Разработка и совершенствование систем питания глиноземом и токоподвода к анодам алюминиевых электролизеров

• Автор: Бегунов, Алексей Альбертович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава. 1 Литературный обзор

1.1. Существующие способы питания электролизеров глинозмом

1.2. Питатель щелевого типа

1.3. Влага и фтористый водород при электролизе

1.4. Условия работы анода электролизера с верхним токоподводом

1.5. Экологические характеристики электролитического получения алюминия

Выводы

Глава 2. Режимы и условия работы щелевого питателя

2.1. Динамика течения глинозема через щелевой питатель

2.2. Характеристики глинозема, поступающего на ОАО БрАЗ, по содержанию влаги
2.3. Оценка возможностей сушки глинозема с применением тепла, выбрасываемого в атмосферу
2.4. Результаты испытаний щелевого питателя на ОАО БрАЗ
2.5. Разработка устройства для подогрева и сушки глинозема
Выводы
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов сушки глинозема
3.1. Термодинамические характеристики процесса сушки
3.2. Кинетика сушки некондиционного глинозема
Выводы
Глава 4. Совершенствование токоподвода к аноду электролизеров с ВТ
4.1. Введение
4.2. Токоподвод с подключением в цепь анодной рубашки
4.3. Определение возможности и эффективности подключения в
электрическую цепь анодной рубашки
4.4. Токоподвод с использованием цилиндрических штырей
4.5. Выбор материалов, требующихся для реализации цилиндрических штырей
4.6. Пути радикального снижения расхода энергии на алюминиевых электролизрах с верхним анодным токоподводом
Выводы
Заключение
Список литературы


Т. малоэффективны и в связи с низкой растворимостью глинозёма в электролите могут приводить к образованию осадков на подине. Устройства балочного типа, предложенные в изобретениях СССР [-] и в патенте США [] не обеспечивают контролируемой и постоянной дозировки количества загружаемого в ванну глинозёма. По характеристикам простоты более привлекательными являются такие решения, в которых подача глинозёма в ванну осуществляется самотеком через отверстие заданного сечения. Таким решением могла бы быть французская заявка, в которой устройство содержит утепленную крышку со сквозным отверстием под трубопровод []. Однако, этот трубопровод связан с бункером вновь через объемный дозатор и устройству свойственны недостатки классического питателя точечного типа. Такое устройство предложено, в частности, в []. В нем содержится утепленная плита укрытия и расположенный на ней бункер. Дозирующее устройство выполнено в виде прямоугольной щели заданного сечения при ширине этой щели от 0,5 до 1,5 мм. Щель расположена в плите укрытия параллельно ближайшей боковой стороне анода. Устройство снабжено узлом регулирования ширины щели. Этот узел может быть выполнен, например, в виде клина, установленного на внутренней стороне наклонной плоскости бункера с возможностью перемещения и фиксации на ней. Плита укрытия для исключения местного переохлаждения электролита поступающим в него глиноземом утеплена сверху теплоизолирующим слоем глинозема. Плиты укрытия подвешены к конструкции анодной рамы или анодной рубашки и опираются на катодный кожух. В другом изобретении, также относящемся к щелевому питателю, узел дозирования выполнен со щелью, образованной двумя рабочими пластинами из износо - и термостойких материалов []. В этом узле могут содержаться также вспомогательные пластины, выполненные из легкообрабатываемых материалов, стойких по отношению к фторидно-оксидному расплаву или к его парам. Такими материалами являются нитрид алюминия или карбонитрид бора. Вспомогательные пластины скрепляются с рабочими пластинами и притираются к выходному устью бункера и к опорной площадке крышки. Рабочие и вспомогательные пластины установлены с возможностью образования неподвижной и подвижной щек дозирующего узла. При этом подвижная щека с внешней стороны снабжена опорной металлической пластиной. Узел регулирования ширины щели содержит вал эксцентрикового сечения, механически связанный с опорной металлической пластиной подвижной щеки. Дозирующий узел располагается в верхней части крышки, а отверстие в крышке под щелью выполняется диффузорного типа с увеличением сечения сверху вниз. Выполнены стендовые испытания модели предложенного устройства [-]. Глинозем из бункера через щель подавали в поддон, установленный на платформе весов (рис. Массовый расход глинозема через щель зависит, очевидно, от ширины (И) и длины (1) щели, угла раскрытия стенок накопительного бункера (ф), а также от структуры, гранулометрического состава и других характеристик, определяющих сыпучесть глинозема. В работе использован глинозём двух основных типов, применяющихся в промышленности - «песчаный» и «мучнистый». Количество поступающего через питатель глинозёма практически пропорционально времени и, следовательно, не зависит от степени опорожнения бункера (рис. Наибольшее отклонение от пропорциональности наблюдается только для малой ширины щели (0, мм) в конце процесса опорожнения бункера. Этот эффект сильнее проявляется для глинозема «мучнистого» типа. Влияние ширины щели и типа используемого глинозёма в количественном отношении сопоставимо. Массовый расход глинозёма через питатель практически постоянен во времени, что позволяет отказаться от строгого регулирования уровня глинозема в бункере, заботясь лишь о том, чтобы он был постоянно заполнен с запасом «наполовину и более». Исключение вновь составляют значения ширины питающей щели ~ 0,4 мм (рис. Рис 4). Характер зависимости получается качественно иным при использовании широкой щели, например, для И = 2,6-3, мм. В связи с необходимостью решения задачи распределенного питания (по оси У, см. Рис.