Патент на изобретение №2285755
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УСТРАНЕНИЯ АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электролитического получения алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодных эффектов в электролизерах с самообжигающимся анодом. Техническим результатом является увеличение надежности гашения, снижение времени гашения анодного эффекта и предотвращение перелива электролита через борт ванны за счет уменьшения степени механического воздействия на аноды во время гашения, снижения изгибающего момента в винтах домкратов. Для этого при возникновении анодного эффекта осуществляют загрузку глинозема в электролит, сопровождаемую уменьшением исходного межэлектродного расстояния на 10-15% от исходного, после чего выполняют продольный перекос нижней границы анода путем подъема одного из торцов и одновременного опускания другого торца на 50-60% относительно исходного межэлектродного расстояния.
Изобретение относится к области электролитического получения алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодных эффектов в электролизерах с самообжигающимся и обожженными анодами. Способ может быть использован и на электролизерах Содерберга. Аналогом способа является способ устранения анодных эффектов, заключающийся в определении момента, когда падение напряжения на электролизере превысит уровень, соответствующий приблизительно 150% от номинального. При такой величине напряжения неизбежно наступает анодный эффект. После чего выполняют загрузку глинозема в электролит, а анод опускают для уменьшения межэлектродного расстояния до величины, составляющей 30-60% относительно межэлектродного расстояния. Затем, после загрузки глинозема, поднимают анод в прежнее положение (патент Франции №1589563, кл. С 25 С 3/20, 1970). Недостатком аналога является заливание криолит-глиноземного укрытия анода и даже перелив расплава через борт ванны, происходящие вследствие уменьшения величины межполюсного расстояния. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ, включающий загрузку глинозема и перемещение анодного массива вверх-вниз. В способе при возникновении анодного эффекта осуществляют продольный перекос нижней границы анода. Перекос осуществляют относительно горизонта путем подъема одного из торцов анода и одновременного опускания другого торца. Межэлектродное расстояние при этом оставляют прежним без изменения. После чего анод возвращают в исходное положение. В частном случае выполнения способа перед осуществлением перекоса предварительно увеличивают межэлектродное расстояние на 4-8%, затем измеряют падение напряжения в торцовых частях электролизера, например между центральными частями торцов анодного кожуха, и токопроводящими стержнями крайних (торцовых) катодных секций. Для восстановления межэлектродного расстояния опускают торец анода с меньшим значением измеренного напряжения и одновременно поднимают противоположный торец на величину, составляющую 70-150% относительно межэлектродного расстояния. Взаимодействие ее с вертикальной составляющей тока в цепи анод – электролит – катод создает электромагнитный эффект, вызывающий (при опускании одного из торцов анода) замыкание катодного металла на анод и тем самым ликвидацию анодного эффекта. Перемещение торцов анода в противоположных направлениях вызывает интенсивную циркуляцию электролита (Авторское свидетельство СССР №1775503, кл. С 25 С 3/20, 1992). Недостатками прототипа являются низкая надежность гашения из-за высокой вероятности повторного возникновения анодного эффекта и значительный износ оборудования ввиду возникновения больших изгибающих моментов в винтах домкратов механизмов перемещения анода за счет большой величины перекосов анода. Кроме того, мощная волна оказывает сильное механическое воздействие на аноды, а также зачастую приводит к выплескиванию металла из ванны. Задачей предлагаемого способа устранения анодных эффектов является увеличение надежности гашения, снижение времени гашения и предотвращение перелива электролита через борт ванны. Техническим результатом предложенного способа является уменьшение степени механического воздействия на аноды во время гашения, снижение изгибающего момента в винтах домкратов. Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического устранения анодных эффектов в алюминиевом электролизере с самообжигающимся анодом, включающем загрузку глинозема в электролит в момент возникновения анодного эффекта, перемещение анода, выполнение продольного перекоса нижней границы анода путем подъема одного из торцов и одновременного опускания другого торца и возвращение анода в исходное положение, согласно предлагаемому изобретению анод перемещают вниз на расстояние, равное 10-15% от исходного межэлектродного расстояния, а продольный перекос нижней границы анода осуществляют на расстояние, равное 50-60% от исходного межэлектродного расстояния. При осуществлении продольного перекоса на расстояние меньше 50% исходного межэлектродного расстояния не происходит устранение анодного эффекта. Увеличение продольного перекоса до значений, больших 60%, приводит к сильному волнению металла, вплоть до выплеска его из ванны. При перемещении анода вниз на расстояние больше 15% исходного межэлектродного расстояния происходит выдавливание электролита из ванны и возникновение аварийной ситуации. Уменьшение расстояния перемещения до значений меньше 10% исходного межэлектродного расстояния не устраняет анодный эффект. Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию «новизна». Пример реализации предлагаемого способа. Производили устранение анодных эффектов на электролизере на силу тока 300 кА. Скорость перемещения анода 42 мм/мин. Вначале были исследованы способы устранения анодного эффекта по аналогу и по прототипу. Устранение анодного эффекта методом движения анода вниз хотя и приводило к его гашению, однако сопровождалось «выдавливанием» электролита на глиноземно-электролитное укрытие. При этом уровень электролита после гашения уменьшался на 1-3 сантиметра. Опыты реализации способа по прототипу приводили к возобновлению анодных эффектов после возвращения анода в горизонтальное положение либо требовали очень большого перекоса и сохранения этого перекоса в течение значительного времени. При этом наблюдалось сильное волнение металла, сопровождаемое выплеском электролита из ванны. Оба способа устранения анодного эффекта (аналог и прототип) базируются на возникновении МГД-нестабильности, приводящей к волнению металла и подмыканиям анода на металл. Замыкание металлом отдельных участков анода способствует восстановлению фтор-углеродной газовой пленки и снижению плотности тока на незамкнутой поверхности анода. Это приводит к прекращению анодного эффекта при условии, что в электролите за время анодного эффекта накопилось, как минимум 2% растворенного глинозема. Однако на практике каждый из перечисленных способов ввиду присутствия перечисленных недостатков не получил широкого распространения. Предлагаемый способ устранения анодного эффекта, заключающийся в уменьшении межполюсного расстояния и перекосе анода, является более быстрым (выполняется за время меньшее чем 2 минуты) и эффективным (все испытания метода были успешными). Гашение анодного эффекта было успешным даже при отключении двух систем автоматизированной подачи глинозема из пяти.
Формула изобретения
Способ автоматического устранения анодных эффектов в алюминиевом электролизере с самообжигающимся анодом, включающий загрузку глинозема в электролит в момент возникновения анодного эффекта, перемещение анода, выполнение продольного перекоса нижней границы анода путем подъема одного из торцов и одновременного опускания другого торца и возвращения анода в исходное положение, отличающийся тем, что анод перемещают вниз на расстояние, равное 10-15% от исходного межэлектродного расстояния, а продольный перекос нижней границы анода осуществляют на расстояние, равное 50-60% от исходного межэлектродного расстояния.
QB4A – Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Инженерно-технологический центр”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): РУСАЛ ЭНЕРДЖИ ЛИМИТЕД (CY)
Договор № РД0015723 зарегистрирован 20.12.2006
Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:
Адрес для переписки:
Извещение опубликовано: 10.04.2007 БИ: 10/2007
QB4A – Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Русская инжиниринговая компания”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): РУСАЛ Ай Пи Менеджмент Кампани Лимитед (VG)
Договор № РД0027209 зарегистрирован 01.10.2007
Извещение опубликовано: 10.11.2007 БИ: 31/2007
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Русская Инжиниринговая Компания”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): РУСАЛ Ай Пи Менеджмент Кампани Лимитед (VG)
Характер внесенных изменений (дополнений):
Договор № РД0027209 зарегистрирован 01.10.2007
Извещение опубликовано: 20.09.2008 БИ: 26/2008
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Русская инжиниринговая компания”
Вид лицензии*: НИЛ
Лицензиат(ы): РУСАЛ ЭНЕРДЖИ ЛИМИТЕД (CY)
Характер внесенных изменений (дополнений):
Договор № РД0015723 зарегистрирован 20.12.2006
Извещение опубликовано: 10.08.2010 БИ: 22/2010
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
QZ4A – Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Русская инжиниринговая компания”
Вид лицензии*: ИЛ
Лицензиат(ы): ЮНАЙТЕД КОМПАНИ РУСАЛ АйПи ЛИМИТЕД (CY)
Характер внесенных изменений (дополнений):
Договор № РД0027209 зарегистрирован 01.10.2007
Извещение опубликовано: 10.12.2010 БИ: 34/2010
* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия
|
||||||||||||||||||||||||||
РД0015723 по обоюдному согласию