Алюминиевый электролизер

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 4 С 25 С 3/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1.с в ия. Справочметаллам,186-208. о СССР1968. 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Производство алюминник металлурга по цветнымМ.: Металлургия, 1971, с.Авторское свидетельствР 258609, кл. С 25 С 3/02(54) АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЭЕР (57) Изобретение относится к металлу гии алюминия, в частности к конструкции электролизера. Целью изобретения является повышение производительности электролизера за счет регулирования теплового режима, Электролизер состоит из катодных стержней 4, внутреннего источника тепла 10, гибких токоподводящих лент 11. Применение внутреннего источника тепла 10 позволяет выравнивать геометрические размеры настыли по ширине и длине ванны, обеспечить устойчивый тепловой и электрический режимы работы электролизера. 1 ил., 2 табл.7Изобретение относится к металлургии алюминия, в частности к конструкции электролизера.Целью изобретения является повышение производительности электролизе 5ра за счет регулирования тепловогор ежима.На чертеже приведен пример выполнения алюминиевого электролизера,поперечный разрез,Алюминиевый электролизер состоитиз катодного кожуха 1, футерованногоизнутри огнеупорными теплоизоляцион-.ными материалами 2, углеграфитовымиподовыми боками 3 с катодными стержнями 4, и днища 5. Шахта ванны заполнена слоем 6 алюминия и слоем 7 электролита. Внутренняя поверхность бортаванны в зоне электролита покрыта гарниссажем 8, а в зоне металла настыпью 9. В огнеупорной теплоизоляционной футеровке 2 вдоль продольнойстороны катодного кожуха 1 расположен внутренний источник 10 тепла, 25который соединен с катодными стержнями 4 гибкими токоподводящими лентами 11. Злектропитание внутреннегоисточника тепла осуществляют от шинопровода серии электролизеров. 30Влияние нагревательных элементов,установленных в теплоизоляционнойфутеровке, на выход алюминия по токуи на производительность электролизера получено экспериментально. Приэтом мощность источника тепла О, 1381,4 кВт на погонный метр длины бортакатодного кожуха. Нагревательныйэлемент выполии из ленты 1 Х 18 Н 9 Т.Джоулево тепло выделяемое в нагрева 40тельном элементе, регулируют изменением величины тока. Испытаны внутренние источники тепла мощностью 0,001 И,0,002 М, 0,01 И, 0,02 М и 0,03, гдеМ - мощность электролизера. Источникустанавливают на расстояниях от вершины двугранного угла катодного кожуха в плоскости его биссектрисы, равных О, 1 Н; 0,2 Н; 0,5 Н; 0,7 Н; 1,5 Н и1 6 Н где Н - толщина теплоизоляционЭ У50ного слоя футеровки. Продолжительность каждого опыта 4 мес. В течениеиспытания измеряют форму рабочегопространства, температуру электролита,уровень электролита и металла, криолитовое отношение. Производительностьэлектролизера оценивают выходом алюминия по току. Геометрические размеры настыли представлены в виде площади поперечного сечения, которую рассчитывают из фигуры, образованной сторонами двугранного угла шихты ванны и внешним контуром самой настыли.В табл. 1 и 2 приведены результаты экспериментальных данных площади поперечного сечения настыли и выхода алюминия по току в зависимости от мощности внутреннего источника тепла и места его расположения в теплоизоляционной футеровке катод- ного кожуха.Как видно из табл. 1 и 2, с помощью внутреннего источника тепла наибольший выход алюминия по току (86-98 ) получают для внутреннего источника тепла мощностью 0,002-0,02 мощности электролизера (или 0,14- 1,4 кВт/п.м.), находящегося на расстоянии от вершины двугранного угла катодного кожуха и 0,2 Н,5 Н,Нижний предел 0,002 И снижает эффективность регулирования геометрических размеров, настыли. При мощностях более 0,02 М нагревательные элементы склонны к перегреву и снижению их срока службы. Удаление внутреннего источника от вершины двугранного угла катодного кожуха на расстояние более 15 Н приводит к замыканию нагревательных элементов с подовыми блоками вследствие их термического линейного расширения. Внутренние источники, установленные на расстояниях меньших 0,2 Н, мало оказывают влияние на геометрические размеры настыли.Изменение геометрии настыли обеспечивает улучшение токораспределения по катодным стержням подовых блоков. Отношение рабочих площадей (свободной от настыли) для известных злектролизеров 1,29, а предлагаемого 0,99, В результате улучшения токораспределения по катодным стержням дополнительные электродинамические си-. лы уменьшаются в 1,5-2 раза по сравнению с известными электролизерами. Зто подтверждается уменьшением перекоса металла на 1-2 см и снижениемскорости циркуляции алюминия и уменьшепием тепловой энергии за счет обратной реакции окисления растворенного алюминия анодными газами.Виравнивание геометрических размеров настыпи по ширине и длине ванны за счет применения внутренних источников тепла в огнеупорной теплоизоля4 1446195 ционной футеровке позволяет обеспечить устойчивый тепловой и электрический режимы работы электролизераи, тем самым, улучшить его техникоэкономические показатели. нями, отлич ающийся тем,что, с целью повышения производительности электролизера за счет регулирования теплового режима, он снабжендополнительным внутренним источникомтепла мощностью 0,002-0,02 мощностиэлектролизера, расположенным в слоетеплоизоляционной футеровки на.расстоянии 0,2-1,5 ее толщины в плоскости биссектрисы двугранного угла, образованного стенкой и днищем катодного кожуха. Формула изобретения Алюминиевый электролизер, включающий катодный кожух с днищем, тепло- изоляционную футеровку, углеграфитовые подовые блоки с катодными стержТаблица 1 Площадь поперечного сечения настыли, см Расстояние от вершины двугранного угла катодного кожуха до внут реннего источ- ника Предлагаемый электролизер звестный лектролизер(И= 0) О, 0117 О, 020 О, 0317 О, 001 Ъ 7 О, 002 Ъ 7 700 70 720 740 750 750 40 65 650 690 735 750 37 590 540 475 340 380 260 650 720 750 95 580 70 750 40 540 700 750 Таблица 2 Выход алюминия по току, Е Расстояние от вершины двугранного углакатодного кожуха до внутреннего источника Предлагаемый электролизер Известныйэлектролизер