the existing backfill material are electrolyte particles and aluminum oxide powder, and the requirements for particles and components at each plant are different from those that are taken at another factory. The fluidity of the powder material is relatively better, but it is prone to adverse situations, such as oxidation of the anode, clogging of the material supply opening, ignition of the holes, and the like.
3) Трудозатраты и время выполнения операций по разрушению корки мостовым краном: поскольку корка из засыпочного материала на остаточном аноде очень жесткая, перед вытаскиванием анода необходимо разрушение корки вдоль краев остаточного анода многофункциональным мостовым краном, причем на разрушение корки требуется 5-10 минут. Разрушение корки становится одним из нескольких основных действий по замене анода и занимает рабочее время мостового крана.3) Labor costs and time of crust destruction by a bridge crane: since the crust from the backfill material on the residual anode is very rigid, before pulling out the anode, crust destruction along the edges of the residual anode with a multi-function bridge crane is required, and crust destruction takes 5-10 minutes. The destruction of the crust becomes one of several basic actions for replacing the anode and takes the working time of the bridge crane.
4) Удаление комков и порошка в ходе замены анода приводит к флуктуации в электролизере: замена анода - это операция, которая оказывает наибольшее воздействие на стабильность электролизера. В дополнение к влиянию, оказываемому задаваемыми значениями высоты анода, осколки корки и порошковый материал оксида алюминия часто падают при замене анода в жидкий электролит, что также является одной из главных причин флуктуаций в условиях работы ванны электролизера и флуктуаций напряжения, приводящих к потерям электропотребления. Кроме того, после нажатия кнопки для замены анода, система управления будет подавать материалы и продолжать обработку несколько раз в целях предотвращения возникновения каких-либо эффектов в переменнотоковом процессе. Часть подаваемого таким образом оксида алюминия и засыпочного материала, упавшего в ванну, также приведет к возникновению осадков, что делает условия работы электролизной ванны нестабильными и укорачивает срок службы ванны.4) Removing lumps and powder during the replacement of the anode leads to fluctuations in the cell: replacing the anode is the operation that has the greatest impact on the stability of the cell. In addition to the influence exerted by the specified values of the anode height, crust fragments and alumina powder material often fall when replacing the anode with liquid electrolyte, which is also one of the main causes of fluctuations in the conditions of operation of the electrolytic cell and voltage fluctuations, leading to loss of power consumption. In addition, after pressing the button to replace the anode, the control system will feed the materials and continue processing several times in order to prevent the occurrence of any effects in the alternating current process. Part of the alumina fed in this way and the backfill material that has fallen into the bath will also lead to precipitation, which makes the working conditions of the electrolysis bath unstable and shortens the life of the bath.
5) Потери в ходе охлаждения засыпочного материала на остаточном аноде и в ходе нагрева засыпочного материала на новом аноде: шлаковая корка засыпочного материала на замененном остаточном аноде имеет температуру 500-800°C и может быть переработана только после естественного охлаждения, что приводит к значительным потерям тепла. Более того, добавленный новый засыпочный материал также должен быть подогрет, что также приводит к огромным потерям энергии.5) Losses during cooling of the backfill material on the residual anode and during heating of the backfill material on the new anode: the slag crust of the backfill material on the replaced residual anode has a temperature of 500-800 ° C and can only be processed after free cooling, which leads to significant losses heat. Moreover, the added new backfill material must also be warmed up, which also leads to huge energy losses.
Вторая часть: система рециркуляции засыпочного материалаSecond Part: Bulk Material Recycling System
1) Капиталовложения и эксплуатационные расходы на систему подачи и дозировки засыпочного материала: в технологической схеме электролитических конструкций архитектура рециркуляции засыпающего анод материала представляет собой систему, которая является вторичной только в отношении системы транспортировки оксида алюминия. Для того чтобы поддерживать циркуляцию засыпочного материала, необходимо сконфигурировать: систему транспортировки свежего оксида алюминия и систему добавления материалов мостовым краном, систему измельчения и транспортировки порошка электролита, систему измельчения и транспортировки осколочного материала из различных частиц электролита, склад для хранения шлаковых корок и осколков, а также склад для хранения засыпочного материала в цеху и т.д. Таким образом, с одной стороны, затраты на строительство и капиталовложения будут повышенными, а, с другой стороны, необходимы значительные расходы на поддержание функционирования систем.1) Capital investment and operating costs for the feed and dosage system of backfill material: in the technological scheme of electrolytic structures, the architecture for recycling the backfill material anode is a system that is secondary only to the aluminum oxide transportation system. In order to maintain the circulation of backfill material, it is necessary to configure: a system for transporting fresh aluminum oxide and a system for adding materials with an overhead crane, a system for grinding and transporting electrolyte powder, a system for grinding and transporting fragment material from various electrolyte particles, a warehouse for storing slag crusts and fragments, and also a warehouse for storing backfill material in the workshop, etc. Thus, on the one hand, construction and investment costs will be increased, and, on the other hand, significant costs are required to maintain the functioning of the systems.
2) Систематическое накопление засыпочного материала: засыпочный материал в системе рециркуляции происходит из шлаковых корок и осколков остаточных анодов, осколков электролита в электролизере, шлаковых корок и осколков в ковшах, грязного материала из оксида алюминия и т.п. Со старением электролизной серии объем материала в такой архитектуре может повыситься до неожиданного порядка величины. Если взять электролизную серию, которая проработала 15 лет и обладает производительностью, например, в триста тысяч тонн, накопленный объем засыпочного материала будет составлять до ста тысяч тонн. Шлаковые корки на предприятии будут ссыпаться наподобие горы, шокируя взгляд, и существует лишь немного способов устранения этих накоплений, становящихся большой проблемой на местных и зарубежных электролизных предприятиях. Эти накопленные материалы в значительной части происходят из засыпающего анод материала, а также будут главным образом заканчиваться засыпающим анод материалом, что вызывает увеличение технологической нагрузки по рециркуляции материалов, повышая затраты на переработку, и, тем не менее, эта часть материала также повышает застой и бесполезный расход капитала.2) Systematic accumulation of backfill material: backfill material in the recirculation system comes from slag crusts and fragments of residual anodes, electrolyte fragments in the electrolyzer, slag crusts and fragments in buckets, dirty alumina material, etc. With the aging of the electrolysis series, the volume of material in such an architecture can increase to an unexpected order of magnitude. If we take the electrolysis series, which has worked for 15 years and has a capacity of, for example, three hundred thousand tons, the accumulated volume of backfill material will be up to one hundred thousand tons. Slag crusts at the plant will be poured like a mountain, shocking the eyes, and there are only few ways to eliminate these accumulations, which become a big problem at local and foreign electrolysis plants. To a large extent, these accumulated materials come from a material falling asleep anode, and will also mainly end with material falling asleep, which causes an increase in the processing load for recycling materials, increasing processing costs, and yet this part of the material also increases stagnation and useless capital expenditure.
3) Засыпочный материал подвержен загрязнению при рециркуляции, что, в свою очередь, приводит к ухудшению качества электролита и первичного алюминия: в ходе транспортировки, измельчения, дозировании и загрузки при архитектуре для засыпочного материала становится крайне простым попадание неизвестных материалов, такие как кусочки железа, инструменты, куски грязи, остаточные куски SiC и т.п. Упомянутые неизвестные материалы вернутся в электролизер после переработки, вызывая беспорядочное появление нежелательных компонентов, таких как Ca, Si, Mg, Fe и т.п., в электролите и первичном алюминии и, таким образом, оказывая влияние на электрохимические реакции и понижая качество первичного алюминия.3) The backfill material is subject to contamination during recycling, which, in turn, leads to a deterioration in the quality of the electrolyte and primary aluminum: during transportation, grinding, dosing and loading in the architecture for backfill material it becomes extremely simple to hit unknown materials, such as pieces of iron, tools, chunks of dirt, residual chunks of SiC, etc. Mentioned unknown materials will be returned to the electrolyzer after processing, causing a random appearance of undesirable components, such as Ca, Si, Mg, Fe, etc., in the electrolyte and primary aluminum and, thus, affecting the electrochemical reactions and lowering the quality of the primary aluminum .
Краткая сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение предусматривает новые способ и устройство для укрывания (или, иными словами, покрывания, накрывания, закрывания) анода в алюминиевом электролизере, которые, исходя из обеспечения засыпочного материала, который образован смешиванием оксида алюминия и электролита для поддержания существующей функции теплоизоляции и антиокисления, могут снизить капиталовложения в строительство и эксплуатационные расходы на построение систем, таких как системы измельчения, транспортировки, добавления современного засыпочного материала и т.п.; могут снизить трудозатраты и время на операции обслуживания, такие как разрушение корки, обмуровка, разравнивание и т.п., при производстве современного засыпочного материала; могут снизить затраты на переработку при рециркуляции засыпочного материала и застой капитала на сырьевые материалы; при этом позволяют выпускать анодные пузырьки организованным образом, тем самым понижая непосредственно толщину слоя пузырьков и, в свою очередь, понижая падение напряжения на пузырьках и анодное перенапряжение с тем, чтобы сэкономить энергию; повышают степень рециркуляции теплоты, поскольку укрывающее анод устройство с высокой температурой на остаточном аноде может быть непосредственно использовано на новом аноде, снижая потери тепла с обеспечением возможности предварительного нагрева нового анода.The present invention provides a new method and device for covering (or, in other words, covering, covering, closing) the anode in an aluminum electrolyzer, which, based on the provision of backfill material, which is formed by mixing aluminum oxide and electrolyte to maintain the existing function of thermal insulation and antioxidation, can reduce investment in construction and operating costs for the construction of systems, such as grinding, transportation, adding a modern backfill rial, etc .; can reduce labor costs and time for maintenance operations, such as crust breaking, bricking, leveling, etc., in the production of modern backfill material; can reduce processing costs during the recycling of bulk material and stagnation of capital for raw materials; at the same time, they allow the release of the anode bubbles in an organized manner, thereby directly lowering the thickness of the layer of bubbles and, in turn, lowering the voltage drop across the bubbles and the anode overvoltage in order to save energy; increase the degree of heat recirculation, since the high temperature anode-covering device on the residual anode can be directly used on the new anode, reducing heat loss with the possibility of preheating a new anode.
Описание чертежейDescription of drawings
Фигура 1 представляет собой схематичное изображение, иллюстрирующее слой современной засыпки, который выполнен путем смешивания оксида алюминия и электролита;Figure 1 is a schematic illustration illustrating a layer of modern backfill, which is made by mixing aluminum oxide and electrolyte;
Фигура 2 представляет собой схематичное изображение, иллюстрирующее приспособление для укрывания анода в алюминиевом электролизере;Figure 2 is a schematic illustration illustrating a device for covering the anode in an aluminum electrolytic cell;
Фигура 3 представляет собой схему строения, иллюстрирующую новое устройство для укрывания анода в алюминиевом электролизере;Figure 3 is a structural diagram illustrating a new device for covering the anode in an aluminum electrolytic cell;
Фигура 4 представляет собой схематичное изображение, иллюстрирующее устройство для укрывания анода во всей электролизной ванне;Figure 4 is a schematic illustration illustrating a device for covering the anode in an entire electrolysis bath;
Фигура 5 представляет собой схематичное изображение, иллюстрирующее заменяющую платформу для нового укрывающего анод устройства, используемого в алюминиевом электролизере.5 is a schematic view illustrating a replacement platform for a new anode covering device used in an aluminum electrolysis cell.
Подробное описание вариантов воплощенияDetailed Description of Embodiments
Как показано на фигуре 2, настоящее изобретение состоит в том, что: приспособление для укрывания анода составлено из трех частей, которые, двигаясь вверх от верхней стороны анода, представляют собой антиокислительный слой (6) на аноде, новое устройство для укрывания анода или, иными словами, укрывающее анод устройство (1), и антиокислительный слой (7) в зазоре.As shown in figure 2, the present invention consists in that: the device for covering the anode is composed of three parts, which, moving up from the upper side of the anode, are an antioxidant layer (6) on the anode, a new device for covering the anode or, in other in words, the anode-covering device (1), and the antioxidant layer (7) in the gap.
Кроме того, как показано укрывающим анод приспособлением на фигуре 2 и укрывающим анод устройством для всей ванны на фигуре 4, в областях над «неанодными» областями в электролизере, т.е. на боковой стороне и торце электролизной ванны, установлены укрывающее устройство (2) для торца ванны и укрывающее устройство (3) для боковой стороны ванны, составляющие систему укрывания, которая покрывает полностью весь электролизер и тем самым обеспечивает теплоизоляционную и антиокислительную функцию укрывающего устройства.In addition, as shown by the anode-covering device in FIG. 2 and the anode-covering device for the entire bath in FIG. 4, in areas above the “non-anode” areas in the cell, i.e. on the side and end of the electrolysis bath, a covering device (2) for the end of the bath and a covering device (3) for the side of the bath are installed, constituting a shelter system that covers the entire electrolyzer and thereby provides a heat-insulating and antioxidant function of the covering device.
В частности, укрывающее анод устройство (1) образовано из стенки (9) полости, которая устойчива к коррозии и высокой температуре, и полости (10), как показано на фигуре 3. Стенка (9) полости может свободно открываться, позволяя вводить или извлекать теплоизоляционный материал в/из полости (10); на устройстве (1) выполнены вентиляционные каналы (8) для направления потока, причем вентиляционный канал (8) проходит насквозь от низа до верха укрывающего анод устройства (1) и может быть установлен в виде множества групп на укрывающем анод устройстве (1); на стенке (9) полости может быть установлено вытяжное кольцо (11) для облегчения установки, демонтажа (разборки) и перемещения укрывающего анод устройства (1) с использованием инструментов.In particular, the anode-covering device (1) is formed from a wall (9) of the cavity, which is resistant to corrosion and high temperature, and the cavity (10), as shown in FIG. 3. The wall (9) of the cavity can freely open, allowing insertion or removal thermal insulation material to / from the cavity (10); ventilation channels (8) are made on the device (1) to direct the flow, the ventilation channel (8) passing through from the bottom to the top of the anode covering device (1) and can be installed in the form of many groups on the anode covering device (1); an exhaust ring (11) can be installed on the cavity wall (9) to facilitate installation, dismantling (disassembly) and movement of the anode covering device (1) using tools.
Укрывающее устройство, расположенное на месте разрушения корки и подачи материала оксида алюминия и расположенное на выпуске алюминия, снабжено отверстием для того, чтобы гарантировать успешное осуществление таких операций, как разрушение корки, подача материала и выливка алюминия.A cover device located at the site of crust breaking and feeding alumina material and located at the aluminum outlet is provided with an opening to ensure successful operations such as crushing, feeding and casting of aluminum.
Настоящее изобретение предполагает, что на укрывающем анод устройстве (1) выполнены вентиляционные каналы (8), причем вентиляционный канал (8) проходит насквозь от низа до верха укрывающего анод устройства (1) и может быть установлен в виде множества групп на укрывающем анод устройстве (1). Выполнение вентиляционных каналов (8) позволяет организованно выпускать пузырьки в электролизере, что выгодно для снижения омического падения напряжения на анодных пузырьках и анодного перенапряжения в электролизере, при снижении флуктуаций жидкого алюминия и повышении стабильности электролизера.The present invention assumes that ventilation channels (8) are provided on the anode covering device (1), and the ventilation channel (8) passes through from the bottom to the top of the anode covering device (1) and can be installed in the form of many groups on the anode covering device ( one). The implementation of the ventilation channels (8) allows for the organized release of bubbles in the cell, which is beneficial for reducing the ohmic voltage drop on the anode bubbles and anode overvoltage in the cell, while reducing fluctuations of liquid aluminum and increasing the stability of the cell.
Более того, настоящее изобретение также позволяет устанавливать заменяющую платформу для замены укрывающего анод устройства, которая позволяет быстро осуществить демонтаж высокотемпературного укрывающего анод устройства на остаточном аноде, а затем установку его непосредственно (прямо, сразу) на новый анод. Заменяющая платформа обладает такими характеристиками, как безопасность, экологичность, простота в эксплуатации и т.п.Moreover, the present invention also allows the installation of a replacement platform for replacing the device covering the anode, which allows you to quickly dismantle the high-temperature device covering the anode on the residual anode, and then installing it directly (directly, immediately) on a new anode. The replacement platform has such characteristics as safety, environmental friendliness, ease of operation, etc.
В частности, как показано на фигуре 5, платформа для замены укрывающего анод устройства включает в себя поддон (12) для размещения анодов и манипулятор (13) для демонтажа и установки укрывающего анод устройства. В поддоне (12) для размещения анодов можно разместить по меньшей мере два комплекта анодов.In particular, as shown in figure 5, the platform for replacing the covering anode of the device includes a tray (12) for placing the anodes and a manipulator (13) for dismantling and installing the covering anode of the device. At least two sets of anodes can be placed in the pallet (12) for accommodating the anodes.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения новый способ укрывания анода, используемый в алюминиевом электролизере, включает в себя осуществление следующих этапов:According to another aspect of the present invention, a new method for covering the anode used in an aluminum electrolysis cell includes the following steps:
1) насыпание одного слоя порошка оксида алюминия на новый заменяющий анод, с толщиной 1-3 см;1) pouring one layer of alumina powder onto a new replacement anode, with a thickness of 1-3 cm;
2) размещение укрывающего анод устройства (1) на слое оксида алюминия;2) placing anode covering device (1) on an alumina layer;
3) заполнение зазора между стальными лапами и зазора между укрывающими анод устройствами порошком оксида алюминия;3) filling the gap between the steel legs and the gap between the anode covering devices with aluminum oxide powder;
4) вытягивание остаточного анода мостовым краном (без таких операций, как разрушение корки, удаление шлака и захват осколков и т.д.), транспортировку нового анода краном и его установку на место, заполнение зазора между укрывающими анод устройствами небольшим количеством порошка оксида алюминия (без таких операций, как разравнивание, обмуровка, добавление засыпочного материала и т.п.), после чего замена анода завершена.4) pulling the residual anode with a bridge crane (without operations such as crushing, removing slag and picking up fragments, etc.), transporting the new anode with a crane and putting it in place, filling the gap between the anode-covering devices with a small amount of aluminum oxide powder ( without such operations as leveling, lining, adding backfill material, etc.), after which the anode replacement is completed.
Предусмотренные настоящим изобретением новые способ и устройство для укрывания анода в алюминиевом электролизере, которые, исходя из обеспечения современного засыпочного материала, выполненного путем смешивания оксида алюминия и электролита для поддержания функции теплоизоляции и антиокисления, обеспечивают возможность выпуска анодных пузырьков организованным образом и позволяют снизить капиталовложения в строительство и эксплуатационные расходы на построение таких систем, как системы измельчения, транспортировки, добавления современного засыпочного материала и т.п.; позволяют снизить трудозатраты и время на операции обслуживания, такие как разрушение корки, обмуровка, разравнивание и т.п., при производстве современного засыпочного материала; и позволяют снизить затраты на переработку при рециркуляции засыпочного материала и застой капитала на сырьевые материалы.Provided by the present invention, a new method and device for covering the anode in an aluminum electrolysis cell, which, based on the provision of modern backfill material, made by mixing aluminum oxide and electrolyte to maintain the function of thermal insulation and antioxidation, provide the possibility of releasing anode bubbles in an organized manner and can reduce investment in construction and operating costs for the construction of systems such as grinding, transportation, adding temporary backfill material, etc .; reduce labor costs and time for maintenance operations, such as crust breaking, bricking, leveling, etc., in the production of modern backfill material; and can reduce the cost of processing during the recycling of bulk material and stagnation of capital for raw materials.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133428A RU2667144C2 (en) | 2016-08-15 | 2016-08-15 | New method and device for anode coating in aluminum electrolyser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016133428A RU2667144C2 (en) | 2016-08-15 | 2016-08-15 | New method and device for anode coating in aluminum electrolyser |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016133428A RU2016133428A (en) | 2018-02-22 |
| RU2016133428A3 RU2016133428A3 (en) | 2018-07-24 |
| RU2667144C2 true RU2667144C2 (en) | 2018-09-17 |
Family
ID=61258708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016133428A RU2667144C2 (en) | 2016-08-15 | 2016-08-15 | New method and device for anode coating in aluminum electrolyser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667144C2 (en) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1258881A1 (en) * | 1985-05-22 | 1986-09-23 | Всесоюзный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Shelter of aluminium electrolyzer with prebaked anodes |
| SU1337441A1 (en) * | 1985-12-30 | 1987-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Shelter of aluminium electrolyzer with prebaked anodes |
| RU2201475C2 (en) * | 1999-11-02 | 2003-03-27 | Фав Хайпьюрал Гмбх | Device for production of high-purity aluminum |
| US20050194249A1 (en) * | 2002-10-14 | 2005-09-08 | Aluminum Pechiney | Electrolytic cell leak limiter |
| CN201037154Y (en) * | 2007-05-31 | 2008-03-19 | 中国铝业股份有限公司 | Oxidation resistance anode |
| RU2385974C2 (en) * | 2007-10-19 | 2010-04-10 | РУСАЛ АйПи ХОЛДИНГ ЛИМИТЕД | Cover of aluminium electrolyser with burnt anodes |
| CN202369661U (en) * | 2011-12-14 | 2012-08-08 | 中铝国际技术发展有限公司 | Mulch box for aluminum electrolytic bath covering prebaked anode |
| CN103160860A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 中铝国际技术发展有限公司 | Method for covering prebaked anodes in aluminum electrolyzer |
| CN203320148U (en) * | 2013-06-17 | 2013-12-04 | 湖南中大冶金设计有限公司 | Anode for aluminum electrolysis |
-
2016
- 2016-08-15 RU RU2016133428A patent/RU2667144C2/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1258881A1 (en) * | 1985-05-22 | 1986-09-23 | Всесоюзный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Shelter of aluminium electrolyzer with prebaked anodes |
| SU1337441A1 (en) * | 1985-12-30 | 1987-09-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности | Shelter of aluminium electrolyzer with prebaked anodes |
| RU2201475C2 (en) * | 1999-11-02 | 2003-03-27 | Фав Хайпьюрал Гмбх | Device for production of high-purity aluminum |
| US20050194249A1 (en) * | 2002-10-14 | 2005-09-08 | Aluminum Pechiney | Electrolytic cell leak limiter |
| CN201037154Y (en) * | 2007-05-31 | 2008-03-19 | 中国铝业股份有限公司 | Oxidation resistance anode |
| RU2385974C2 (en) * | 2007-10-19 | 2010-04-10 | РУСАЛ АйПи ХОЛДИНГ ЛИМИТЕД | Cover of aluminium electrolyser with burnt anodes |
| CN202369661U (en) * | 2011-12-14 | 2012-08-08 | 中铝国际技术发展有限公司 | Mulch box for aluminum electrolytic bath covering prebaked anode |
| CN103160860A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-19 | 中铝国际技术发展有限公司 | Method for covering prebaked anodes in aluminum electrolyzer |
| CN203320148U (en) * | 2013-06-17 | 2013-12-04 | 湖南中大冶金设计有限公司 | Anode for aluminum electrolysis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016133428A (en) | 2018-02-22 |
| RU2016133428A3 (en) | 2018-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2041975C1 (en) | Electrolyzer for obtaining of aluminium and method for producing aluminium by means of electrolyzer | |
| CN106435645B (en) | A kind of integrally formed aluminium cell anode composite coating and method | |
| DE102010002523B4 (en) | Steel production facility | |
| CN105332004A (en) | Online repair method for local damage of aluminum electrolytic cell cathode | |
| Buzunov et al. | The First Results of the Indus Trial Application of the Ecosøderberg Technology at the Krasnoyarsk Aluminum Smelter | |
| CN107287622A (en) | A kind of Prebaked Anode In Aluminium Cell heat-insulation layer construction process method | |
| CN206109556U (en) | Integrated forming's aluminium cell positive pole composite coating | |
| CN109503184A (en) | A kind of dry type high temperature resistant gainster and the preparation method and application thereof | |
| CN103350221A (en) | Method for maintaining and building 320-ton torpedo ladle cone working layer | |
| RU2667144C2 (en) | New method and device for anode coating in aluminum electrolyser | |
| CN109400192A (en) | Utilize the method for waste magnesia carbon brick production refining ladle liner magnesia carbon brick | |
| CN104313210A (en) | Grid processing technology for treating metallurgical slag | |
| CN104131314B (en) | A kind of fabrication and installation method of anode protection ring | |
| CN107245728A (en) | A kind of anode carbon block top heat-insulation layer configuration structure | |
| CN116253309A (en) | Treatment method for comprehensively utilizing carbon tailings | |
| CN108166017A (en) | A kind of pre-calcining electrolytic cell production technology | |
| CN105239096A (en) | Seamless-connection baking starting method for large prebaked aluminum electrolysis cell | |
| NO163280B (en) | Silicon carbide PLANT. | |
| Martynov et al. | Improving the management process of the carbothermic reduction of metallurgical silicon | |
| Buandra | Optimization of metal tapping cycle operation at INALUM | |
| CN111020636A (en) | Roasting starting charging method for 500KA aluminum electrolytic cell | |
| CN111041526A (en) | 500KA electrolytic tank anode heat preservation covering material and preparation method thereof | |
| CN109047274A (en) | A kind of method for innocent treatment of the useless carbon slag of aluminium electroloysis | |
| Cooke et al. | Use of TiB2 cathode material: demonstrated energy conservation in VSS cells | |
| CN102995058A (en) | Method for paving roasting medium in aluminum electrolysis cell and method for roasting lining |