Способ обжига алюминиевых электролизеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 765261 25 С 3/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЪСТВУ(71) Киевский политехниим,50-летия Великой Октястической революции(57) Элект электролиз самообжиг периферий но обжига топлива,с вах. Это пр подины пр качества обы электро ролиз расплавл ерах с верхним т ающимися анода ную часть подинь ют продуктами сго жигаемого в горело иводит к равноме и обжиге на метал бжига и увеличен лизера. 1 ил. енных солеи в окоподводом и ми, Сущность:дополнительрания жидкого чных устройстрному прогреву ле, повышению ию срока служческии инсти брьской социа енко, Ф,К.ТепляДыблинтво СССР1975,ЛЮМИНИЕВЫХ ж ча На сплавключ грев 3 нии сл Изобретение относится к области электрометаллургии легких металлов, например, алюминия, получаемого электролизом расплавленных солей в специальных аппаратах (электролизерах) с верхним токоподводом и самообжигающимися или обожженными анодами,Известны способы обжига алюминиевых электролизеров. Нагрев осуществляют с помощью кокса. Между подиной и анодами размещается слой прокаленного нефтяного кокса, затем электролизер включается в цепь. По достижении катодом температуры 900 С электролизер пускается заливкой расплавленного электролита. Предварительный нагрев длится от 24 до 72 ч, осуществляется периодическое пополнение кокса в ванне,рев металлом, В шахту заливается вленный алюминий и электролизер ется в цепь. Предварительный наканчивается при полном расплавлея металла,Пламенный нагрев продуктами сгорания, получающимися при сжигании жидкого топлива в специальных турбулентных горелках. Две горелки устанавливаются на противоположных углах электролизера с нормально установленными анодами,иваВ качестве прототипа принят способ обига алюминиевых электролизеров, вклюющий укладку на подину твердого (Л алюминия с тугоплавкими оксидами, последующую заливку жидкого алюминия и разогрев постоянным током.К недостатку прототипа относится то, что невозможно обеспечить равномерный прогрев всей подины, в частности по ее периферии, до температуры коксования на - ъ бивной подовой массы межблочных швов. Это приводит к тому, что через межблочные швы подины проникает металл,Целью изобретения является повышение срока службы электролизера за счет равномерного прогрева подины и улучшения качества обжига периферийных швов, Указанная цель достигается тем, что приобжиге алюминиевого электролизера на металле разогрев постоянным током осуществляют одновременно с обжигом периферийной части подины продуктами сгорания жидкого топлива, сжигаемого в горелочных устройствах.Известен способ обжига алюминиевых электролизеров с помощью кокса, по которому периферийную часть подины дополнительно обжигают путем загрузки и сжигания двух слоев кокса, верхний из которых пропитан горючей жидкостью, при приводит к равномерному прогреву подины,Однако, при обжиге электролизеров с помощью кокса невозможно полностью удалить из ванны не выгоревшие его остатки, которые будут попадать в металл, При дополнительной загрузке на периферийную часть подины второго слоя кокса невыгоревший остаток увеличивается, что в последующем приведет к ухудшению качества получаемого алюминия.Обжиг периферийной части подины продуктами сгорания жидкого топлива с одновременным разогревом электролизера постоянным током не приведет к ухудшению качества получаемого алюминия, а будет обеспечивать равномерный прогрев подины и улучшение качества обжига периферийных швов, что приведет к повышению срока службы электролизера.На чертеже представлена принципиальная конструкция электролизера,Электролизер содержит металлический катодный кожух 1, на внутренней поверхности которого размещены теплоизоляция 2 и угольная футеровка 3,Обжиг электролизера после капитального ремонта производят следующим образом, В ванну заливают расплавленный алюминий, к анодам 4 и катодам подводят постоянный электрический ток и осуществ.ляют постепенный нагрев электролизера, Одновременно слой металла на периферийной части подины 5 нагревают продуктами сгорания жидкого топлива 6, поступающими от двух мазутных горелок.В качестве примера практической реализации предлагаемого способа рассмотрим алюминиевый электролизер С 8 Б Братского алюминиевого завода на силу тока 150 кА,После эксплуатации электролизера в течение примерно 40 месяцев его останавливают на капитальный ремонт, удалив из ванны электролит. После извлечения анодов электролизер охлаждают в течение нескольких суток,Капитальный ремонт электролизера состоит в полной замене угольных блоков катода, в швы между которыми набивают угольную подовую массу, а также замене580003,4 + 0,333 1526,97 руб анодов, Кроме этого, может заменятьсяугольная футеровка боковых стен, один илинесколько слоев футеровки подины. Заменетакже могут подвергаться теплоизоляция5 боковых стен и подины электролизера принеудовлетворительном ее состоянии,После окончания строительных работ вванну опускается анодное устройство, катоды и аноды подключаются к ошиновке.10 Последующий обжиг электролизера нарасплавленном алюминии производится,как описано выше, с подводом постоянногоэлектрического тока к анодам и катодам ипостепенном его разогреве. При этом слой15 металла на периферийной части подины одновременно нагревают продуктами сгорания жидкого топлива, поступающими отдвух мазутных горелок.После предварительного нагрева элект 20 ролизера, например, в течение 90-100 ч,прекращают подачу продуктов сгорания напериферийную часть подины и осуществляют пуск электролизера, например, заливкойрасплавленного электролита,25 Таким образом, при обжиге электролизера подина прогревается равномерно повсей площади до требуемой температуры,что приводит к полному коксованию набивной подовой массы межблочных швов и по 30 вышению срока службы электролизера.Ожидаемое увеличение срока службыэлектролизера до очередного капитальногоремонта на 4 месяца и снижение затратэлектроэнергии при вводе его в нормальную35 эксплуатацию на 50 тыс.кВт/ч обеспечиваетэкономический эффект 792 рубля на одинэлектролизер, что подтверждается техникоэкономическим расчетом.Исходные данные к расчету;40 1. Стоимость капитального ремонта одного электролизера с учетом пусковых расходов - 58,2 тыс.руб.2. Средний срок службы электролизеров до внедрения способа -40 мес,(3,4 года)45 3. Коэффициент использования электрол изеров - 0,984. Суточная производительность одногоэлектролизера - 1044,22 кг5, Средняя продолжительность простоя50 в капитальном ремонте - 10,9 сут.6, Условно постоянные расходы на 1 талюминия - 125,09 руб.7, Дополнительные кап.вложения - 70тыс,руб.55 Расчет;1. Снижение стоимости кап,ремонтаэлектролизера за счет увеличения срокаслужбы580003,4Подписное бретениям и открытиям при ГКНТ ССаушская наб 4/5 жкомитета поМосква, Жоизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 2. Снижение стоимости кап.ремонта позволяет снизить восстановительную стоимость электролизера за счет;а) снижения амортизационных отчислений 51526,97 0,275 = 419,92 руб,б) снижения затрат на текущий ремонти содержание оборудования419,92 0,25 = 104,98 руб.,где 0,275 - доля амортизационных отчислений,0,25 - доля затрат на текущий ремонт исодержание оборудования.3. Увеличение выпуска алюминия засчет увеличения срока службы 15 4, Снижение условно постоянных расхо дов на 1 т при увеличении выпуска алюминия125 09 125,09 1,044365 0 10 б /1,044 . 365+ 0,3 Л РУЛ25 на 1 электролизер(1,044 365+ 0,3) 0,10 = 38,14 руб.5. Экономия от снижения затрат накап,ремонт электролизера1526,97 0,15 = 229,04 руб., 30Г 3 где 0,15 - нормативный коэффициент эффективности кап.вложений6, Суммарный эконом, эффект на 1 электрол изер419,92+ 104,98+ 38,14+ 229,04 = 792,08руб,7. Экономэффект для цеха электролизасоставит0,792 70 0,15 = 142,3 тыс.руб./год720здесь 720 - количество электролизеров вцехе, а 3,733 - срок службы электролизерадо капитального ремонта.Формула изобретения1, Способ обжига алюминиевых электролизеров, включающий укладку на подинутвердого алюминия с тугоплавкими оксидами, заливку жидкого алюминия и разогревпостоянным током, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения срока службы электролизера за счет равномерного прогреваподины и улучшения качества обжига периферийных швов, разогрев постоянным током осуществляют одновременно с обжигомпериферийной части подины продуктамисгорания жидкого топлива в горелочных устройствах.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что в качестве жидкого топлива используют мазут.г,5