ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкция и эксплуатация электролизеров из "Прикладная электрохимия Издание 3" В процессе развития алюминиевой промышленности конструкции электролизеров подвергались значительным изменениям и усовершенствованиям, увеличивалась их мощность за счет повышения силы тока. Так, если первые электролизеры Волховского алюминиевого завода работали при силе тока 23 кА, на современных серийных электролизерах она может достигать 225 кА. [c.471] Современный электролизер состоит из пяти основных частей корпуса ванны, катода, анода, катодного токоподвода и анодного токоподвода (рис. 5.14). [c.471] Катодом служит расплавленный алюминий, который расположен на дне электролизера в виде слоя высотой 0,1—0,2 м. Подвод тока к расплавленному алюминию через угольные блоки 4 осуществляется с помощью стержней 3. Введенные в блоки стальные стержни для улучшения контакта заливают чугуном или утрамбовывают углеродистой массой. [c.472] В качестве анодов в электролизерах применяются угольные блоки 4. Многоанодные электролизеры на большинстве заводов теперь заменены одноэлектродными, что значительно упростило регулирование работы электролизеров. [c.472] Самообжигающийся электрод представляет собой алюминиевый кожух, в который набивают сырую углеродистую массу. По мере сгорания массы кожух наращивают сверху и наполняют новыми порциями углеродистой массы, которая расходуется при электролизе, образуя с выделяющимся кислородом СО и СОг. По высоте анод можно разделить на три зоны. В верхней зоне анодная масса находится в расплавленном состоянии, в средней части (выше зоны спекания) — в виде густой тестообразной массы и в нижней — в виде твердой спекшейся массы. Для лучшего спекания добавляемой порции электродной массы с находящейся в аноде старой массой температура внутри кожуха на поверхности массы должна быть не ниже 100 °С. Кожух анода составляют из отдельных частей — царг. [c.472] Аноды подвешивают на железную раму 12 с помощью стальных штырей 16, которые одновременно служат для подвода тока. На углах анодной рамы закреплены тяги, соединенные с подъемным механизмом. С помощью подъемного механизма анод по мере его сгорания можно опускать вниз. [c.472] В настоящее время применяют аноды с боковым и верхним токоподводами. При боковом токоподводе штыри вбивают в анод с двух сторон в шахматном порядке в несколько рядов. Когда ряд штырей приближается к поверхности электролита, их выдергивают и перемешают в верхнюю зону, выше конуса спекания. Здесь электродная масса еще не ококсована, ее коксование и сцепление со штырями происходит одновременно по мере опускания электрода. [c.472] Подвод тока к анодам алюминиевых ванн и отвод его от катодных стержней осуществляются с помощью алюминиевых шин. Ошиновку ванны, по которой подводится ток к аноду, называют анодной, а ошиновку, по которой отводится ток от подины (катода) —катодной. Катодную и анодную ошиновки ванны необходимо тщательно изолировать друг от друга. Изолируется также каркас ванны. [c.472] Для обслуживания ванн, оборудованных самоспекающимися анодами с верхним токоподводом, используют рельсовые машины, выполняющие операции по пробивке корки на электролите, загрузке глинозема и анодной массы. Для перестановки штырей и транспортирования вакуум-ковшей при извлечении алюминия служат специальные краны. [c.473] оборудованные электролизерами с обожженными анодами, оснащены краном, управляемым ЭВМ, для извлечения анодного огарка и установки нового анода. [c.473] Современный электролизер для получения алюминия работает непрерывно, т. е. во время работы его необходимо постоянно снабжать новыми порциями электролита и электродной массы и отводить продукты электролиза — алюминий и газы. [c.473] При получении алюминия расходуется глинозем. Одним из важных показателей режима работы ванн является частота появления анодных эффектов, вызывающих повышение напряжения, температуры и расхода энергии, а также увеличение потерь. Поскольку анодные эффекты возможны при обеднении электролита глиноземом до 1—2%. т. е. при нарушении подачи глинозема в ванны, то анодный эффект используют в качестве одного из способов контроля работы ванны. [c.473] Высота уровня катодного металла, накапливающегося в процессе электролиза, должна поддерживаться постоянной. Полученный алюминий удаляют из ванны с помошью сифона через летку или вакуум-ков ша. После извлечения металла на поду ванны должен оставаться его слой высотой 10—15 см, обеспечивающий дальнейшую нормальную работу ванны. [c.473] Удаляемые анодные газы могут быть утилизированы из них улавливают пыль и фториды, которые после регенерации возвращают в производство. [c.473] Обычно электролизные корпуса — одноэтажные здания. Ванны частично утоплены в пол, а вокруг них в полу имеются глу--бокие каналы, в которые укладывают токоподводящие и токоотводящие шины. В эти подземные каналы специальными вентиляторами, установленными в торце каждого корпуса, подают свежий воздух, что улучшает вентиляцию здания. [c.474] В современных электролизных цехах ванны расположены в два или четыре ряда. В связи с применением электролизеров большой мощности предлагают располагать ванны в один ряд в двухэтажном здании. Число последовательно соединенных в серии алюминиевых ванн может достигать 160. [c.474] С увеличением мощности агрегатов снижаются удельные ка-цитальные вложения, повышается производительность труда, но с увеличением токовой нагрузки возрастает и отрицательное влияние электромагнитных и гидродинамических сил. В соответствии с проведенными расчетами, с повышением мощности ванн удельные капитальные затраты и себестоимость алюминия достигают минимальных значений в интервале 150—175 кА при ширине анода в 3 м. [c.474] Вернуться к основной статье