×
20.08.2014
216.012.ec7f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБЖИГА ПОДИНЫ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами. Способ включает нагрев подины, выполненной из катодных блоков с катодными блюмсами, электропроводным материалом, размещение на нем обожженных анодов, соединение анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера, пропускание электрического тока через электропроводный материал и регулирование токовой нагрузки обожженных анодов. В качестве электропроводного материала используют насыпной графитовый материал с фракцией не более 2 мм, размещенный в виде рядов усеченной пирамиды расположенных в проекции ниппелей по всей длине обожженного анода, при этом высоту каждого ряда устанавливают 10 мм до 100 мм в обратно пропорциональной зависимости от силы пропускаемого тока, составляющего от 500 кА до 100 кА, а соединение всех анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера осуществляют посредством гибких элементов. Обеспечивается повышение срока службы электролизера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к способам обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами.

Обжиг необходим для коксования подовой массы, которой набиваются швы между катодными блоками и промежутки между катодными блоками и стенками шахты, для просушки и прогрева катодных блоков и всей футеровки электролизера. Обжиг считается законченным, когда подовая масса скоксуется, а температура поверхности подины станет близкой к температуре электролиза. Обжиг осуществляется за счет тепла, выделяемого в обожженных анодах, в подине, выполненной из катодных блоков, и в слое материалов между обожженными анодами и катодными блоками при прохождении постоянного электрического тока через алюминиевый электролизер.

Известен способ обжига подины алюминиевого электролизера, включающий установку обожженных анодов на подину, крепление анододержателей обожженных анодов к анодным шинам анодной ошиновки, подъем обожженных анодов, заливку жидкого алюминия из расчета погружения в него обожженных анодов, подключение электролизера в электрическую цепь (Вольфсон Г.Е., Ланкин В.П. Производство алюминия в электролизерах с обожженными анодами. М.: Металлургия, 1974, с.55 и 56).

Недостаток известного способа обжига подины алюминиевого электролизера заключается в том, что при заливке жидкого алюминия подина подвергается тепловому удару, что может привести к образованию трещин в катодных блоках разрушению при дальнейшей эксплуатации электролизера. Также большим недостатком является прямой контакт подины с жидким алюминием, который имеет малую вязкость и температуру плавления. Алюминий может проникать глубоко внутрь подины перед затвердеванием и, реагируя с изоляцией, разрушать ее или создавать тепловой шунт.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающий покрытие подины, выполненной из катодных блоков, слоем углеродной засыпки, размещение на нем обоженных анодов, соединение анододержателей всех установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера, пропускание электрического тока через слой углеродной засыпки и регулирование токовой нагрузки обожженных анодов. Соединение анододержателей по меньшей мере 50% от общего числа обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера осуществляют посредством гибких элементов, обеспечивающих возможность отключения и подключения обожженных анодов, при этом обожженные аноды размещают по ширине подины в пределах периметра катодных блоков с постоянным или переменным смещением по отношению к продольной оси подины (патент RU №2215825, МПК С25С 3/06, 2003).

Недостаток прототипа - способа обжига подины алюминиевого электролизера заключается в том, что при простом опускании обожженных анодов на слой углеродной засыпки за счет ее большой площади не обеспечивается гарантированное прилегание анодного блока на углеродную засыпку. Следовательно, тепло выделяется только в той части слоя углеродной засыпки, где наблюдается касание блока. Вследствие этого возникают большие перепады температур по ширине, что приводит к возникновению больших термических напряжений и разрушению крайних катодных блоков. Также накрытие всей подины углеродным материалом приводит к большим трудозатратам по его удалению после пуска электролизера. Другим недостатком описанного способа обжига подины алюминиевого электролизера является то, что допускается до 50% от общего числа обожженных анодов закреплять с анодными шинами анодной ошиновки электролизера посредством базовых замков (жестко). Из-за того, что при нагреве подины за счет естественного выгорания угольного материала аноды, закрепленные с помощью гибких элементов, будут опускаться, а жестко залепленные аноды оставаться на месте, что приведет к появлению локальных перегревов подины.

Задачей изобретения является равномерный нагрев подины алюминиевого электролизера, как следствие увеличение срока службы электролизера, снижение затрат на нагрев и более быстрый ввод в эксплуатацию по сравнению с газопламенным обжигом.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного способа, заключается в равномерном распределении тока в подине, за счет которого происходит равномерный нагрев подины до 900°С менее чем за 60 часов, как при газопламенном обжиге.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающем покрытие подины, выполненной из катодных блоков с катодными блюмсами, электропроводным материалом, размещение на нем обожженных анодов, соединение анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера, пропускание электрического тока через электропроводный материал и регулирование токовой нагрузки обожженных анодов. В качестве электропроводного материала применяют насыпной графитовый материал, размещенный в виде рядов усеченной пирамиды расположенных в проекции ниппелей по всей длине обожженного анода, при этом высоту каждого ряда устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от силы пропускаемого тока, а соединение всех анододержателей установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера осуществляют посредством гибких элементов.

Кроме того, применяют насыпной графитовый материал фракцией не более 2 мм, а высоту каждого ряда устанавливают от 10 мм до 100 мм, а силу электрического тока - от 500 кА до 100 кА.

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленные решения от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию "новизна".

Сущность изобретения поясняется эскизом.

На фигуре 1 показана геометрия насыпного графитового материала на продольном разрезе торцевой части электролизера с обожженными анодами.

Подина, состоящая из катодных блоков 1 и блюмсов 2, покрыта слоем графитового материала 3 в виде формы усеченной пирамиды, на котором размещены обожженные аноды 4 с ниппелями 5, стрелками 6 показано направление силовых линий электрического тока. Анододержатели всех установленных обожженных анодов соединены с анодными шинами анодной ошиновки электролизера (не показано).

Способ обжига подины алюминиевого электролизера с обожженными анодами осуществляется следующим образом.

Перед установкой анода на подину электролизера укладывается приспособление с рейками требуемой высоты (от 10 до 100 мм).

Углеродный материал засыпается до верхней грани в пространство между рейками. Затем разравнивается и убирается излишек углеродного материала при помощи шаблона для разравнивания материала.

Далее приспособление демонтируется с подины электролизера, и углеродный материал приобретает форму усеченной пирамиды (фиг.1).

Для того, чтобы получить мощность достаточную для успешного разогрева подины электролизера и сохранения структуры катодного блока на слой графитовой засыпки высотой не менее 10 мм и не более чем 100 мм при силе тока от 500кА до 100кА соответственно размещают обожженные аноды таким образом, чтобы направление тока осуществлялось напрямую через последовательность проводников «анодный ниппель - анодный блок - графитовый материал - подовый блок - катодный блюмс».

После установки всех анодов в пространство борт-анод загружается пусковая шихта (криолит, дробленый оборот, сода) и сверху анодный массив укрывается криолитом.

Соединяют анододержатели всех установленных обожженных анодов с анодными шинами анодной ошиновки электролизера с помощью пакета алюминиевых гибких лент и пропускают полный электрический ток через слой графитового материала. Производят регулирование токовой нагрузки обожженных анодов путем отключения анодов берущих высокую нагрузку или имеющих локальный перегрев подин.


СПОСОБ ОБЖИГА ПОДИНЫ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 91-100 of 231 items.
13.01.2017
№217.015.8752

Способ извлечения скандия и редкоземельных элементов из красных шламов

Изобретение относится к извлечению скандия и редкоземельных элементов (РЗЭ) из красных шламов. Распульповку красного шлама проводят при рН=0,5-1. Пульпу подвергают механоактивации, сорбционное выщелачивание скандия ведут с органическим сорбентом, в поры которого импрегнирован эфир фосфорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603418
Дата охранного документа: 27.11.2016
24.08.2017
№217.015.95cf

Катодная футеровка электролизера производства первичного алюминия

Изобретение относится к футеровке катодного устройства электролизера для производства алюминия. Футеровка катодного устройства содержит подовые и бортовые блоки, соединенные между собой холоднонабивной подовой массой, огнеупорный и теплоизоляционный слои из неформованных материалов. Огнеупорный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608942
Дата охранного документа: 26.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ce7

Высокопрочный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных материалов на основе алюминия, и может быть использовано для получения ответственных изделий, работающих под действием высоких нагрузок, в частности для изготовления деталей, используемых для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610578
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9dcd

Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевых электролизеров содерберга

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга. Устройство содержит газосборный колокол, на продольных сторонах и в угловой части которого установлены патрубки, соединенные трубопроводами между собой и через коллектор с корпусной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610651
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.9ddf

Способ разогрева руднотермической печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения кремния, сплавов черных и цветных металлов в руднотермических электропечах после ремонта, оборудованных установками компенсации реактивной мощности. После ремонтного простоя одновременно включают печь для плавки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610650
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.a052

Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

Изобретение относится к электролитическому производству алюминия, а именно к способу формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом. Способ включает загрузку анодной массы в анодный кожух, установку в жидкую фазу анода вдоль продольной оси анода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606365
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a07a

Способ футеровки катодного устройства электролизера

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства электролизера для производства первичного алюминия электролизом. Способ включает загрузку теплоизоляционного слоя, состоящего из неграфитированного углерода, в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя засыпкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606374
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a66e

Универсальная машина для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер

Изобретение относится к универсальной машине для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер. Машина содержит бункер с датчиком сигнализатора нижнего уровня сырья, установленный на самоходном шасси с кабиной, питатель и узел загрузки с возможностью загрузки сырья в бункер АПГ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608013
Дата охранного документа: 11.01.2017
25.08.2017
№217.015.b5a8

Способ футеровки катодного устройства электролизера для получения первичного алюминия (варианты)

Изобретение относится к вариантам способа футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия. Способ включает засыпку теплоизоляционного слоя в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя с последующим уплотнением слоев, установку подовых и бортовых блоков с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614357
Дата охранного документа: 24.03.2017
25.08.2017
№217.015.b5c9

Карбонизатор

Изобретение относится к оборудованию гидрохимических производств и может использоваться в производстве глинозема из нефелинов или низкосортных бокситов методом спекания. Карбонизатор состоит из цилиндрического корпуса (1) с коническим днищем (2) и крышкой (3), труб (5) для подачи газа в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614717
Дата охранного документа: 28.03.2017
Showing 91-100 of 155 items.
13.01.2017
№217.015.8752

Способ извлечения скандия и редкоземельных элементов из красных шламов

Изобретение относится к извлечению скандия и редкоземельных элементов (РЗЭ) из красных шламов. Распульповку красного шлама проводят при рН=0,5-1. Пульпу подвергают механоактивации, сорбционное выщелачивание скандия ведут с органическим сорбентом, в поры которого импрегнирован эфир фосфорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603418
Дата охранного документа: 27.11.2016
24.08.2017
№217.015.95cf

Катодная футеровка электролизера производства первичного алюминия

Изобретение относится к футеровке катодного устройства электролизера для производства алюминия. Футеровка катодного устройства содержит подовые и бортовые блоки, соединенные между собой холоднонабивной подовой массой, огнеупорный и теплоизоляционный слои из неформованных материалов. Огнеупорный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608942
Дата охранного документа: 26.01.2017
25.08.2017
№217.015.9ce7

Высокопрочный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству высокопрочных материалов на основе алюминия, и может быть использовано для получения ответственных изделий, работающих под действием высоких нагрузок, в частности для изготовления деталей, используемых для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610578
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9dcd

Устройство для сбора и удаления газов из алюминиевых электролизеров содерберга

Изобретение относится к устройству для сбора и удаления отходящих газов алюминиевых электролизеров Содерберга. Устройство содержит газосборный колокол, на продольных сторонах и в угловой части которого установлены патрубки, соединенные трубопроводами между собой и через коллектор с корпусной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610651
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.9ddf

Способ разогрева руднотермической печи

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения кремния, сплавов черных и цветных металлов в руднотермических электропечах после ремонта, оборудованных установками компенсации реактивной мощности. После ремонтного простоя одновременно включают печь для плавки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610650
Дата охранного документа: 14.02.2017
25.08.2017
№217.015.a052

Способ формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом

Изобретение относится к электролитическому производству алюминия, а именно к способу формирования самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом. Способ включает загрузку анодной массы в анодный кожух, установку в жидкую фазу анода вдоль продольной оси анода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606365
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a07a

Способ футеровки катодного устройства электролизера

Изобретение относится к способу футеровки катодного устройства электролизера для производства первичного алюминия электролизом. Способ включает загрузку теплоизоляционного слоя, состоящего из неграфитированного углерода, в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя засыпкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606374
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a66e

Универсальная машина для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер

Изобретение относится к универсальной машине для транспортировки и загрузки сыпучих материалов в электролизер. Машина содержит бункер с датчиком сигнализатора нижнего уровня сырья, установленный на самоходном шасси с кабиной, питатель и узел загрузки с возможностью загрузки сырья в бункер АПГ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608013
Дата охранного документа: 11.01.2017
25.08.2017
№217.015.b5a8

Способ футеровки катодного устройства электролизера для получения первичного алюминия (варианты)

Изобретение относится к вариантам способа футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия. Способ включает засыпку теплоизоляционного слоя в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя с последующим уплотнением слоев, установку подовых и бортовых блоков с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614357
Дата охранного документа: 24.03.2017
25.08.2017
№217.015.b5c9

Карбонизатор

Изобретение относится к оборудованию гидрохимических производств и может использоваться в производстве глинозема из нефелинов или низкосортных бокситов методом спекания. Карбонизатор состоит из цилиндрического корпуса (1) с коническим днищем (2) и крышкой (3), труб (5) для подачи газа в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614717
Дата охранного документа: 28.03.2017
+ добавить свой РИД