Патент на изобретение №2149922
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ВВОДА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
(57) Реферат: Изобретение относится к электролитическому производству алюминия. Сущность: в способе ввода в эксплуатацию алюминиевого электролизера, включающем обжиг, загрузку пускового сырья, алюминия и электролита, вывод на технологический режим, в ванну электролизера подают алюминий, содержащий 0,3-7,0 мас. % железа и 0,26-1,0 мас.% кремния в количестве 2-6 т. Изобретение обеспечивает повышение срока службы и сокращение сроков ввода электролизера в эксплуатацию. Изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано при вводе алюминиевого электролизера в эксплуатацию. Важными задачами повышения технико-экономических показателей процесса электролиза являются повышение срока службы электролизера и получение сортового металла в кратчайшие сроки после пуска. Поставленные задачи решаются различными способами. Повышение срока службы электролизера может быть достигнуто обжигом и пуском за счет предотвращения механических повреждений футеровки и равномерным прогревом угольной футеровки. В этом направлении известны следующие решения: – заполнение нижнего слоя межблочного шва корундовым, а верхнего подовой массой [1]; – использование для набивки межблочных швов суспензии глинозема в соляной кислоте [2]; – использование подложки, содержащей кислородные соединения бора в смеси с титаном и алюминием, которые в результате обжига и пуска образуют плотный защитный слой, содержащий диборид титана [3]; – использование при обжиге расплава (смеси) солей, содержащих хиолит и/или фторид бария [4]; – пуск электролизера с регулированием напряжения и уровня электролита [5]. Известны также решения по предотвращению теплового удара по футеровке и межблочным швам: – загрузка пускового сырья на подину и по периферии шахты электролизера [5, 6]. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является обжиг и пуск алюминиевого электролизера, включающий подачу пускового сырья, алюминия, подключение электролизера, наплавление и заливку электролита, регулирование напряжения и загрузку сырья и вывод электролизера на рабочий режим. [6] По наличию сходных сущесвтенных признаков данная технология выбрана в качестве прототипа. Недостатки технологии: – используется для ввода в эксплуатацию электролизера товарный металл сорта не ниже А5; – не в полной мере обеспечивается повышение срока службы электролизера за счет предотвращения механических повреждений футеровки и швов, предотвращения насыщения футеровки расплавами металла и солей. Задачей изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса электролитического получения алюминия. Техническим результатом предложенного способа является повышение стойкости футеровки и срока службы электролизера, сокращение сроков ввода электролизера в эксплуатацию и наработка сортового металла. Указанный технический результат достигается тем, что в способе ввода в эксплуатацию алюминиевого электролизера, включающем обжиг, загрузку пускового сырья и электролита, вывод на технологический режим, в ванну электролизера подают алюминий, содержащий 0,3 – 7,0 мас.% железа и 0,26 – 1,0 мас.% кремния в количестве 2-6 т. Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Общепринято, что для ввода алюминиевого электролизера в эксплуатацию на стадиях обжига и пуска используют алюминий сорта не ниже А5. Более низкосортный металл применять не рекомендуется из-за значительного содержания примесей, в основном железа и кремния. Подача низкосортного металла в электролизер разрешается только в послепусковой период и в незначительных количествах (до 1 т в смену). В предлагаемом решении используют металл с высокими содержаниями железа (0,3 – 7,0 мас.%) и кремния (0,26 – 1,0 мас.%) и в значительном количестве (2-6 т). Промышленные испытания, проведенные на Братском алюминиевом заводе, выявили следующее. В случае загрузки, при обжиге ванны на металле низкосортного (нетоварного) алюминия происходит неочевидный процесс извлечения из него железа и кремния. По всей вероятности, по мнению автора, железо и кремний из металла поглощаются углеродистыми материалами футеровки и под воздействием высоких температур, электрохимических процессов, взаимодействия материала угольной футеровки, электролита, жидкого алюминия и содержащихся в нем примесей железа и кремния образуются высокостойкие соединения типа карбидов и тугоплавких эвтектик, которые создают защитный слой и препятствуют проникновению в футеровку электролита и жидкого металла, повышая ее стойкость и срок службы электролизера. С другой стороны, извлечение (“подсос”) футеровкой железа и кремния из загружаемого в электролизер низкосортного (“не кондиционного”) металла превращает его в сортовой металл, резко сокращает трудозатраты, энергозатраты, сокращает сроки вывода электролизера на выпуск сортового металла. С учетом вышеизложенного, использование предлагаемого решения повышает технико-экономические показатели процесса электролиза без всяких капитальных затрат. Способ осуществляют следующим образом. Пример 1. В период обжига в электролизер загружали 4 т жидкого алюминия с содержанием железа 3,26 мас.% и содержанием кремния 0,24 мас.%. Затем загружали в твердом виде алюминий, содержащий 6 мас.% Fe (1 т), 4 мас.% Fe (1 т) и 0,4 – 0,42 мас.% Si. После обжига и пуска ванны металл не сливался. Сортность ванны через 3 суток после пуска составила Fe – 2,78 мас.%, Si – 0,34 мас.%, через 5 суток: Fe – 1,79 мас.%, Si – 0,65 мас.%, через 15 суток: Fe – 0,67 мас. %, Si – 0,24 мас.%, через 20 суток после пуска ванна выходила на сортовой металл марки А5 с последующим выходом на более высокосортный металл. При этом: 1) на обжиге и пуске в ванну подавался низкосортный, либо некондиционный металл; 2) ванна после обжига и пуска не сливалась и не промывалась; 3) выход на режим нормальной эксплуатации обеспечен в минимальные сроки с минимальными затратами и без затрат товарного металла. По мнению авторов, технический результат предлагаемого технического решения достигается следующим образом. В процессе термической нагрузки, в результате термохимической диффузии в теле угольной футеровки (и в межблочных швах) образуются интерметаллические соединения, температура плавления которых превышает (или соизмерима) с температурой расплавов. В этом случае могут, по мнению авторов, образовываться тугоплавкие соединения, предотвращающие и предупреждающие разрушение катодного устройства электролизера за счет разрушения его целостности и технических нарушений в период обжига и пуска. Опыт эксплуатации предлагаемой технологии подтвердил ее эффективность и низкую себестоимость на внедрение. Источники информации 1. А.с. СССР N 1458435, C 25 C 3/08, 1989 г. 2. А.с. СССР N 1397544, C 25 C 3/06, 1989 г. 3. А.с. СССР N 1331906, C 25 C 3/08, 1987 г. 4. Заявка N 96100479, пол.решение от 21.01.97 г. 5. Патент РФ N 2080416, C 25 C 3/06. 6. Технологическая инструкция ТИ 48-0102-01-01-93, ОАО БрАЗ, электролитическое получение алюминия-сырца, 1993 г., с. 23-35. Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.06.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 3-2003
Извещение опубликовано: 27.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
