способ управления формированием анода с верхним токоподводом

Формула изобретения

Способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, прорезку и уплотнение периферии анода и поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, отличающийся тем, что при повышении заданных значений плотности тока снижают заданный уровень электролита в соответствии с формулой

h_эл=k i_A,

где h_эл - изменение заданного уровня электролита, см;

i_A - изменение заданных значений плотности тока в аноде, А/см²;

k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия из расплавленных солей, а именно к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом при повышении плотности тока.

Известен способ управления формированием анода на электролизерах с верхним токоподводом, включающий осуществление контроля за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей (Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С.И. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987, с.113-114).

Недостатком такого способа является ухудшение качества анода из-за перегрева при повышении поддерживаемой плотности тока как из-за увеличения выделения тепла в аноде, так и за счет повышения прихода тепла в анод из электролита.

Наиболее близким к заявляемому является способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий контроль за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку во время перестановки штырей, прорезку и уплотнение периферии анода, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука, 2001, с.215-222).

Недостатком такого способа является увеличение термической напряженности и образование трещин по периферии анода, обгорание боковой поверхности анода и соответственно рост удельного расхода анодной массы и съема угольной пены из-за разогрева тела анода при повышении поддерживаемой плотности тока как за счет роста выделения тепла в аноде, так и за счет поступления тепла из электролита в анод. Это ограничивает повышение плотности тока.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ, позволяющий добиться повышения производительности электролизера путем увеличения плотности тока в аноде.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой

h_эл.=k i_A

где h_эл. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см;

i_A - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см²;

k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.

Пример. На электролизере поддерживалась средняя плотность тока 0,7 А/см² и средний уровень электролита 21 см. Поддерживаемая плотность тока в аноде была увеличена до 0,74 А/см², т.е. на 0,04 А/см² путем повышения силы тока на 9 кА. Проведены испытания шести групп электролизеров, на которых уровни электролита были понижены соответственно на 1-6 см. Результаты испытаний в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Таблица
Технологические параметры и показатели	Номер группы	Прототип
1	2	3	4	5	6
Уровень электролита, см	15	16	17	18	19	20	21
Изменение уровня электролита, см	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0
Соотношение hэл./ iA	150	125	100	75	50	25
Уровень металла, см	46,3	46,1	46,4	46,5	46,4	46,3	46,2
Температура электролита, °С	957,8	956,2	955,5	957,3	959,4	958,7	960,5
Расход анодной массы, кг/т алюминия	530	525	520	527	534	532	540
Съем пены, кг/т алюминия	28	24	20	25	29	26	33
Выход по току, %	88,3	89,2	89,6	88,8	88,3	88,9	88,1

Согласно таблице наилучшие результаты получены по группе 3, по которой снижение уровня электролита соответствовало формуле

h_эл=100 i_A

Снижение уровня электролита приводит к повышению выхода по току и производительности электролизера за счет уменьшения перехода диспергированного алюминия в электролит, что сокращает выделение тепла в прианодном пространстве и соответственно снижает поступление тепла из электролита в анод, а также приводит к уменьшению токовой нагрузки на периферийные штыри, что снижает термическую напряженность и соответственно образование трещин по периферии анода и обгорание боковой поверхности анода и сокращает удельный расход анодной массы и съем угольной пены.