SU1079699A1

SU1079699A1 - Cathode casing of aluminium electrolytic cell

Info

Publication number: SU1079699A1
Application number: SU823480706A
Authority: SU
Inventors: Михаил Константинович Кулеш; Александр Александрович Дмитриев; Виктор Федорович Аносов; Валерий Николаевич Ратманов; Евгений Николаевич Максютов
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1984-03-15

Abstract

КАТОДНЫЙ КОЖУХ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА, включающий металлический футерованный кожух с наружной теплоизол цией днища , отличающийс тем, что, с целью повышени выхода по току и снижени расхода электроэнергии, наружна теплоизол ци днища выполнена из центрального и периферийного слоев, площадь центрального сло составл ет 0,5-О,8 площади днища, а термическое сопротивление центрального с сло на О,1-0,6 С/ккап ниже термического сопротивлени периферий « ного сло . W CZ 4j со О5 ;о хThe cathode shell of an aluminum electrolysis machine, comprising a metal lined casing with external thermal insulation of the bottom, characterized in that, in order to increase the current output and reduce power consumption, the external thermal insulation of the bottom is made of a central and peripheral layer, the central layer is 0.5 -O, 8 of the bottom area, and the thermal resistance of the central layer from the O layer, 1-0.6 C / kcap, is lower than the thermal resistance of the periphery of the layer. W CZ 4j with O5; o x

Description

Изобрегение относитс к овегной мегаллургии, в часгносги к получению алюмини электролиэс К1жопигоглиноземного расплава в алюминиевых элект ропизерах.Известен металлический катодный кожух алюминиевсго электролизера, на днише которого размешешл попые коробчатые секции, соединенные с магис рал ми дл подачи воздуха Llj .The image refers to a mega-metallurgy, in particular for the production of aluminum electrolytic K1fogpogogoluminomny melt in aluminum electrolyzers. The metal cathode casing of the aluminum electrolyzer is known, on the bottom of which the bottom sections of the box connected to the array of the electrolyzer are known, connected to the array of electrolytic cells, on the bottom of which there are box sections, connected to the core, connected to the array of electrolytic cells, on the bottom of which the bottom sections of the box connected to the generator of the electrolyzer are known, connected to the core of the electrolytic cell, on the bottom of which the bottom sections of the box connected to the generator of the electrolyzer are known.

Недостатками такого кожуха вл ютс сложность в эксплуатации и ненадежна работа системы воздушного охлаждени .The disadvantages of such a casing are the difficulty of operation and the unreliable operation of the air cooling system.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс катодный кожух алюминиевого электролизера, включак щий металлический футерованный кожух с наружной теплоизол цией днища изThe closest to the proposed technical essence and the achieved result is the cathode casing of the aluminum electrolysis cell, including a metal lined casing with an external thermal insulation of the bottom of

центрального и периферийного слоев.central and peripheral layers.

Теплоизол ци выполнена в виде сталных коробок двух видов, которые образуют две замкнутые, не сообщающиес между собой полости - центральную и периферийную. В обе полости нагнетаетс воэдух дл регулировани теплосъема с днища С .Thermal insulation is made in the form of steel boxes of two types, which form two closed, non-communicating cavities - the central and peripheral. Air is pumped into both cavities to regulate heat removal from the bottom C.

Однако этот электролизер характеризуетс сложностью монтажа, обслуживани и неустойчивой работой устройствHowever, this electrolyzer is characterized by complexity of installation, maintenance and unstable operation of devices.

Кроме того, при небольшом 1герми - ческом сопротивлении наружной теплоизол ции подова настыль занимает значительную площадь подины под анодс , в ванне содержитс много глиноземисто осадка, коржей.In addition, with a small thermal resistance of the external thermal insulation, the subfloor occupies a considerable area of the bottom of the anode, the bath contains a lot of alumina sludge, cake layers.

Известные технические решени не обеспечивают теплосъем с днища, при котором настыль покрывает подану лишь в зоне расположенной между вертикальными гран ми анода и бортовыми спинками катода.The known technical solutions do not provide heat removal from the bottom, in which the overburden covers the bedding only in the zone located between the vertical edges of the anode and the side cathode backs.

Цель изобретени - повышение выхода по току и снижение расхода электр энергии . I . .The purpose of the invention is to increase the current efficiency and reduce the consumption of electric energy. I. .

Поставленна цель достигаетс тем,The goal is achieved by

что в катодном кожухе алкминиевого электролизера, включающем металлический футерованный кожух с наружной теп лоизол цией днища, наружна теш10И31 л ци днища выполнена из центрального и пе1жферийного слоев, причем плошадь центрального сло составл ет 0,5-О,8 площади днища, а термическое сопротивление Центрального сло на (Т,1 0 ,6 - С/ккал ниже термическгатЭ сопротивлени периферийного сло .that in the cathode casing of the alcuminic electrolyzer, which includes a metal lined casing with external heat insulation of the bottom, the external thermoconductor is made of a central and peripheral layer, and the central layer is 0.5-O, 8 of the bottom area, and the thermal resistance of the central layer (T, 1 0, 6 - C / kcal below the thermal resistance of the peripheral layer.

Изменение отношени площади центрального наружного теплоизол ционного сло к площади днища необходимо в св зи с пропиткой футеровочных материалов и увеличением теплопотерь катодом в зависимости от длительности эксплуатации электролизера. Через полгода после пуска электролизера отношение площадей устанавливают равным 0,8.A change in the ratio of the area of the central outer heat insulating layer to the area of the bottom is necessary in connection with the impregnation of lining materials and an increase in heat loss by the cathode depending on the duration of operation of the electrolyzer. Six months after the start of the electrolyzer, the ratio of the areas is set equal to 0.8.

При отношении более 0,8 ширина подовой настыли чрезмерно велика, в результате этого значительна часть подны под анодом покрыта настылью, глиноземистым осадком, коржами. АН ьмальные размеры настыли привод т к дестабилизации технологического режима и снижению выхода по току.With a ratio of more than 0.8, the width of the hearth nastily is excessively large, as a result of which a significant part of the bottom under the anode is covered with an overgrown, alumina sludge, and cake layers. Annequal dimensions accrued lead to destabilization of the technological mode and a decrease in current efficiency.

Затем с увеличением срока службы измен ют отношение площадей и устанавливают его равным 0,5 через 3,5-4,0 г после пуска электролизера.Then, with an increase in the service life, the area ratio is changed and is set to 0.5 through 3.5-4.0 g after the start of the electrolyzer.

При отношении площади поверхности центрального теплоизол ционного сло к площади днища менее 0,5 ширина подовой настыли, т.е. рассто ние от кромки настыли до бортовых блоков,будет меньше допустимой величины (меньше расст ни между анодом и бортовыми стенками катода), что приводит к работе электролизера в борта, снижению выхода по току и преждевременному разрушению футеровки.When the ratio of the surface area of the central heat insulating layer to the bottom area is less than 0.5, the width of the hearth bedding, i.e. the distance from the nastily edge to the side units will be less than the permissible value (less than the distance between the anode and the side walls of the cathode), which leads to the operation of the electrolyzer in the boards, a decrease in current efficiency and premature destruction of the lining.

Предлагаема наружна теплоизол ци не подвержена пропитке компонентами расплава. Крс ле того, периферийный теплоизол ционный слой периодически (не Менее 3-4 раза все врем эксплуатации электролизера) наращивают, что позвол ет стабилизировать суммар- . ные теплопотери катодным кожухом, которые на электролизерах с известными конструктивными решени ми катодного устройства возрастают в зависимости от длительности работы агрегата.The proposed external heat insulation is not subject to impregnation by melt components. As a result, the peripheral heat-insulating layer periodically (at least 3-4 times all the time of the electrolyzer operation) increases, which allows stabilizing the total. These are the heat losses of the cathode sheath, which on electrolyzers with known constructive solutions of the cathode device increase depending on the duration of the operation of the unit.

Если разница в термическом сопротивлении теплоизол ционных слоев, расположенных в центральной и периферийной част х менее 0,1 м .- С/ккал, то температура днища в центре достигает величины , при которой заметно ухудшав-.- ютс прочностные характеристики стали. Если же указанна разница в термическом сопротивлении более 0,6 м Ъ/кка то температура днища по периферии будет слишком высокой.If the difference in thermal resistance of heat insulating layers located in the central and peripheral parts is less than 0.1 m. - C / kcal, then the bottom temperature in the center reaches a value at which the steel strength characteristics noticeably deteriorate. If the difference in thermal resistance is more than 0.6 m b / cc, then the bottom temperature around the periphery will be too high.

Таким образом, наружна теплоизол ци , выполненна с учетом вышеуказанных пределов по соотношению площадей и термического сопротивлени теплоизол ционных слоев, по сравнению с известными техническими решени ми прэвоп ет практически без снижени прочности катодного конуха достичь оптимальных размеров подовой настыли, улучшени техвопогни, увеличени выхода по току и снижени расхода электроэнергии.Thus, the external thermal insulation, made with regard to the above limits on the ratio of areas and thermal resistance of the thermal insulation layers, compared with the known technical solutions, almost without reducing the strength of the cathode horn, to achieve optimal sizes of the bottom floor, improve the heat output, increase the current efficiency and reducing power consumption.

На чертеже изображено катодное устройство, продольный разрез.The drawing shows a cathode device, a longitudinal section.

Устройство состоит из кожуха 1- со стальным днищем 2, внутренней 4утеров ки 3, сборной наружной теплоизол ции днища 2, включающей центральный 4 и периферийный 5 слсж. The device consists of a casing 1- with a steel bottom 2, an inner 4-hole ki 3, a team of external thermal insulation of the bottom 2, including a central 4 and a peripheral 5 slc.

При монтаже электролизера с верхним токоподводом в двухэтажном корпусе при поМоши приваренных к днищу 2 специальных крепежных деталей устанавливают теплоизол ционные слои изWhen installing the electrolyzer with the upper current lead in a two-story building, when removing 2 special fasteners welded to the bottom, install thermal insulation layers of

асбослюды с удельной теплопроводностью 0,134 вт/МГрад, причем толщина цен1 рального сло 4 составл ет 40 мм, а периферийного сло 5-2.0 мм.asbica with a thermal conductivity of 0.134 W / Mrad, the central layer 4 being 40 mm thick, and the peripheral layer 5-2.0 mm thick.

Утепление днища позвовх ет уменьшить ширину подовой настыли на 2О-40 см. При этом частота, возникновени анодных эффектов сокращаетс с 2,7 до 1,5 шт/ сут, снижаетс падение напр жени в подине на 25 мВ, уменьшаетс толщина сло глиноземистого осадка на 4-6 см, в 2,5 раза снижаетс количест во случаев образовани коржей на поцине и понижаетс темпераТгура электролита на 3,,Warming of the bottom of the ceiling reduces the width of the bottom nastily by 2–40 cm. At the same time, the frequency of occurrence of anode effects decreases from 2.7 to 1.5 pcs / day, the voltage drop in the bottom decreases by 25 mV, the thickness of the alumina deposit decreases 4-6 cm, the number of times reduced in 2.5 times in cases of cake formation on the worm and the electrolyte temperature decreases by 3,

Применение изобретени позвол ет повысить выход по току на 1% и снизить расход электрической энергии на 150 на 1 т алюмини .The application of the invention allows to increase the current efficiency by 1% and reduce the consumption of electrical energy by 150 per 1 ton of aluminum.

Claims

Cathode casing of an aluminum electrolytic cell, including a metal lined casing with external thermal insulation of the bottom, characterized in that, in order to increase current efficiency and reduce energy consumption, the external thermal insulation of the bottom is made of the central and peripheral layers, the area of the central layer is 0.5-0, 8 of the bottom area, and the thermal resistance of the central layer from the layer is 0.1-0.6 m ² h> ° C / kcal below the thermal resistance of the peripheral layer.

1 1079699