СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ АНОДА С ВЕРХНИМ ТОКОПОДВОДОМ
METHOD OF CONTROLLING FORMATION OF ANODE WITH UPPER CURRENT LEAD

Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому получению алюминия из расплавленных солей, а именно к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом при повышении плотности тока.
Известен способ управления формированием анода на электролизерах с верхним токоподводом, включающий осуществление контроля за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей (Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С.И. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987, с.113-114).
Недостатком такого способа является ухудшение качества анода из-за перегрева при повышении поддерживаемой плотности тока как из-за увеличения выделения тепла в аноде, так и за счет повышения прихода тепла в анод из электролита.
Наиболее близким к заявляемому является способ управления формированием анода на электролизере с верхним токоподводом, включающий контроль за состоянием анода, загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку во время перестановки штырей, прорезку и уплотнение периферии анода, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита (Минцис М.Я., Поляков П.В., Сиразутдинов Г.А. - Электрометаллургия алюминия. Новосибирск: Наука, 2001, с.215-222).
Недостатком такого способа является увеличение термической напряженности и образование трещин по периферии анода, обгорание боковой поверхности анода и соответственно рост удельного расхода анодной массы и съема угольной пены из-за разогрева тела анода при повышении поддерживаемой плотности тока как за счет роста выделения тепла в аноде, так и за счет поступления тепла из электролита в анод. Это ограничивает повышение плотности тока.
В основу изобретения поставлена задача разработать способ, позволяющий добиться повышения производительности электролизера путем увеличения плотности тока в аноде.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что при повышении поддерживаемой плотности тока снижают поддерживаемый уровень электролита в соответствии с формулой
эл.
A
Δh=k Δi
эл
где Δh. - изменение поддерживаемого уровня электролита, см;
A
2
Δi - изменение поддерживаемой плотности тока в аноде, А/см;
k - эмпирический коэффициент, подобранный на основании практических исследований, равный 100.
2
2
2
Пример. На электролизере поддерживалась средняя плотность тока 0,7 А/см и средний уровень электролита 21 см. Поддерживаемая плотность тока в аноде была увеличена до 0,74 А/см, т.е. на 0,04 А/см путем повышения силы тока на 9 кА. Проведены испытания шести групп электролизеров, на которых уровни электролита были понижены соответственно на 1-6 см. Результаты испытаний в сравнении с прототипом приведены в таблице.
Таблица
Технологические параметры и показатели
Номер группы
Прототип
1
2
3
4
5
6
Уровень электролита, см
15
16
17
18
19
20
21
Изменение уровня электролита, см
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
Соотношение Δh<sub>эл.</sub>/Δi<sub>A</sub>
150
125
100
75
50
25
Уровень металла, см
46,3
46,1
46,4
46,5
46,4
46,3
46,2
Температура электролита, °С
957,8
956,2
955,5
957,3
959,4
958,7
960,5
Расход анодной массы, кг/т алюминия
530
525
520
527
534
532
540
Съем пены, кг/т алюминия
28
24
20
25
29
26
33
Выход по току, %
88,3
89,2
89,6
88,8
88,3
88,9
88,1
Согласно таблице наилучшие результаты получены по группе 3, по которой снижение уровня электролита соответствовало формуле
эл
A
Δh=100 Δi
Снижение уровня электролита приводит к повышению выхода по току и производительности электролизера за счет уменьшения перехода диспергированного алюминия в электролит, что сокращает выделение тепла в прианодном пространстве и соответственно снижает поступление тепла из электролита в анод, а также приводит к уменьшению токовой нагрузки на периферийные штыри, что снижает термическую напряженность и соответственно образование трещин по периферии анода и обгорание боковой поверхности анода и сокращает удельный расход анодной массы и съем угольной пены.