Способ замены анодов в электролизерах с обожженным анодом для получения алюминия

 

Использование: электролитическое производство алюминия, а именно: операции по замене в электролизерах отработанных обожженных анодов. Целью изобретения является снижение вредного влияния операции замены анодов на возникновение продольных и поперечных горизонтальных токов в металле. Сущность: способ предусматривает последовательную замену анодов, расположенных с противоположных сторон от продольной оси электролизера, при этом суточное количество замененных анодов кратно 2, каждый последующий из пары анодов извлекают из зоны анодного массива, расположенной с противоположной стороны от поперечной оси электролизера, а интервал времени между их заменой минимальный. Это позволяет вести технологический процесс при более низких величинах межполюсного расстояния и соответственно - расходах электроэнергии без увеличения трудозатрат на замену анодов и другие операции. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электролитическому производству алюминия, а именно к операции по замене в электролизерах отработанных обожженных анодов.

Известен способ замены анодов в электролизере для получения алюминия, имеющего анодный массив, образованный двумя рядами обожженных анодов, по которому замену отработанных анодов производят согласно графику с таким расчетом, чтобы размер огарка был минимальным, а аноды в анодном массиве, сработанные и новые, располагались бы в шахматном порядке. При таком расположении анодов электросопротивление анодного массива сохраняется по длине его почти одинаковым, что способствует равномерному распределению тока. Обычный срок работы анода при начальной высоте его 60 см составляет около 30 суток (М.М. Ветюков, А.М. Цыплаков, С.Н. Школьников "Электрометаллургия алюминия и магния", М. Металлургия, 1987 г. стр. 120).

По указанной технологии в период эксплуатации обычно ежесуточно меняется не более 1 анода с последовательным чередованием анодов, расположенных с противоположных сторон (рядов) от продольной оси электролизера. Поскольку номинальная токовая нагрузка на новом аноде восстанавливается через 16 24 часа после замены, то за счет перераспределения тока по другим анодам возникают горизонтальные поперечные и продольные токи в катодном металле, вызывающие меняющиеся во времени перекосы металла по площади подины электролизера. Это снижает магнито-гидравлическую устойчивость технологического процесса и препятствует снижению напряжения для уменьшения расхода электроэнергии.

Известен способ по стабилизации магнито-гидравлической устойчивости электролизера, предусматривающий при замене отработанных анодов по указанному выше принципу, установку новых анодов с учетом изменения в электролизере поверхности расплава алюминия по площади катода (патент США N 4992146, C 25 C 3/10, 1991 г.). Этот способ взят за прототип. Однако, несмотря на улучшение токораспределения, этот способ не устраняет появления горизонтальных токов в металле после замены анода. Техническая задача по стабилизации технологии на электролизерах с обожженными анодами состоит в обеспечении снижения вредного влияния операции замены отработанных обожженных анодов на возникновение продольных и поперечных горизонтальных токов в металле и соответствующих колебания в перекосах металла по площади подины без увеличения трудозатрат на обслуживание.

Поставленная техническая задача решается путем последовательной замены относительно продольной оси электролизера в течение суток количества анодов кратное двум, при этом второй анод из каждой пары заменяют из зоны анодного массива, расположенного относительно первого анода с противоположной стороны от поперечной оси электролизера. При замене анодов интервал времени между заменой анодов в каждой паре должен быть минимальным.

Пример.

На фиг. 1 показан анодный массив электролизера с 24 обожженными анодами.

Рассмотрим пример, предусматривающий замену двух анодов в сутки. Если по установленному графику в данные сутки замена начинается с анода из числа анодов N 1 6, то затем с интервалом времени не более 2 часов меняют анод из числа анодов N 19 24. На вторые сутки меняют аноды из числа NN 7 12 и 13 - 18.

При замене в сутки четырех анодов заменяют пару анодов из анодов N 1 6 и 19 24, а затем вторую пару из анодов N 7 12 и 13 18 или проводить эту операцию в обратном порядке. Интервал времени между сменой анодов одной пары также должен быть минимальным и не превышать 2 часов.

При таком способе замены анодов и правильной их установке токовые нагрузки по площадям анодного массива, расположенных по сторонам от продольной или поперечной оси, будут близки по величине, что снижает вредное влияние горизонтальных токов от неравномерного распределения тока по анодам после замены.

Соответственно снижается возможность увеличения перекоса металла по площади катода электролизера за счет горизонтальных токов.

Это позволит вести технологический процесс при более низких величинах межполюсного расстояния и соответственно расходах электроэнергии без увеличения трудозатрат на замену анодов и другие операции.

Необходимая компенсация повышенных теплопотерь электролизера при замене второго или большего количества анодов в сутки может быть учтена в программах системы автоматизированного управления работой электролизеров.

Формула изобретения

1. Способ замены анодов в электролизере с обожженным анодом для получения алюминия, включающий последовательную замену анодов, расположенных с противоположных сторон от продольной оси электролизера, отличающийся тем, что количество заменяемых анодов в течение суток кратно 2, при этом каждый последующий из пары анодов извлекают из зоны площади анодного массива, расположенной с противоположной стороны от поперечной оси электролизера.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при замене анодов парами интервал времени между заменой анодов одной пары составляет не более 2 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1