Способ регулирования теплового режима алюминиевого электролизера

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ(5)М, К . С 25 С 3/Об Государственный омитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАИзобретение относится к алюминиевой проюпаленности, в частности к технологии получения алюминия электролизом, и может быть использовано для регулирования теплЬвого режима, который зависит от длительности периода времени работы электролизера. В футеровку катодного устройства алюминиевого электролизера внедряется натрий и проникают фтористые осли, глинозем, металл, В связи с этим в зависимости от продолжительности эксплуатации его (особенно в течение первых 1,0-1,5 лет), теп-. лопроводность футеровочных материалов и тепловые потери наружными поверхностями катода возрастают. Сущность неуправляемых (самопроизвольных) изменений теплового режима электролизера состоит в том, что по мере увеличения продолжительности его работы растет толщина гарни- сажей, настылей, "коржей" и слоя осадка глинозема на подине, соответственно частично возрастает термическое сопротивление тепловым потокам от расплава к стенкам и за счет этого теплопотери повьиаются в иньшей степени. Однова.мокко увеличивается количество тепла, выделяемого в электролизере, главным образом в результате роста частоты анодных эффектов. Отмеченные факторы приводят к дестабилизации технологического режима, т.е, к частым и значительным отклонениям от номинальных параметров, а иногда и к затяжным нарушениям технологии, сопровождающимся повышением температуры электролита. Из-за этого заметно снижаются технико-экономические показатели процесса. Так, например, при сравнении показателей по истечении б-и и 48-и мес от момента пуска электролизера выход по току снижается более чем на 2. Значительно увеличиваются расходные коэффициенты по сырью и электроэнергии. Однако из-за отсутствия эффективного, надежного способа регулирования все изменения теплового режима промышленного электролизера, обусловленные пропиткой футеровки компонентами расплава, протекают самопроизвольно, т.е. без вмешательства обслуживающего персонала и, следоват- льно, со значительными потерями кл . тодного алюминия,сырья и злектрс. - 30 энергии.Нежелательные изменения тепловогорежима можно устранить регулированием термического сопротивлениястенок катода или изменением интенсивности отвода тепла с помощьютеплоносителей 1 , Для осуществления указанных технических решенийтребуются значительные затраты труда, материалов и электроэнергии.На практике в зависимости от температуры окружающего воздуха, технологического режима и конструкцииэлектролизера поступление тепловойэнергии регулируется изменениемрабочего напряжения междуполюсного расстояния) и силы тока 2.Однако существующие методы не могут быть использованы для систематического постепенного повышенияприхода тепла при эксплуатации ванны по следующим причинам.Практически все серийные электро- щлизеры, расположенные в одном илидвух корпусах, работают с различными периодами времени с момента ихпуска, следовательно, увеличениесерийной токовой нагрузки по отношению к номинальной, в целом приводит не к улучшению, а к ухудшениютехнологического состояния.Возможно использование подпитывающих агрегатов, специально приспособленных для каждого элентроли- ЗОзера, но экономически это невыгодно.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ регулирования теплового режима электролизера, цель которого - повышение выхода по току и З 5снижение числа анодных эффектов 3.Однако осуществить эффективноеуправление тепловым режимом путемизменения межэлектродного зазорапрактически невозможно, так как для ф)каждой ванны необходимонапримереженедельно) устанавливать с достаточной степенью точности оченьсложную зависимость рабочего напряжения от ряда технологических Факторов.На алюминиевых заводах нашей страны рабочее напряжение на электролизерах устанавливают и поддерживаютна основании визуальной оценки,которую дает обслуживающий персонал,исходя из своего производственногоопыта. В имеющихся на заводах технических материалах (инструкциях,отчетах и т.п.) и публикациях нетрасчетных Формул или графиков, по 55которым в каждом конкретном случаеможно определить зависимость рабочего напряжения от всего комплексаконструктивных и технологических параметров. 60 Целью изобретения является снижение частоты возникновения анодныхэффектов и стабилизация величиныи Формы рабочего пространства. 65 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования теплового режима электролизера дополнительно повышают электрическое сопротивление межэлектродного зазора в соответствии с длительностью его эксплуатации на величины, рассчитываемые по Формулеа 1207834,44+1512,17где ьй - значение приращения электрического сопротивлениямежэлектродного зазора,Ом 10 8С в длительность периода времени эксплуатации электролизера от пуска до моментаповышения электросопротивления, мес,Способ осуществляют следующимобразом,Еженедельно или ежемесячно в предлагаемую формулу подставляется значение длительности периода времениэксплуатации каждого серийного электролизера и рассчитывается приращение электрического сопротивлениямежэлектродного зазора. Затем поимеющимся в технологических инструкциях и литературных источниках зависимостям изменяют один или одновременно несколько из перечисленныхтехнологических параметров: содержание в электролите добавок солейСа, Мд,и т,п.; криолитовое отношение, междуполюсное расстояние иуровень электролита на величины,обеспечивающие в данный момент приращение электросопротивления межэлектродного зазора, значение которого получено оасчетным путем.П р и м е р . Для электролизера с верхним токоподводом, проработавшего 6 мес с момента его пуска, рассчитывается приращение электросопротивления межэлектродного зазора834,44 1512,17ЬК,О-855 10 Ом,Согласно полученному результату расчета повышают электрическое сопротивление межэлектродного зазора. Для этого уменьшают уровень электролита на 5 см и увеличивают межполюсное расстояние на 0,14 см.Использование предлагаемого способа регулирования теплового режима электролизера обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: стабилизируется величина и форма рабочего пространства, снижается частота возникновения анодных эффектов, что позволяет значительно улучшить его технологическое состояние в целом,6844/40 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Заказ филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Способ регулирования теплового режима алюминиевого электролизера путем увеличения или уменьшения .межэлектродного зазора, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации величины и форьЮ рабочего пространства и снижения частоты возникновения анодных эффектов, дополнительно повышают электрическое сопротивление межэлектродного зазора в соответствии с длительностью эксплуатации электролизера на величину, рассчитанную по формуле: где Ь 74 - значение приращения электрического сопротивлениямежэлектродного зазора,Ом 10длительность периода време 5ни эксплуатации электролизера от пуска до момента по.вышения электросопротивления, мес.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 337429, кл. С 25 С 3/08, 1970.2. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия.