Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН О 16 О 825 С 25 С 3/О 5 Й ."-3,";Я 1 еф,И У ие токоподводящихие подштыревых отвой массой и устанохлажденных штырей тыре рсти рхним т оподводом ерстия, загрузку в ествляют высотой 3 ение штырей произв жею и ретения является сн нодной массы, элект росов вредных газов оасхода энергии и вьатмосферу.Сущность изобретения заключае ри способе формирова егося анода алюминие ся ия в том, ч самообжи зки аноднои масс м истаго электводом, вмассы с лизера ерхним под лушка перед енных ю аноднон узк ющем з женнымбразоваеднего и одержа м о ием ве астооб хнего азног зующего, твердого тельно- 15 минй анодно ср сг и нижнег ев, извл еченно ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 21) 4303438/27 - 0222) 07; 09. 8746) 23.11.90. Бюл. У 4371) Иркутский филиал Всесоюзногоаучно-исследовательского и проек ного института алюминиевой,магнивой и электродной промышленности(56) Заявка Японии 11 49-142359,кл. С 25 С 3/06, 1974.Патент СБА Р 4021318,кл. С 25 С 3/06, 19 77,Изобретение относится к электро- металлургии алюминия на электролизерах с самообжигающимися анодами(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ САМООБЯИГАЮ- ЩЕГОСЯ АНОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА(57) Изобретение относится к электрометаллургии алюминия на электролизерах с самообжигаюшимися анодами и верхним токоподводом. Цель изобретения - снижение расхода анодной массы, электроэнергии и выбросов вредных газов в атмосфеоу. Загрузку верхнего слоя массы производят высотой 30-150 мм, извлечение штырей - при достижении текучести анодной массы 1,3-1,7 отн. ед, на глубине 100 200 мм через 30-72 ч после загрузки массы. Ытыри устанавливают в анодо ф с температурой не более 250 С, При извлечении штырей подштыревые отверстия закрывают алюминиевыми заглушками. 4 з.п. ф-лы, 4 табл. С: ш и, заполнее й подштыревку очищенных и в подштыревые отерхнего слоя осу-150 мм, извлеодят при достижеой массы 1,3-1,7 ц на глубине -72 ч после загс перекрытие нии текучести анодн относительных едини 100-200 мм,через 30 подштыревых отверстий запоследующим их удалениемновкой очищенных и охлажоне более 250 С, предпочт200-220 С, штырей черезпосле загрузки подштырев15 35Осуществление перестановки штырей через 48-72 ч после загрузки анодной массы в анод необходимо и достаточно для разогрева нижней поверхности верхнего слоя брикетов массы (т.е. на глубине 30-50 мм) до температуры размягчения пека, слипания их и образования слоя с волнистой слоистостью. Это позволяет избежать попадания исходных брикетов в подштыревые отверстия в аноде после извлечения штырей и производить без помех установку очищенных штырей на нужный горизонт, Устайовленный интервал времени обосновывается данными, приведенными в табл,2.50 Данные табл.2 свидетельствуют,что в выбранном интервале времени удается и в зимнее, и в летнее времяразогреть массу на глубине 30-50 мм55до температуры размягчения связующего как при использовании пека маркиБ (Т = 67 - 73 С), так и пека марки В (Т = 85-90 С),Г массы, а заглушки выполняют из алюминия или его сплавов.П р и,м е р. Анодную массу готовили из нефтяного кокса, проаленноно при 1250 + 20 С и каменноугольного пека с температурой размягчения70+2 С. Из прокаленного кокса готовили шихту следующего гранулометрического состава,Е: 10-4 + 1 мм 22 фЗ- 1 + 0,08 мм По разности-0,08 мм 29+3Коксовую шихту подогревали до130 С и смешивали с пеком в обогре-,ваемом смесителе в процентном собтношении от 70:30 до 76:24 Е,Загружали в анод массу с содержанием связующего в зависимости оттехнологического состояния анода,поддерживая текучесть анодной массы наглубине 100-200 мм в пределах 1,3-1,7,Осуществление загрузки верхнего слоя 25высотой 30-150 мм и поддержание егопутем подгрузки анодной массы в этихпределах создает необходимый столбнеспеченной части, при котором массана глубине 100-200 мм в достаточнойстепени термостатирована и имеет текучесть в пределах 1,3-1,7, что подтверждается данными, приведеннымив табл.1,Для сокращения операции перестановки штырей в среднем па 20 мин ее проводят по группам, как правило, по 8-10 штырей. При этом время от загрузки подштыревой массы в каждое подштыревое отверстие, начиная с первого по счету, до установки в них нового штыря составляет примерно 10+ " 3 мин, Этого времени достаточно для расплавления массы в подштыревом отверстии. Операция перестановки штырей проходит при минимальной затрате времени. Данные приведены в табл.3.Быстрому расплавлению подштыревой массы и хорошей установке штырей на горизонт споСобствует также охлаждение штырей до 200-250 С,предпочтительно до 200-220 С.После расплавления загруженная подштыревая масса имеет вид блока с диаметром нижнего конца 90 мм,верхнего 11 О мм и длиной 700-750 мм либо кусков размером менее 25 мм с содержанием связующего 32-33 Х. Подштыревые отверстия при этом в период после загрузки подштыревой массы и переД установкой штырей закрывали заглушками, выполненными из алюминия. Полученные результаты испытаний предлагаемого способа формирования самообжигающегося анода в процессе работы электролизера в пределах и за пределами указанных параметров процесса в сравнении с известным способом представлены в табл.4.Анализ данных, представленных в табл,4, показывает, что лучшие результаты получены при формировании анода с текучестью анодной массы 1,5 с образованием верхнего упругого слоя с волнистой слоистостью и температурой устанавливаемых штырейо290-220 С, что позволяет использовать подштыревую массу с низким содержанием связующего. В этих условиях от- мечалосВ снижение перепада напряжзния в аноде на 40 мВ, скорости сгорания анода на 0,2 см/сут,снижение времени перестановки штырей на 20 мин за счет перестановки штырей группами, отсутствие технологических нарушений, снижается выделение смолистых в атмосферу корпуса в несколько раз и достигается предельно допускаемая концентрация смолистых (ПДК)В условиях снижения текучести ниже 1,3 возрастает перепад напряжения в аноде, увели - чивается скорость сгорания анода,608251 Таблица Высота верхнего слоя,мм50 180 20 30 90 Текучесть анодноймассы на глубине100-200 мм,отн.ед. 1,7 1,5 1,3 1,05 2,0 а блица 2 72 .73 Время от загрузки массы до перестановки штырей, ч 29 30 47 48 60 Температура массы,отмечается расслаивание анода, нарушается расстановка штырей, увеличивается время, затрачиваемое на перестановку штырей на одной ванне, хотя в целом эти показатели лучше, чем на рядовых ваннах. ухудшение показателей в этом случае связано с не - достатком связующего при формировании анода. При увеличении текучести вьппе 1,7, кроме ухудшения указанных показателей, возрастают выделения в атмосферу цеха смолистых вешеств более 1,5 ПДК. (ПДК 0,2 мгм ).Причиной ухудшения показателей в 15 этом случае является повьппенная текучесть среднего слоя и связанные с этим трудности при установке штырей на горизонт.В опытах 6-10 было проверено влия ние температуры поверхности устанавливаемых штырей при оптимальном показателе текучести. Показатели при температуре поверхности переставляемых штырей более 250 С и менее 200 С 25 снижаются в основном за счет ухудшения условий расплавления и коксова - ния подштыревой анодной массы,Формула изобретения 1. Способ формирования самообжигаюшегося анода алюминиевого электролизера, включаюший загрузку анодной массы с пониженным содержанием связующего с образованием верхнего твердого, среднего пастообразного и нижнего спеченного слоев, извлечение токоподводящих шты - рей, заполнение подштыревых отверстий подштыревой массой и установку очищенных и охлажденных штырей в анод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения расхода анодной массы, электроэнергии и выбросов вредных газов в атмосферу, извлечение штырей осуществляют при достижении текучести анодной массы 1,3-1,7 относительных единиц на глубине 100-200 мм, с перекрытием подштыревых отверстий, штыри устанавливают в анод с температурой не более 250 С через 3-15 мин после зугрузки подштыревой анодной массы.2, Способ по п., о т ли ч а ющ и й с я тем, что перекрытие подштыревых отверстий осуп 1 ествляют заглушками.3. Способ по п.2, о т л и ч а юш и й с я тем, что штыри устанавливают в анод с 200-220 С.4. Способ по п.3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что извлечение штырей осуществляют через 30-72 ч после загрузки анодной массы.5. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения трудозатрат, заглушки выполнены из алюминия или его сплавов.1608251 Т а б л и ц а 3 Длительность разогрева подштыревой массы, мин б 7 1 О 11 Длительность операциипо перестановке штырей,мин 95 70 70 90 Таблица 4 Способ омированияанода Характеристика верхнего слоя Время от эагруэкн анодной массы до перестаРас Концентрациясмолис Расходэлектроэнергии, кВтч/т Дли телность Текучестанодноймассы емпера"туранодного0тыря, С аноднай операциипо пере"становкештырей масс кг/т наданод нонкиштырс на ван м Пер)Кидко- текучи тановкойштыре 1690 Не регла менти- руется 70 3 ПДК 90 Твердые60 Нет Нет исходныеданных данных брикеты г,гУдлинениена нак"лоннойплоскостипри 220 Св течение2 ч 2"50 1,),1 1,7 1,8 560 558 б ПДК 2,688 Упругий слойс отлельнымнбрикетамн 6831 551,0 0,5 3 пругий сло с волнис тос 540 )эО ЛДК 168 П р н и е ч а н и е. Данные по прототипу приведены к мощности электролиэера по предлагаемому способу,Составитель А,Арнольддактор О,Юрковецкая Техред Л.Сердюкова рректор М. Максимиш аказ 3597 НИИПИ Госуд Тираж 547ственного комитета по изобре и ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауш Подписноетениям и открытиям прская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул, Гагарина,101 С самопроизвольным эатеканием массы в под штыревые отверстия С принудительной подачей массы в подштыревые отверстия по прототипу Предлагае" мый способ 2)0 210 2 О 210 2 О 180 200 210 250 270 220 689016860 16830 16850 16870 16845 16840 16830 6840 16840 16890 565 555 550 555 557 556 555 550,5 556 0,5 ПДК 0,5 ПДК 0,5 ПДК 0,6 ЛДК 1,6 ПДК 1,0 ПДК 0,6 НДК 0,5 ЛпК 0,6 ПДК 1,2 ЛДК 0,8 ЛДК 88 85 70 87 96 80 75 71 80 82 80 Упругио слойСлой упругий с волнистой слоис гостьюУпругий сс волнистой слоистостью Та хе11Твердые брике ть 1