Способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера

 

Изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано при перестановке анодных штырей алюминиевого электролизера при двухгоризонтальной схеме их расположения в аноде. Способ включает периодическое извлечение первой, а через заданный промежуток времени - второй группы штырей нижнего горизонта, при этом перестановка первой группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, определяемому по следующему эмпирически подобранному выражению: где l₁ - минимальное расстояние между нижней гранью анода и концами штырей нижнего горизонта, мм; α - коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах 16,55-33,11; В - ширина анода, мм; V - скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч; Т - период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч; d - диаметр цилиндрической части штыря, мм, а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по следующему выражению: l₂ = l₁-V·t, где t - заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18-30 ч.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому производству алюминия.

Известен способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера, согласно которому извлекают сначала половину штырей, подошедших к подошве анода на расстояние 23-27 см, а затем через одни-двое суток - остальные штыри нижнего горизонта.

После охлаждения штыри устанавливают в углеродное тело анода по двухгоризонтной схеме [1].

Недостатком известного способа является высокое падение напряжения в аноде.

За прототип принят способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера с двухгоризонтным расположением их в аноде и расстоянием от нижних концов до подошвы 20-30 см. Согласно этому способу сначала переставляют первую, а затем вторую группу штырей нижнего горизонта с интервалом времени между операциями одни сутки [2].

Недостатком способа также является высокое падение напряжения в аноде, приводящее к перерасходу электроэнергии. Это обусловлено тем, что определение минимального расстояния от нижних концов штырей до подошвы анода, при котором необходимо производить перестановку штырей, в немалой степени является субъективным и зависит от знаний и квалификации обслуживающего персонала.

Задачей изобретения является снижение падения напряжения в аноде и, соответственно, расхода электроэнергии при производстве алюминия.

Поставленная задача достигается тем, что в способе перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера с двухгоризонтным расположением в аноде, включающем периодическое извлечение первой, а через заданный промежуток времени - второй группы штырей нижнего горизонта и установку их после охлаждения на верхний горизонт, перестановку первой группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, определяемому по следующему эмпирически подобранному выражению: где l₁ - расстояние между подошвой анода и концами штырей нижнего горизонта, мм; α - коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах 16,55-33,11; В - ширина анода, мм; V - скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч; Т - период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч; d - диаметр цилиндрической части штыря, мм, а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по выражению: l₂ = l₁-V·t,
где t - заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18-30 ч.

Пример осуществления способа.

Перестановку штырей производили на электролизерах типа С-8БМ, имеющих ширину самообжигания анода 2850 мм и двухгоризонтную схему расстановки составных сталеалюминиевых штырей с диаметром цилиндрической части 138 мм, расстояние между горизонтами составляло 200 мм. При скорости расхода анода 0,685 мм/ч коэффициент пропорциональности α = 24,5, а период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта 360 ч. Тогда минимальное расстояние (l₁), при котором необходимо производить перестановку штырей первой группы, будет равно

Через 20 ч после перестановки первой группы производили перестановку второй группы штырей нижнего горизонта, предварительно определяли минимальное расстояние между штырями и подошвой анода
l₂ = 208,8-0,685·20 = 195,1 (мм).

Испытав изобретение на электролизерах с верхним токоподводом на силу тока примерно 156 кА, получено снижение падения напряжения на 40-50 мм.

Формула изобретения

Способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера с двухгоризонтной схемой расположения, включающий периодическое извлечение первой, а через заданный промежуток времени второй группы штырей нижнего горизонта и установку их после охлаждения на верхний горизонт, отличающийся тем, что перестановку первой группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, определяемому по следующему эмпирически подобранному выражению

где l₁ расстояние между подошвой анода и концами штырей нижнего горизонта, мм;
α - коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах от 16,55 до 33,11;
B ширина анода, мм;
V скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч;
T период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч;
d диаметр цилиндрической части штыря, мм,
а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по следующему выражению:
l₂ l₁ V · t,
где t заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18 30 ч.