устройство для обжига подины алюминиевого электролизера

Формула изобретения

Устройство для обжига подины алюминиевого электролизера, содержащее трубчатый корпус в виде колена и размещенную в его верхней части форсунку, отличающееся тем, что устройство снабжено воздухопроводом для перераспределения тепла по подине и сжигания газов коксования, подсоединенным к корпусу соосно с его нижней горизонтальной частью, при этом внутренний диаметр выпускного отверстия корпуса, равный 0,25 0,40 глубины шахты электролизера, больше внутреннего диаметра воздухопровода в 8 33 раза.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия и может быть использовано для разогрева футеровки катодного кожуха, анода и обжига набивных межблочных швов углеродной подины электролизера.

Известно техническое решение, согласно которому нагрев футеровки и обжиг подины алюминиевого электролизера осуществляют в процессе сжигания топлива путем подвода форсунок непосредственно под анод во время монтажных работ [1]

При использовании указанного изобретения отмечается неравномерное распределение тепла по подине, низкое качество межблочных швов и загрязнение атмосферы электролизного корпуса значительным количеством смолистых веществ, выделяющихся вследствие коксования набоечной углеродной массы.

Известно также устройство для разогрева и обжига электролизера, содержащее несколько форсунок, сблокированных с разбавительными камерами, размещенными вне зоны обжига и соединенными с ней трубопроводами [2]

Недостатком этого устройства также является увеличение градиентов температур по зонам подины, отрицательно влияющее на ее стойкость при эксплуатации электролизера, и повышение содержания смолистых веществ в окружающем воздухе.

Задача предлагаемого технического решения устранить указанные недостатки, то есть улучшить режим обжига подин, повысить срок службы электролизеров и сжечь смолистые вещества, выделяющиеся при коксовании межблочных швов.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем трубчатый корпус в виде колена и размещенную в его верхней части форсунку, предусмотрен воздухопровод для перераспределения тепла по подине и сжигания газов коксования, подсоединенный к корпусу соосно с его нижней горизонтальной частью, при этом внутренний диаметр выпускного отверстия корпуса, равный 0,25-0,40 глубины шахты электролизера, больше внутреннего диаметра воздухопровода в 8-33 раза.

При внутреннем диаметре выпускного отверстия корпуса меньшем 0,25 глубины шахты электролизера происходит слишком высокий нагрев нижней части корпуса и прилегающей к ней зоны подины. В случае увеличения этого размера более 0,4 глубины шахты, затраты, связанные с изготовлением и обслуживанием устройства, чрезмерно возрастают. Если внутренний диаметр воздухопровода уменьшен по отношению к внутреннему диаметру выпускного отверстия корпуса более, чем в 33 раза, то происходит снижение равномерности распределения температуры по подине. Когда же отношение вышеуказанных диаметров меньше 8, отмечается, наряду с бесполезным ростом расхода сжатого воздуха, заметное увеличение тепловых потерь вследствие интенсивной эвакуации тепла из шахты электролизера.

На чертеже изображено предлагаемое устройство и его схематическое расположение на электролизере.

Устройство для обжига подины электролизера содержит трубчатый корпус 1, размещенную на его верхней части форсунку 2 и подсоединенный к корпусу соосно с его нижней горизонтальной частью воздухопровод 3.

Между продольными гранями самообжигающего анода и шахты электролизера с верхним токопроводом на силу тока 156кА (типа С-8БМ) с каждой стороны установлено по пять жидкотопливных устройств для обжига подины. В каналы включенных в работу форсунок 2 подают воздух, сжатый до 0,5-4,0 атм, что обуславливает нагнетание солярки по топливному каналу к выпускному концу форсунки, причем обеспечивается полное сгорание топлива. Нагретые газы из корпуса 1 устройства поступают в шахту электролизера и постепенно в течении 68 ч нагревают подину до температуры 750-850^oC. Внутренний диаметр выпускного отверстия корпуса равен 170 мм, а внутренний диаметр воздухопровода 3 12 мм. По воздухопроводу подают воздух, сжатый не более 4,0 атм, при этом происходит значительное снижение температуры в нижней части корпуса и прилегающей к ней зоне подины, но повышается температура в противоположной зоне подины, то есть уменьшаются градиенты температур по всему объему углеродного слоя.

Использование заявляемого устройства дает по сравнению с прототипом следующие преимущества. За счет сокращения тепловых потерь расход топлива уменьшается в 1,5-2,0 раза. В результате повышения равномерности распределения температуры коэффициента полезного действия устройства, обеспечивающего сжигание смолистых веществ (разложение бенз/а/пирена), улучшается качество межблочных швов и повышается стойкость подин. Внедрение предложенного технического решения позволит увеличить срок службы электролизеров на 4-6 месяцев.