Способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера
Изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано при перестановке анодных штырей алюминиевого электролизера при двухгоризонтальной схеме их расположения в аноде. Способ включает периодическое извлечение первой, а через заданный промежуток времени - второй группы штырей нижнего горизонта, при этом перестановка первой группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, определяемому по следующему эмпирически подобранному выражению: где l1 - минимальное расстояние между нижней гранью анода и концами штырей нижнего горизонта, мм; - коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах 16,55-33,11; В - ширина анода, мм; V - скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч; Т - период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч; d - диаметр цилиндрической части штыря, мм, а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по следующему выражению: l2 = l1-Vt, где t - заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18-30 ч.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к электролитическому производству алюминия.
Известен способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера, согласно которому извлекают сначала половину штырей, подошедших к подошве анода на расстояние 23-27 см, а затем через одни-двое суток - остальные штыри нижнего горизонта. После охлаждения штыри устанавливают в углеродное тело анода по двухгоризонтной схеме [1]. Недостатком известного способа является высокое падение напряжения в аноде. За прототип принят способ перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера с двухгоризонтным расположением их в аноде и расстоянием от нижних концов до подошвы 20-30 см. Согласно этому способу сначала переставляют первую, а затем вторую группу штырей нижнего горизонта с интервалом времени между операциями одни сутки [2]. Недостатком способа также является высокое падение напряжения в аноде, приводящее к перерасходу электроэнергии. Это обусловлено тем, что определение минимального расстояния от нижних концов штырей до подошвы анода, при котором необходимо производить перестановку штырей, в немалой степени является субъективным и зависит от знаний и квалификации обслуживающего персонала. Задачей изобретения является снижение падения напряжения в аноде и, соответственно, расхода электроэнергии при производстве алюминия. Поставленная задача достигается тем, что в способе перестановки вертикальных анодных штырей алюминиевого электролизера с двухгоризонтным расположением в аноде, включающем периодическое извлечение первой, а через заданный промежуток времени - второй группы штырей нижнего горизонта и установку их после охлаждения на верхний горизонт, перестановку первой группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, определяемому по следующему эмпирически подобранному выражению: где l1 - расстояние между подошвой анода и концами штырей нижнего горизонта, мм; - коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах 16,55-33,11; В - ширина анода, мм; V - скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч; Т - период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч; d - диаметр цилиндрической части штыря, мм, а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по выражению: l2 = l1-Vt,где t - заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18-30 ч. Пример осуществления способа. Перестановку штырей производили на электролизерах типа С-8БМ, имеющих ширину самообжигания анода 2850 мм и двухгоризонтную схему расстановки составных сталеалюминиевых штырей с диаметром цилиндрической части 138 мм, расстояние между горизонтами составляло 200 мм. При скорости расхода анода 0,685 мм/ч коэффициент пропорциональности = 24,5, а период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта 360 ч. Тогда минимальное расстояние (l1), при котором необходимо производить перестановку штырей первой группы, будет равно
Через 20 ч после перестановки первой группы производили перестановку второй группы штырей нижнего горизонта, предварительно определяли минимальное расстояние между штырями и подошвой анода
l2 = 208,8-0,68520 = 195,1 (мм). Испытав изобретение на электролизерах с верхним токоподводом на силу тока примерно 156 кА, получено снижение падения напряжения на 40-50 мм.
Формула изобретения
где l1 расстояние между подошвой анода и концами штырей нижнего горизонта, мм;
- коэффициент пропорциональности, изменяющийся в пределах от 16,55 до 33,11;
B ширина анода, мм;
V скорость расхода углеродного тела анода, мм/ч;
T период времени между началом двух смежных перестановок первых групп штырей нижнего горизонта, ч;
d диаметр цилиндрической части штыря, мм,
а перестановку второй группы штырей производят, когда расстояние от их нижних концов до подошвы анода равно значению, рассчитываемому по следующему выражению:
l2 l1 V t,
где t заданный промежуток времени между началом перестановок первой и второй групп штырей нижнего горизонта, равный 18 30 ч.