RU2148107C1

RU2148107C1 - Method of forming self-combustible anode

Info

Publication number: RU2148107C1
Application number: RU98119656A
Authority: RU
Inventors: В.А. Крюковский; Э.П. Ласенко; А.Е. Лизунов; Ю.Н. Лубнин; Н.П. Попов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Ар. С" - ООО "Ар. С"
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-04-27

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: anode surface around replaceable pins is slightly dried 12-24 hours prior to installation of pins by adding additional amount of correcting anode compound having reduced amount of binder. In order to preserve shape of hole for pin, plug made of nonferromagnetic material with diameter equal to that of pin is inserted into hole. EFFECT: reduced consumption of anode compound and improved labor conditions. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии алюминия и может быть использовано на заводах по производству алюминия, оснащенных электролизерами с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом. The invention relates to the metallurgy of aluminum and can be used in factories for the production of aluminum, equipped with electrolytic cells with self-baking anodes and top current lead.

Известен способ формирования самообжигающегося анода, включающий загрузку жирной анодной массы (содержание связующего 37±1%) перед перестановкой штырей и сухой массы (содержание связующего 28±1%) после перестановки. (Д. Джонсон, В. К.Фризоргер. Самообжигающийся анод алюминиевого электролизера с пониженным содержанием связующего и верхним токоподводом. Доклад на международной конференции по электролитическому производству алюминия и магния. ВАМИ, Санкт-Петербург, 1995 г., стр. 3-20). A known method of forming a self-baking anode, including loading the fatty anode mass (binder content of 37 ± 1%) before rearranging the pins and dry mass (binder content of 28 ± 1%) after the permutation. (D. Johnson, V.K. Frizorger. Self-burning anode of an aluminum electrolyzer with a low binder content and an overhead current lead. Report at the international conference on the electrolytic production of aluminum and magnesium. WAMI, St. Petersburg, 1995, pp. 3-20) .

Недостатком способа является высокое среднее содержание связующего (29±1%), вызванное необходимостью поддержания жидкотекучести массы на поверхности анода для ее затекания в лунки при перестановке штырей и связанное с этим увеличение расхода массы и загрязнение окружающей среды. The disadvantage of this method is the high average binder content (29 ± 1%), caused by the need to maintain the fluidity of the mass on the surface of the anode for flowing into the wells when the pins are rearranged and the associated increase in mass consumption and environmental pollution.

Известен способ формирования самообжигающегося анода по патенту РФ N 2085623, по которому на поверхность анода периодически загружают анодную массу с пониженным или повышенным содержанием связующего для улучшения анода. Массу с повышенным содержанием связующего загружают в проекцию размещения продольных рядов токоподводящих штырей в плане анода, а остальную поверхность анода загружают массой с пониженным содержанием связующего. При перестановке анодных штырей отверстие в аноде из-под штыря заполняют анодной массой с повышенным содержанием связующего. Этот способ принят за прототип. A known method of forming a self-baking anode according to the patent of the Russian Federation N 2085623, according to which the anode mass with a reduced or increased binder content is periodically loaded onto the surface of the anode to improve the anode. A mass with a high binder content is loaded into the projection of the placement of longitudinal rows of current-carrying pins in the anode plan, and the remaining surface of the anode is loaded with a mass with a low binder content. When rearranging the anode pins, the hole in the anode from under the pin is filled with an anode mass with a high binder content. This method is adopted as a prototype.

Недостатком способа является то, что подштыревая пробка формируется из жидкой массы, затекающей в лунку, а так как, согласно изобретению, эта часть поверхности анода загружается анодной массой с повышенным содержанием связующего, то в лунку будет затекать масса, обогащенная связующим (пеком), что в условиях высоких температур приводит к образованию пористой коксовой структуры вторичного анода и его повышенной реакционности (увеличению расхода анода). Кроме того, осуществление способа связано с выделением значительного количества смолистых веществ в атмосферу при затекании жидкой массы, обогащенной пеком в отверстие из-под штыря, что ухудшает условие труда и состояние окружающей среды. The disadvantage of this method is that the pin plug is formed from a liquid mass flowing into the well, and since, according to the invention, this part of the anode surface is loaded with an anode mass with a high binder content, a mass enriched with a binder (pitch) will flow into the hole, which at high temperatures leads to the formation of a porous coke structure of the secondary anode and its increased reactivity (increase in anode consumption). In addition, the implementation of the method is associated with the release of a significant amount of resinous substances into the atmosphere when fluid flows enriched in pitch into the pin hole, which worsens the working condition and the environment.

Технической задачей изобретения является снижение расхода анодной массы и улучшение условий труда. An object of the invention is to reduce the consumption of the anode mass and improve working conditions.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в известном способе формирования самообжигающегося анода, включающем перестановку анодных штырей, загрузку основной (стандартной), корректировочной и подштыревой масс, поверхность анода вокруг переставляемых штырей за 12-24 ч до перестановки штырей подсушивают дополнительной загрузкой корректировочной массы с пониженным содержанием связующего, а для сохранения формы подштыревой лунки в нее устанавливают пробку из неферромагнитного материала, диаметром, равным диаметру штыря. The solution to this problem lies in the fact that in the known method of forming a self-baking anode, including the permutation of the anode pins, loading the main (standard), corrective and underpinning masses, the surface of the anode around the interchangeable pins 12-24 hours before the permutation of the pins is dried by additional loading of the correction mass with low binder content, and to maintain the shape of the pin hole, a tube of non-ferromagnetic material is installed in it, with a diameter equal to the diameter of the pin.

На фиг. 1 показаны в плане электролизера участки дополнительной загрузки для 12 и 8-горизонтных схем перестановки анодных штырей. In FIG. 1 shows, in a plan view of the electrolyser, sections of additional loading for 12 and 8-horizontal schemes of permutation of the anode pins.

На фиг. 2 показана подштыревая лунка с установленной в ней металлической пробкой. In FIG. 2 shows a pin hole with a metal plug installed in it.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

На поверхности анода на участке 1 вокруг шести переставляемых штырей (при 12-горизонтной схемы перестановки), за 12-24 ч до их перестановки дополнительно загружают корректировочную анодную массу с пониженным содержанием связующего (25±6%). Эта масса поглощает излишки связующего на поверхности анода, снижая деформируемость стенок лунки, но не устраняя ее полностью, особенно при перестановке периферийных штырей, глубина жидкой фазы у которых на 20 - 40 см больше, чем у центральных штырей. On the surface of the anode in section 1 around six rearranged pins (with a 12-horizontal permutation scheme), an additional 12-24 hours before their permutation additionally load an anode correction mass with a low binder content (25 ± 6%). This mass absorbs excess binder on the surface of the anode, reducing the deformability of the walls of the well, but not completely eliminating it, especially when moving the peripheral pins, the depth of the liquid phase in which is 20 - 40 cm more than that of the central pins.

На участке 2 показано место загрузки корректировочной анодной массы для 8-горизонтной схемы перестановки штырей вокруг девяти штырей. Section 2 shows the loading location of the correction anode mass for an 8-horizontal pin swap circuit around nine pins.

Для исключения затягивания лунок, сразу после извлечения штыря в лунку 3 на глубину жидкой (мягкой) фазы вводят металлическую (неферромагнитную) пробку 4, диаметром, равным диаметру штыря, что позволяет установить новый штырь на свой горизонт. Металлическую пробку устанавливают в лунку сразу после загрузки подштыревой массы и извлекают после ее расплавления, перед выставкой нового штыря (через 8-12 мин после загрузки подштыревой массы). To exclude tightening of the holes, immediately after removing the pin into the hole 3, a metal (non-ferromagnetic) plug 4 is inserted into the hole 3 to the depth of the liquid (soft) phase, with a diameter equal to the diameter of the pin, which allows you to install a new pin on its horizon. A metal plug is installed in the hole immediately after loading the pin mass and is removed after it is melted, before the new pin is inserted (8-12 minutes after loading the pin mass).

При этом, если время дополнительной загрузки анодной массы до перестановки штырей составляет менее 12 ч, вновь загруженная корректировочная масса не успевает расплавиться и при перестановке штырей ее брикеты попадают в лунку и затрудняют последующую выставку штыря на горизонт. At the same time, if the time of additional loading of the anode mass before rearrangement of the pins is less than 12 hours, the newly loaded correction mass does not have time to melt and, when the pins are rearranged, its briquettes fall into the hole and make subsequent pin alignment difficult.

Если же время дополнительной загрузки анодной массы составляет более 24 ч, масса успевает полностью расплавиться и эффект упрочнения стенок лунки при этом снижается. Оптимальный интервал времени дополнительной загрузки по результатам испытаний составил 12-24 ч, когда вновь загружаемая масса находилась в полурасплавленном (твердожидком) состоянии. При этом для 12-горизонтной схемы перестановки штырей оптимальное время загрузки находилось у нижнего предела (~ 12 ч), а для 8-горизонтной - у верхнего (~ 24 ч). If the time of additional loading of the anode mass is more than 24 hours, the mass manages to completely melt and the effect of hardening the walls of the well decreases. The optimal time interval for additional loading according to the test results was 12-24 hours, when the newly loaded mass was in a semi-molten (solid-liquid) state. At the same time, for the 12-horizontal pin permutation scheme, the optimal loading time was at the lower limit (~ 12 h), and for the 8-horizontal one, at the upper limit (~ 24 h).

Способ формирования самообжигающегося анода был испытан на 12 электролизерах на силу тока 156 кА для 8- и 12-горизонтных схем перестановки штырей. The method of forming a self-baking anode was tested on 12 electrolyzers for a current of 156 kA for 8- and 12-horizontal pin permutation schemes.

Результаты испытаний показаны в таблице. The test results are shown in the table.

Из приведенных в таблице данных видно, что способ позволяет снизить содержание связующего в корректировочной анодной массе на 14-17% (относительных) и улучшить качество вторичного анода за счет использования для подштыревой загрузки анодной массы регламентируемого состава. From the data shown in the table, it can be seen that the method allows to reduce the binder content in the correction anode mass by 14-17% (relative) and to improve the quality of the secondary anode due to the use of a regulated composition for the pin loading of the anode mass.

Экономическая эффективность способа формирования заключается в снижении расхода анодной массы на ~ 40 кг/т и фтористых солей (~ 30% в угольной пене) на 12 кг/т. Одновременно снижаются объемы выбросов смолистых и фтористых соединений в окружающую среду. The economic efficiency of the formation method is to reduce the consumption of the anode mass by ~ 40 kg / t and fluoride salts (~ 30% in coal foam) by 12 kg / t. At the same time, emissions of tar and fluoride compounds into the environment are reduced.

Claims

1. A method of forming a self-baking anode of an aluminum electrolyzer with an upper current supply, including rearrangement of the anode pins, loading of the main anode mass, corrective and underpinning masses, characterized in that 12 to 24 hours before the permutation of the pin around it, an additional corrective anode mass with a lower binder content is loaded .

2. The method according to claim 1, characterized in that after removing the pin and loading a pin mass into the well, a metal non-ferromagnetic plug of the same diameter as the pin is installed in it.