Способ обработки самообжигающегося анода алюминиевого электролизера

 

Изобретение относится к технологии получения алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним или боковым токоподводом и, в частности, к технологии обслуживания анодов. Целью изобретения является повышение качества анода, снижение расхода углеродистых материалов и электроэнергии. Уплотнение спеченной части анода 1 достигается виброобработкой жидкой фазы анода 2 пакетом вибраторов 7 на глубину 0,9 высоты слоя жидкой фазы. Частота вибрации 15-200 Гц. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю С 25 С 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ л/ ф б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4444192/02 (22) 28.04.88 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 . (71) братский алюминиевый завод (72) К,Н.Елсуков и П.А.Колчин (53) 669,713.72 (088.8) (56) Технологическая инструкция 48-010201-01-86 "Электролитическое получение алюминия-сырца", с,51, п.5.2,4 "Обслуживание анодов". (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ САМООБЖИГА ЮЩЕГОСЯ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО

ЭЛ Е КТРОЛИЗЕ РА .Ы „ l 740498 А1

2 (57) Изобретение относится к технологии получения алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним или боковым токоподводом и; в частности, к технологии обслуживания анодов. Целью изобретения является повышение качества анода, снижение расхода углеродистых материалов и электроэнергии. Уплотнение спеченной части анода 1 достигается вибро.обработкой жидкой фазы анода 2 пакетом вибраторов 7 на глубину 0,9 высоты слоя жидкой фазы. Частота вибрации 15-200 Гц.

1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1740498

Изобретение относится к технологии получения алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним или боковым токоподводом и, в частности, к технологии обслуживания анодов.

Целью изобретения является повышение качества спеченной части анода, снижение расхода углеродистых материалов и электроэнергии..

Поставленная цель достигается глубинной виброобработкой верхней фазы анода с частотой колебаний 15 — 200 Гц, В промышленности постоянно растет количество областей применения вибромашин, но основные сведения по принципам действия, параметрам вибромашины, основам их теории и расчета относятся к использованию вибрационной техники применительно к бетонным смесям и строительным материалам.

Анодная масса, находясь в жидкой фазе анода, имеет физико-механические свойства, резко, отличающиеся от свойств бетонных смесей: температура разжиженной .анодной массы составляет 150 — 250 С, текучесть и вязкость жидкой фазы массы на пековом связующем отличается от текучести бетонной смеси на водоцементном растворе. Эти обстоятельства, а также высокое магнитное поле и загазованная среда диктуют необходимость механизации операции виброобработки жидкой фазы анода алюминиевого электролизера.

Для механизации процесса виброобработки жидкой фазы анода и исключения вредного воздействия вибрации на человека предлагается вибраторами в виде вибропакета оснастить портальные напольно-рельсовые машины (MHP), находящиеся в эксплуатации на ряде алюминиевых заводов в. корпусах электролизера, предназначенные для обработки электролизеров: разрушения корки электролита и засыпки новой порции глинозема, или вибропакеттранспортировать и вести обработку жидкой фазы анода с помощью мостового крана, Для выполнения операции вибрирования жидкой фазы анода наиболее целесообразны вибровозбудители синусоидальных колебаний — глубинные вибраторы, например, модели

ПВ-47 или ИВ-107 техническая характеристика которых удовлетворяет технологическому требованию: перемешивать и уплотнять без сегрегации фракций кокса.

Предлагаемые параметры вибровозбуждения жидкой фазы анода (ЖАМ) алюминиевого электролизера лимитируются следующими факторами,, Частота колебаний, Проведены испытания на нескольких анодах промышленных

ЗО

55 электролизеров двух центробежных вибраторов и пневматического отбойного молотка, генерирующих различные колебания по частоте:

1. Планетарный (глубинный), генерирующий колебания 10000 кол/мин (165 — 170

Гц), с двигателем мощностью 0,75 кВт.

2. Дебалансный, генерирующий колебания рабочего органа-2800 кол/мин (50 Гц), с двигателем мощностью 0,4 кВт.

3, Пневматический отбойный молоток, генерирующий вибрационно;ударные колебания 600 кол/мин (10 Гц).

При опускании (внедрении) планетарного вибратора в верхнюю фазу анода (высоковязкую среду) колебания вибратора постепенно заглохли, т.е, были поглощены средой, что объясняется недостаточной мощностью привода для использования высокой частоты колебаний в вязкой среде..

Рабочий орган дебалансного вибратора, по форме аналогичный глубинному вибратору, неоднократно "внедрялся" в высоковязкую среду без снижения числа колебаний, обеспечивая передачу колебаний в среде. которая уплотненно осаждалась.

Действие вибрационно-ударных колебаний пневмомолотка.хоть и оказывало влияние на вязкую среду, однако этот механизм был от дальнейших исследований отклонен, как издающий значительный шум.

В результате сделан вывод: на вязкую среду, какой является анодная масса в верхней фазе анода, наиболее эффективное уплотняющее воздействие оказывают относительно низкочастотные колебания при затрате меньшей энергии, Таким образом, диапазон оптимальных механических колебаний для способа обработки верхней фазы анода можно ограничить более узкими пределами, т,е. 15 — 200

Гц.

Для снижения воздействия высокой температуры обрабатываемой среды на под ыипники вибратора дно корпуса вибратора необходимо нарастить цилиндрической насадкой (наконечником) на длину

250-350 мм, т.е. на глубину обработки жидкой фазы анода, или применять принудительный импульсный обдув корпуса вибратора в момент перехода с одной позиции погружения на другую сжатым воздухом, Время вибрирования в месте одного погружения рабочего органа вибраторов в анодную массу не должно превышать 30 с.

Для направления частиц кокса в жидкой фазе "вниз и в стороны", т.е. уплотнения перемешиванием, вибраторы в вибропакете монтировать под углом 30-40 к вертикальной оси.

1740498

Электродвигатели вибраторов надо защитить антимагнитным и пылезащитным кожухом — экраном.

На фиг.1 показан анод электролизера, поперечный разрез; на фиг;2 — вибропакет 5 из четырех вибраторов, например, модели

ИВ-47 с гибким валом, транспортируемый электромостовым краном; на фиг;3 — напольно-рельсовая машина, вид спереди; на фиг.4 — то же, вид сбоку. 10

На фиг.1 обозначено: 1 — спеченная (скоксовавшаяся) часть анода; 2 — жидкая фаза анода; 3 — рекомендуемые продольные . зоны виброобработки жидкой фазы анода:

4.— места (ряды) расположения анодных то- 15 коподводящих штырей; 5 — кожух анода зле ктролизера.

Гибкий вал экранирован металлической трубкой 6, жестко соединенной с корпусом вибратора 7 и с рамой 8 вибропакета, Элек- 20 тродаигатели повышенной мощности защи щены антимагнитным кожухом 9. . Напольно-рельсовая машина предназначена для обработки корки электролита и загрузки глинозема в электролизер и обору- 25 дована вибропакетом 10 из вибраторов 11 модели ИВ-47 ИВ-107. Контурной линией на фиг.3 показан габарит электролизера. Вибропакет 10 смонтирован в направляющей раме 12; Вертикальные перемещения виб- 30 ропакета. из транспортного в рабочее полр- жение осуществляется с помощью лебедки .

13, управляемой оператором MHP из кабины 14.

Вибропакет 10 находится в транспорт- 35 ном(верхнем) положении и в нем смонтированы три ряда вибраторов 11 по четыре вибратора в ряду.

; Операция вибровозбуждения жидкой фазы анода производится следующим обра- 40 зом.

Оператор MHP устанавливает машину над электролизером с таким расчетом, чтобы последний ряд вибраторов 11 оказался внутри торца анодного кожуха 5, включает 45 лебедку 13 на опускание вибропакета 10 из транспортного положения в рабочее, после чего включает электропитание вибраторов

11; Глубина погружения вибраторов в жидкую фазу контролируется конечным выключателем, после. чего автоматически включается подъем вибропакета 10, При выходе рабочих органов вибраторов из анодной массы оператор МНР передвигает МНР на шаг виброобработкй, равный ширине вибропакета, в сторону необработанной части анода, и операция повторяется. Время обработки одного анода электролизера ориентировочно составляет(с передвижениями

MHP) 5 — 7 мин.

Применение глубинной виброобработки жидкой фазы анода глубинными вибраторами .позволяет уплотнить тело анода, особенно его периферию, т.е, повысить качество анода, его прочность, снизить пористость; применить анодную массу с пониженным содержанием пека (связующего), не ухудшая ее.текучесть в аноде в результате псевдоожижения вибраторами; уменьшить скорость сгорания уплотненной анодной массы; снизить осыпаемость анода; улучшить контакт "анодная масса — токопроводящий штырь"; снизить расход технологической электроэнергии, так как ток протекает по равномерно уплотненной коксово-пековой массе первичного анода.

Глубинное вибрирование жидкой фазы анода позволяет получить зкономию.

Формула. изобретен ия

1. Способ обработки самообжигающегося анода алюминиевого электролизера, включающий формирования анода путем загрузки, разравнивания и перемешивания сырой анодной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения, качества анода, формирование анода осуществляют при наложении вибрации на жидкую фазу анода на глубину 0,9 высоты жидкой фазы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрацию осуществляют с частотой

15-200 Гц.

1740498

1740498

Составитель С.Махов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Шароаи

Редактор Н.Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, f01

Заказ 2055 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5