SU1446195A1 - Алюминиевый электролизер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии алюмини , в частности к конструкции электролизера. Целью изобретени   вл етс  повьшение производительности электролизера за счет регулировани  теплового режима. Электролизер состоит из катодных стержней 4, внутреннего источника тепла 10, гибких токоподвод щих лент 11. Применение внутреннего источника тепла 10 позвол ет выравнивать геометрические размеры настыли по ширине и длине ванны , обеспечить устойчивый тепловой и электрический режимы работы электролизера . 1 ил., 2 табл. (/) Од ;0 СП

Description

Изобретение относитс  к металлургии алюмини , в частности к конструкции электролизера.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности электролизера за счет регулировани  теплового р ежима.

На чертеже приведен пример выполнени  алюминиевого электролизера, поперечньй разрез.

Алюминиевый электролизер состоит из катодного кожуха 1, футерованного изнутри огнеупорными теплоизол ционными материалами 2, углеграфитовыми подовыми боками 3 с катодными стержн ми 4, и днища 5. Шахта ванны заполнена слоем 6 алюмини  и слоем 7 электролита . Внутренн   поверхность борта

ванны в зоне электролита покрыта гар- 20 у кВт/п.м.), наход щегос  на расниссажем 8, а в зоне металла нас- тылью 9. В огнеупорной теплоизол ционной футеровке 2 вдоль продольной стороны катодного кожуха 1 расположен внутренний источник 10 тепла, который соединен с катодными стержн ми 4 гибкими токоподвод щими лентами 11. Электропитание йнутреннего источника тепла осуществл ют от ши- нопровода серии электролизеров.

Вли ние нагревательных элементов, установленных в теплоизол ционной футеровке, на выход алюмини  по току и на производительность электролизера получено экспериментально. При этом мощность источника тепла О,138- кВт на погонный метр длины борта катодного кожуха. Нагревательный элемент выполнен из ленты 1Х18Н9Т.

25

30

35

сто нии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2Н-1,5Н.

Нижний предел 0,002W снижает эффективность регулировани  геометрических размеров .настыли. При мощност х более 0,02W нагревательные элементы склонны к перегреву и снижению их срока службы. Удаление внутреннего источника от вершины двугранного угла катодного кожуха на рассто ние более 1,,5Н приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширени . Внутренние ист очники, установленные на рассто ни х меньших 0,2Н, мало , оказывают вли ние на геометрические размеры настыли.

Изменение геометрии настыли обес0

5

щади поперечного сечени , которую рассчитывают из фигуры, образованной сторонами двугранного угла шихты ванны и внешним контуром самой настыли.

В табл. 1 и 2 приведены результаты экспериментальных данных площади поперечного сечени  настыли и выхода алюмини  по току в зависимости от мощности внутреннего источника тепла и места его расположени  в теплоизол ционной футеровке катодного кожуха.

Как видно из табл. 1 и 2, с помощью внутреннего источника тепла наибольший выход алюмини  по току (86-98%) получают дл  внутреннего источника тепла мощностью 0,002-0,02 мощности электролизера (или 0,145

0

5

сто нии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2Н-1,5Н.

Нижний предел 0,002W снижает эффективность регулировани  геометрических размеров .настыли. При мощност х более 0,02W нагревательные элементы склонны к перегреву и снижению их срока службы. Удаление внутреннего источника от вершины двугранного угла катодного кожуха на рассто ние более 1,,5Н приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширени . Внутренние ист очники, установленные на рассто ни х меньших 0,2Н, мало , оказывают вли ние на геометрические размеры настыли.

Изменение геометрии настыли обес

Джоулево тепло, выдел емое в нагрева- Q печивает улучшение токораспределетельном элементе, регулируют изменением величины тока. Испытаны внутренние источники тепла мощностью 0,001W, 0,002W, 0,01W, 0,02W и 0,03, где W - мощность электролизера. Источник устанавливают на рассто ни х от вершины двугранного угла катодного кожуха в плоскости его биссектрисы, равных 0,1Н; 0,2Н; 0,5Н; 0,7Н; 1,5Н.и 1,6Н, где Н - толищна теплоизол ционного сло  футеровки. Продолжительность каждого опыта 4 мес. В течение испытани  измер ют форму рабочего пространства, температуру электролита, уровень электролита и металла, крио- литовое отношение. Производительность электролизера оценивают выходом алюмини  по току. Геометрические размеры настыли представлены в виде пло5

0

5

ни  по катодным стержн м подовых блоков. Отношение рабочих площадей (свободной от настыли) дл  известных электролизеров 1,29, а предлагаемого- 0,99. В результате улучшени  токорас- пределени  по катодным стержн м дополнительные электродинамические силы уменьшаютс  в 1,5-2 раза по сравнению с известными электролизерами. Это подтверждаетс  уменьшением перекоса металла на 1-2 см и снижением скорости циркул 1щи алюмини  и уменьшением тепловой энергии за счет обратной реакции окислени  растворенного алюмини  анодными газами.

Вьгравнивание геометрических размеров настьши по ширине и длине ванны за счет применени  внутренних источников тепла в огнеупорной теплоизол 314461954

ционной футеровке позвол ет обеспе-н ми, отлич ающийс  тем,

чить устойчивый тепловой и электри-что, с целью повьшени  производит ел ьческий режимы работы электролизераности электролизера за счет регулии , тем самым, улучшить его технико-ровани  теплового режима, он снабжен

экономические показатели,дополнительным внутренним источником

Claims (1)

1. тепла мощностью 0,002-0,02 мощности Формула изобретени электролизера, расположенным в слое

   теплоизол ционной футеровки на-расАлюминиевьй электролизер, включа- Q сто нии 0,2-1,5 ее толщины в плоскос- кшщй катодньй кожух с днищем, тепло-ти биссектрисы двугранного угла, обизол ционную футеровку, углеграфито-разованного стенкой и днищем катодвые подовые блоки с катодными стерж-ного кожуха.

   Таблица 1