Способ изготовления теплоизоляции борта алюминиевого электролизера

) ( 55 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСААКИЕ ИЗО РЕ"НИЯОРСКОЬу ГВИдЕТЕЛЬСТВг лл-алелюкл 2 ал "ГЮ 4 е с%Впиюл:.: . -. " ." ". .:. 6 ра.На фиг. 1 представленая конструкция электролизаэрез А-А на фиг. 1. инципи на фиг(71) Киевский политехнический институг им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР .ь200768, кл 40 с 3/02, 1966.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ БОРТА АЛЮМИНИЕВОГОЭЛ Е КТРОЛ ИЗ Е РА(57) Изобретение относится к металлургиилегких металлов, например алюминия, получаемого злектролизом расплавленных солейв электролизерах с верхним токоподводом иобожженными или самообжигающимисяанодами. Цель изобретения - улучшение Изобретение относится к электрометаллургии легких металлов, например алюминия, получаемого злектролизом расплавленных солей в специальных аппаратах (злектоолизерах) с верхним токоподводом и обожженными или самообжигающимися анодам а также к катодным устройствам,Цель изобретения - улучшение теплового режима и повышение срока службы алектролизера.Выполнение теплоизоляции борта по высоте и периметру из материалов с различной теплопроводностью улучшает тепловой режим и повышает срок службы электролиВп Ояого режима " изг- иа срокау. б,; ЗГГ з ВОЛ/зера СОСОб лг)италка аГЮЬИ НИВ ВО ГО ЗЛВ К ЙЛ йз Ра ЬКЛ Чг , з О ггъврллие "6": 1 ол 1 "явч б "-) о пери. метру из материалов с различной теплопроводностью. Пр:;чем теплопроводность теплпизоляций а кзкдом .Встке периметра Определяют гО эавсимостиП П П П Аз =д з Я зО Ц(2 д з +0,143 з ) -П+ 1-ллЗПОчзроектиая тлцЬ.На ТВЛЛОИДОля"ПЦИИ; 4 з - тЕПЛОПРОВОДНОСтЬ ПРОЕКТНОГО Материала изоляц и; о - действительные удельные теплопотери с боковых поверхностей, Ь 1 = (тР - ть) - температурный напор между расплавом электролита и окружающим воздухом. 1 табл., 2 ил. На внутренней поверхности боковых стен металлического катодного кожуха 1 О оазмегцены слои теплоизоляции 2 с различной теплопроводностью. Далее боковые ("Ь стенки ф перуются угольными блоками 3, на (Д внутоенних поверхностях которых Ооразо ван слой зацитного ггрнисажа 4 из расплава электролита, Торцовые поверхности футеровки и теплоизоляции по всему периметру злектролизера покрыть, слоем набивной угольной массы. Для Осулес, аления процесса электро- - ф лиза расплава электролита установлены ка тод 6 с токоподводя гцим устройством 7 и анод 8. Подина зле. тролизера 9 содержит футеровку и теплоизоляш:.о соответственно из шамотного и диатомитового кирпича.Теплопроводность теплоизоляции боковых стен определяется следующим образом.На одном из эксплуатируемых злектролизеров серии производиться экспериментальное определение тепловых потерь с егобоковых поверхностей в зависимости отдлины (ц).Расчетные удельные теплопотери с боковых поверхностей (цр), при которых обеспечивается образование требуемой толщинызащитного слоя гарнисажа 100 - 150 мм иподдержание оптимальной температурырасплава в электролизере определяются изуравнения теплопередачицр (1)1 дг дгр диз дм 1а 1 Л; р+ и Хм+а 2изгде Ьт = (тр - т) - температурный напормежду расплавом электролита и окружающим воздухом;1а 1. -- термическое сопротивление теплоотдачи от расплава к гарнисажу;д/А - термическое сопротивление теплопроводности гарнисажа;дгр/Жр - термическое сопротивлениетеплопроводности графита;п идизйиз - термическое сопротивлениетеплопроводности проектного материалаизоляции;дм/Ам -термическое сопротивление металлического кожуха;1/а 2 - термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности кожуха к окружающему воздуху.Пренебрегая величиной д/Ям и приняв для электролизера на силу тока 175 кА,из конструктивных характеристик дгр= 0,2 м,по литературным данным а= 610 Вт/мК,2,л;р= 8 Вт/м К, А= 2,5 Вт/м К, а 2= 15Бт/м К, по условиям оптимальной эксплу 2,атации электролизера д,= 0,125 м получимсоотношением для расчетной плотноститеплового потокацр (2)0,143 + дизЛизгПревышение действительной (измеренной) плотности теплового потока (ц) по отношению к цр определяется уменьшениемтолщины защитного слоя гарнисажа и уменьшением соответственно термического сопротивления теплопроводности гарнисажа,так как остальные термические сопротивления практически будут постоянными, Поэтому по известной величине ц определяемом(4) Формула изобретения Способ изготовления теплоизоляцииборта алюминиевого электролизера, включающий наложение изоляции по высоте борта из материалов с различной теплопроводностью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 50 целью улучшения теплового режима и повышения срока службы электролизера, наложение изоляции из материалов с различной теплопроводностью ведут по периметру борту, а теплопроводность теплоизоляции 55 Яиз на каждом участке периметра опреде ляют по зависимостии и П ПЛиз = диз . изц Л ( 2 диэ + О 143 (из )и- ЛЛиз действительное термическое сопротивление гарнисажа, принимал что температурный напор й во всех случаях одинаковый(3)Для обеспечения расчетной плотноститеплового потока(цр) необходимо, в зависимости от величины ц, выполнять теплоиэоляциюиз материалов с различной теплопроводноТаким образом, из (1) с учетом (2), (3)определяется термическое сопротивлениетеплопроводности изоляцииП и иО 143+диз Ь.т + диз диэи ц и иАз Адз изРешение этого уравнения и дает необходи 20 мую теплопроводность изоляции, в соответствиис которой выбирается теплоизоляционныйматериал,В качестве примера конкретного выполнения теплоизоляции рассмотрим левую25 продольную стену в районе верхнего поясакатодного кожуха алюминиевого электролизера на силу тока 175 кА Таджикского алюминиевого завода.Проектная толщина теплоизоляции30 иПдиз=0,055 м, теплопроводностьлиз= 0,2 Вт/м К,температурный напор Ж =940 С,Определяют теплопроводность изоляции при реально измеренных значенияхудельных теплопотерь по длине стенки цк.Результаты расчетов сведены в табл. 1.В результате выполнения теплоизоляции борта по высоте и периметру их материалов с различной теплопроводностьюожидается снижение удельного расходаэлектроэнергии на 500 кВт-ч/т и увеличениевыхода по току на 1,5%.169 б 595 игде диэ- проектная толщина теплоизоляции;пЙз - теплопроводность проектного материала изоляции; 0-0,4 0,4-3,0 3,0-10,0 10,0-11,0 11,0-11,5 Длина стенки 1, м 0,14 0,17 0,2 0,2 0,12 Теплопроводность изоляции 3 р р Вт/и Кне более ц 1 - действительные удельные теплг 1 пс тери с боковых поверхностей; й = (тр - ть) - температурный напор между расплавом электролита и окружаю 5 щим воздухом.аж коиитета ЙО иэобрМосква, Ж, Рауш Подписноетенияи и открцтиям ори ГКНТ СССР кая йаб., 4/б