Способ обжига алюминиевого электролизера после капитального ремонта

 

Способ может быть использован в электролитическом получении алюминия при обжиге электролизера после капитального ремонта. Обжиг проводят постоянным током через электросопротивление из слоя 60-100 мм порошкообразного алюминия крупностью 150-350 мкм при постепенном повышении токовой нагрузки. Увеличивается срок службы электролизера, снижаются трудозатраты. 1 ил.

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия из расплавов и предназначено для повышения качества обжига электролизеров после капитального ремонта.

Известны способы обжига электролизеров путем нагрева постоянным электрическим током /1-3/. По одному из них /1/ на слой твердого алюминия (бракованная алюминиевая проволока, заготовка для проката проволоки катанки, обрезки алюминиевых шин, чушковой алюминий и др.), уложенного на подину, заливается слой жидкого алюминия и электролизер включается в электрическую цепь. В этом случае увеличиваются трудозатраты на сбор и укладку на подину алюминиевого лома и не исключается возможность прямого контакта расплавленного алюминия с подиной, т.е. возможны локальные перегревы подовых блоков и швов, что снижает срок службы катодного устройства.

Обжиг с применением крупки углеродистых материалов в смеси с солями /2/ приводит к науглероживанию электролита, перерасходу электроэнергии в послепусковой период и повышению трудозатрат на приготовление смеси.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обжига подины алюминиевого электролизера на алюминиевой стружке с последующим дообжигом на расплавленном алюминии /3/. К недостаткам такого способа следует отнести необходимость организации сбора или производства алюминиевой стружки (до 5 т на 1 электролизер). Кроме того, алюминиевая стружка имеет достаточно низкое электрическое сопротивление, что позволяет разогреть подину только до 600^oC вместо требуемых 900^oC. Поэтому дообжиг ванны приходится проводить на жидком алюминии.

Целью изобретения является равномерный обжиг подины до температуры 900-950^oC и снижение трудозатрат.

Цель достигается разогревом подины постоянным током с использованием в качестве межэлектродного сопротивления алюминиевого порошка, причем периферийная часть подины (пространство борт-анод) укрывается пусковым сырьем (криолит, фтористый натрий и др.) Электрическое сопротивление слоя порошка может изменяться на 2-3 порядка в зависимости от крупности частиц и давления. Для обжига электролизеров предлагается использовать порошок с размером частиц 150-350 мкм и толщиной слоя 60-100 мм. При пропускании постоянного тока через слой порошка разогрев подины до 900-950^oC происходит за 36-72 ч. Нижний предел по крупности частиц в 150 мкм и верхний по толщине слоя в 100 мм обусловлены электрическим сопротивлением, выше которого электролизер не берет токовую нагрузку, т.е. слой порошка обладает в большей мере диэлектрическими свойствами за счет возрастания доли окисной пленки, покрывающей частицы алюминия. И наоборот, снижение толщины слоя до 60 мм и увеличение крупности частиц алюминия более 350 мкм приводят к резкому снижению электрического сопротивления слоя порошка и, как следствие, к недостаточному выделению джоулевой теплоты и недогреву подины до требуемой температуры.

На чертеже показана схема засыпки материалов в шахту электролизера.

Для равномерного обжига катодного устройства между анодом 1 и катодом 2 засыпали алюминиевый порошок 3 с размером частиц 280 мкм слоем 100 мм. Пусковое сырье 4 загружали в пространство борт-анод и включали электролизер в электрическую цепь. Рабочую поверхность анода 1 перед монтажом его на ванну зачищали от застывшего электролита. За двое суток температура жидкой фазы у углов анода достигала 900-950^oC. Время обжига определяется температурой и по практическим данным составляет 36-72 ч. Равномерный прогрев подины до температуры более 900^oC снижает термические напряжения в катоде и скорость пропитки футеровки электролитом до минимума.

Основываясь на том, что при обжиге новых серий электролиза с постепенным подъемом токовой нагрузки ванны служат примерно на год дольше, чем при обжиге, например, на жидком металле, экономическая эффективность изобретения оценивается примерно в 35 тыс. руб/т алюминия.

Формула изобретения

Способ обжига алюминиевого электролизера после капитального ремонта, включающий заполнение междуэлектродного пространства электропроводящим материалом и постепенное повышение токовой нагрузки, отличающийся тем, что в качестве электропроводящего материала используют алюминиевые частицы с размером 150 350 мкм, при этом толщина слоя алюминиевых частиц составляет 60 100 мм, а пространство между бортом ванны и анодом заполняют пусковым сырьем и ведут обжиг в течение 36 72 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1