Ошиновка электролизеров для получения алюминия при продольном двухрядном расположении их в корпусе

) 200463 9) КС ИЗОБРЕТЕ ОПИС К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Саянский алюминиевый завод(54) ОШИНОВКА ЗЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ПРИ ПРОДОЛЬНОМДВУРЯДНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ ИХ.В КОРПУСЕ(57) Использование: ошиновки электропизеров дляполучения алюминия при продольном двурядномрасположении их в корпусе. Цепью изобетения является - увеличение выхода алюминия по току.Сущность заключается в том, что пакеты сборныхкатодных шин на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, размещают на уровне ниже на 1,1 - 2,7 м, чем подобные пакеты на противоположной стороне электролизера. Во входной торец анодной шины, расположенной на стороне, ближней от соседнего ряда, поступает 16,7 - 20,6% тока серии При этом отношение силы тока поступающего во входной торец анодной шины, расположенной на дальней от соседнего ряда стороне электролизера, к силе тока, подаваемого во входной торец противоположной анодной шины данного электролизера, находится в пределах (12 - 1,7): 1. Указанные выше параметры подбираются в зависимости от силы тока, расстояния между рядами электролизеров с помощью математического или физического моделирования, 2 з.п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкции токоподвода алюминиевыхэлектролизеров с продольным размещением их в корпусе электролиза, 5Известна ошиновка электролизеров дляполучения алюминия при продольном двухрядном расположении электролизеров вкорпусе, включающая катодные спуски, выходящие за борт катодного кожуха и соединенные с катодными шинами, вдоль бортакатодного кожуха, противоположного соседнему ряду электролизеров, дополнительно установлены Г-образные шины,соединенные вертикальными частями с 15входными участками катодных шин, а горизонтальными частями - с катодными спусками (двт.св. 1284273),Недостатком известной ошиновки является высокая степень неравномерности распределения магнитного поля в расплаве, атакже значительные по абсолютной величине значения поперечной (Ну) и вертикальной (Нг) составляющих магнитного поля, не,обеспечивающие оптимальную магнитногидродинамическую стабильность (МГД)расплава для электролизеров силой токасвыше 160 кА.Известна также ошиновка алюминиевых электролизеров при продольном расположении в корпусе, содержащая анодныешины, стояки, пакеты катодных шин группстержней, ближайших к входному торцу катодного устройства, соединенные со стояками, расположенными у входного торца, а 35остальные группы катодных стержней - состояками, расположенными вдоль бортовкатодного кожуха последующего электролизера. При разделении катодных стержнейна две группы стояк, расположенный у борта, соединен с анодной шиной в ее середине, а при разделении катодных стержней натри группы стояки расположены так, что онисоединены с анодной шиной в точках, делящих ее длину соответственно 1;3 и 2:3 11,Недостатком известного изобретения является снижение выхода алюминия по току при наличии соседнего второго ряда электролизеров в корпусе, Соседний ряд будет создавать в расплаве электролизеров с ошиновкой указанной конструкции дополнительную, вертикальную вверх направленную составляющую магнитного поля ( Л В), которая будет нарушать симметрию магнитного поля по этой составляющей и явится причиной снижения магнитно-гидродинамической стабильности расплава, что в свою очередь отрицательно отразится на выходе алюминия по току, стойкости бортовой настыли, а значит и сроке службы катод- ного устройстваЦелью изобретения является увеличение выхода алюминия по току,Поставленная цель достигается тем, что пакеты сборных катодных шин на стороне, дальней от соседнего ряда электролизеров, размещаются на уровне ниже на 1,12,7 м, чем подобные пакеты на противоположной стороне электролизера. К входному торцу анодной шины, расположенной на стороне, ближней от соседнего ряда, подключается 16,7+20,600 всех катодных стержней предыдущего электролизера. При.этом отношение количества катодных стержней, подключенных к торцу анодной шины, расположенной на дальней от соседнего ряда стороне электролизера, к количеству катодных стержней, подключенных к входному торцу противоположной анодной шины данного электролизера, находится в пределах (1,2-1,7):1, Указанные выше параметры подбираются в зависимости от силы тока, расстояния между рядами электролизеров с помощью математического или физического моделирования,На фиг, 1 показана предлагаемая ошиновка для электролизера на 190 кА при расстоянии между рядами электролизеров 12,8 м, вид сверху; на фиг. 2 - вид со стороны продольного борта катодного кожуха, противоположного соседнему ряду электролизеров в корпусе. На графиках фиг, 3, 4, 5 - сравнительные характеристики магнитного поля в расплаве электролизеров с ошиновкой по предлагаемому и известному способам.Устройство включает катодные стержни 1, разделенные на три отдельные группы 2, 3, 4 и 5, 6, 7 на каждой стороне электролизера, каждая из которых соединена с самостоятельным пакетом сборных катодных шин 8, 9, 10 и 11, 12, 13. Пакеты катодных шин 8 и 11 соединены со стояками 14, 15, а пакеты шин 9, 10, 12, 13-со стояками 16, 17, 18, 19, расположенными вдоль бортов катодного кожуха, Стояки 16, 17, 18, 19 соединены с анодными шинами 20, 21 в точках 22 и 23, делящих длину анодных шин в соотношении 1:3 и 2;3.Ошиновка работает следующим образом. Ток с катодных стержней 1 собирается в 6 групп пакетов катодных шин 8-13. Ток, собирающийся с групп стержней 2, 5, расположеннь 1 х вблизи входного торца электролизеров, поступает по шинам 8, 11 в стояки 14, 15, расположенные на продольных сторонах между рассматриваемым и последующих электролизерами. Ток с остальных катодных стержней собирается в два одина 20046305 10 20 30 ковых пакета на каждой стороне 9, 10 и 12, 13, за гем поступает в два анодных стояка на каждой стороне 16, 17, 18, 19 последующего электролизера. Иэ стояков ток распределяется в анодные шины 20. 21. Количество тока, подаваемого через стояки 14, 15 во входные торцы анодных шин с помощью подключения к ним соответствующего количества катодных стержней предыдущего электролизера, находится в пределах 1,7 - 35,00 от тока серии, что создает в анодных однонаправленный к выходному торцу убывающий ток, создающий в расплаве равномерно убывающую от входного к выходному торцу поперечную (Ву) составляющую магнитного поля, направленную справа-налево, т.е, положительную по знаку относительно выбранной системы координат, В совокупности с магнитным полем, создаваемым в расплаве сборными катодными шинами, в которых ток наоборот возрастает от входного к выходному торцу и, в связи с тем, что шины расположены ниже уровня расплава и создают отрицательную В, в рабочей зоне злектролизера создается относительно симметричное и невысокое по абсолютному значению поле по Ву составляющей. Наличие двух симметрично расположенных анодных стояков на каждой продольной стороне обеспечивает равномерное распределение магнитного поля в объеме расплава по всем составляющим магнитного поля. С целью компенсации влияния соседнего ряда электролизеров, пакеты катодных шин 11, 12, 13 на "глухой" стороне рассматрива емого электролизера находятся ниже уровня металла и пакетов катодных шин, расположенных на противоположкой стороне электролизера 8, 9, 10. В таком случае пакеты 8, 9, 10 создают в расплаве отрица тельную по знаку вниз направленную) В сос; авляющую, которая компенсирует В; от соседнего ряда электролизеров. Кроме того, само удаление пакетов 11, 12, 13 от металла способствует снижению В на "глухой" сто роне. В результате совокупного действия указанных явлений в расплаве создается симметричное относительно невысокое по абсолютному значению магнитное поле по Вд составляющей. Однако, находясь на раз ных уровнях, катодкые шины "глухой и "лицевой" сторон могут создавать в расплаве несимметричную относительно продольной оси Ву составляющую. В связи с тем, что на "глухой" стороне пакеты катодных шин 11, 5 12, 13 находятся в большей степени ниже уровня расплава, то ка этой стороне Ву должна иметь более высокие значения в рабочей зоне электролизера, чем на противоположной стороне. Чтобы уменьшить укаэанный недостаток, во входной токиец акодкой шины на глухой стороне с помощью подклю чения к нему соответствующего количества катодных стержней предыдущего электролизера подается больший в 1,2 - 1,7 раза ток, чем в аноднуо шину на лицевой стороне, Избыток тока на входе в анодную шину на "глухой" стороне своим магнитным полем частично компенсирует Ву составляющую в расплаве на этой стороне, Тем самым обеспечивается относителько симметричное магнитное поле в расплаве электролизера по поперечной составляющей,П р и м е р, Ошиновка электролизера на силу тока 190 кА при продольном двухрядком расположении в корпусе и расстоянием между рядами равном 12,8 м может быть выполнена как на фиг, 1, 2. Сборные пакеты катодных шин на "лицевой" стороне 8, 9, 10 располагаются на высоте 3,17 м от отметки ч-О,О м. Аналогичные пакеты ка "глухой" стороне 11, 12, 13 размещаются на уровне+1,0 м, Таким образом пакеты шин 11, 12, 13находятся ниже уровня пакетов 8, 9, 10 ка 2,17 м. Во входной торец анодной шины ка"лицевой" стороне 20 поступает ток силой 39,12 кА за счет подключения к нему 20,6, катодкых стержней предыдущего элек; рогизера. Во входной торец акодной шины на противоположной. стороне подается 50,29 кА тока, Отношение количетва катодных стержней, подключенных к входному торцуанодкой шины на "глухой" стороне, к количеству катодкых стержкей подключенных к входному торцу ча "лицевой стороне составляет как 1,29:1,К описанию заявки прилагаются расчеты, выполненные с помощью компьютера по формуле Био-Савара-Лапласа магнитного поля в 81-й точке в середине уровня металла по схеме, как это показано нэ фиг, 3, для электролиэеров с ошиновками предлагаемой конструкции и аналогом, Для большей наглядности и сравнимости реэультать, :расчетов нанесены на графиках фиг, 3 4, 5,Как видно из графиков и расчетов, предлагаемая ошиновка обеспечивает в расплаве более симметричные и меньшие по абсол 1 откой величине значения Ну и Н составляющих магнитного поля. которые, как известно, определяют магнитно-гидродикамическую устойчивость расплава в электролизере, а значит, и выход алюминия по току. Согласно расчетов среднее значение Н составляющей а расплаве электролизеоа аналога и" абсолютной величине в 1,3 раза больше, чем у электролизера с предлагаемой оцинковкой. Среднее значение по Н составляющей аналогично больше в 1,4 раза, Если принять за некий критерий величи 2004630Формула изобретения1. ОШИНОВКА ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ДВУХРЯДНОМ РАСПОЛОЖЕ НИИ ИХ В КОРПУСЕ, содержащая анодные шины, стояки, пакеты катодных шин групп стержней, из которых ближние к входному торцу катодного устройства соединены со стояками, расположенными у 10 входного торца, а остальные - со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера, анодные стояки соединены с анодной шиной в точках, соответствующих 1/3 и 2/3 15 ее длины, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода алюминия по току эа счет компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда, пакеты катодных шин на стороне, дальней от соседнего ряда 20 электролизеров, установлены ниже паке-,тов катодных шин на противоположнойстороне электролизера на 1.1 - 2,7 м.2. Ошиновка по п.1, отличающаяся тем,что к выходному торцу анодной шины, расположенной на стороне, ближней к соседнему ряду электролизеров, подсоединено17,6 - 20,6;ь всех катодных стержней предыдущего электролизера,3. Ошиновка по п.2, отличающаяся тем,что отношение количества катодных стержней, подключенных к входному торцу анодной шины, расположенной на стороне,дальней от соседнего ряда электролизеров, к количеству катодных стержней, подключенных к входному торцу аноднойшины, расположенной на противоположной стороне электролизера, составляет1,14-1,7 . 1,2004630 Ысе 3 нцйряд змищрсюзеро 3 босе 0 нцй ряд электролизе Ф Составитель В.ПлатонаТехред М.Моргентал рректор Е.Папп Редактор Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3381 Производственно-издательский комбинат Патент,", г. Ужгород, у . рм