RU2194094C2 - Method for starting aluminium cell - Google Patents
Method for starting aluminium cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194094C2 RU2194094C2 RU2001102757A RU2001102757A RU2194094C2 RU 2194094 C2 RU2194094 C2 RU 2194094C2 RU 2001102757 A RU2001102757 A RU 2001102757A RU 2001102757 A RU2001102757 A RU 2001102757A RU 2194094 C2 RU2194094 C2 RU 2194094C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- day
- electrolyzer
- hearth
- firing
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 19
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 2
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- -1 pouring the cell Chemical compound 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электролитическому производству алюминия и может быть использовано при пуске алюминиевого электролизера после капитального ремонта. The invention relates to the electrolytic production of aluminum and can be used when starting an aluminum electrolyzer after major repairs.
Срок службы электролизера, высокая сортность получаемого металла и работа без технологических нарушений во многом зависят от пускового периода. The life of the electrolyzer, the high grade of the obtained metal and work without technological disruptions largely depend on the start-up period.
Одним из основных критериев пуска электролизера является сокращение времени от момента окончания обжига до подключения электролизера к току серии и выходу на технологический режим. One of the main criteria for starting the electrolyzer is to reduce the time from the moment of firing to the connection of the electrolyzer to the series current and exit to the technological mode.
Поэтому важное значение имеет решение следующих технических задач:
а) максимальное сохранение тепла подины после обжига, полученного ею при обжиге, с целью предотвращения термического удара при заливке в электролизер жидкого пускового сырья;
б) более "мягкий" электрический пуск электролизера без электрического удара по катодному устройству, приводящего к нарушению его целостности.Therefore, the solution of the following technical problems is important:
a) maximum heat preservation of the hearth after firing, obtained by it during firing, in order to prevent thermal shock when pouring liquid starting raw materials into the electrolyzer;
b) a more “soft” electric start of the electrolyzer without electric shock to the cathode device, leading to a violation of its integrity.
Эти задачи решаются использованием различных технологий. These tasks are solved using various technologies.
Известен способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера, включающий постепенный разогрев подины катода теплом от сжигания распыленного в рабочем пространстве электролизера топлива, заливку в шахту футерованной ванны электролита и дальнейший прогрев катода за счет сжигания топлива над поверхностью электролита, в котором вначале подину разогревают теплом от сжигания топлива до температуры не ниже 750oС, затем заливают перегретый до 970-1010oС электролит и продолжают нагрев катода и футеровки до эксплуатационных температур (а.с. СССР 659645, С 25 С 3/06, 1979 [1]).There is a method of preparing for launching an aluminum electrolysis cell for electrolysis, including the gradual heating of the cathode bottom by heat from burning the fuel sprayed in the electrolyzer working space, pouring the lined electrolyte bath into the shaft and further heating of the cathode by burning fuel above the electrolyte surface, in which the bottom is first heated with heat from combusting the fuel to a temperature not lower than 750 o C, then poured superheated to 970-1010 o C, and continued heating of the electrolyte and the cathode lining up performance tempo Atur (AS USSR 659645, C 25 C 3/06, 1979 [1]).
Недостатки известного решения: первоначальный обжиг подины производится до недостаточно высокой температуры, что может привести к термическому удару и, как следствие, к нарушению целостности подины, технологическим нарушениям в процессе эксплуатации, снижению сортности нарабатываемого металла, снижению срока службы электролизера. Кроме того, нагрев катодного устройства на второй стадии сжиганием топлива над открытой поверхностью электролита не только неэффективен, но и влечет значительные безвозвратные потери фтористых солей. The disadvantages of the known solution: the initial firing of the hearth is carried out to an insufficiently high temperature, which can lead to thermal shock and, as a result, to a violation of the integrity of the hearth, technological disruptions during operation, reduction of the grade of the produced metal, and reduction of the life of the electrolyzer. In addition, heating the cathode device in the second stage by burning fuel over the open surface of the electrolyte is not only inefficient, but also entails significant irreversible loss of fluoride salts.
Известен способ пуска и ввода в нормальную эксплуатацию электролизера для получения алюминия, включающий заливку электролита, контролируемые подъем напряжения до напряжения анодного эффекта (30 В) со скоростью 5-10 В/ч и снижение напряжения в две стадии: на первой со скоростью 5-10 В/ч до 8,0-8,5 В, а на второй - со скоростью 0,3-0,5 В/ч до напряжения 4,0-4,4 В (а.с. СССР 1014992, С 25 С 3/06, 1983 [2]). A known method of starting and putting into normal operation of the electrolyzer to produce aluminum, including filling the electrolyte, controlled voltage increase to the voltage of the anode effect (30 V) at a speed of 5-10 V / h and voltage reduction in two stages: at the first with a speed of 5-10 V / h up to 8.0-8.5 V, and on the second - at a speed of 0.3-0.5 V / h to a voltage of 4.0-4.4 V (A.S. USSR 1014992, C 25 C 3/06, 1983 [2]).
Высокие скорости подъема и снижения напряжения на первом этапе электрического пуска приводят к электрическому удару на катодное устройство, который может вызвать локальные разрушения, что влечет технологические нарушения, снижение срока службы электролизера. High lifting and voltage reduction rates at the first stage of electric start-up lead to electric shock to the cathode device, which can cause local damage, which leads to technological disruptions, and a decrease in the life of the electrolyzer.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ пуска алюминиевого электролизера, включающий заливку электролита, выдержку и заливку алюминия, в котором выдержку проводят в течение 2-4 суток (а.с. СССР 981454, С 25 С 3/06, 1982[3]). Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of starting an aluminum electrolyzer, including pouring the electrolyte, holding and pouring aluminum, in which the shutter speed is carried out for 2-4 days (AS USSR 981454, C 25 C 3/06, 1982 [3]).
Производили по предлагаемому решению пуск электролизеров на 150 кА. После обжига катода форсунками заливается 16-18 т электролита. Рабочее напряжение 7-10 В. The electrolyzers were launched at 150 kA according to the proposed solution. After firing the cathode, 16-18 tons of electrolyte are filled with nozzles. Operating voltage 7-10 V.
Заливку металла осуществляют после выдержки электролита через 2-4 суток, температура электролита при этом 1000-1050oС.The metal is poured after aging the electrolyte after 2-4 days, the temperature of the electrolyte at the same time 1000-1050 o C.
При пуске по предлагаемому способу электролит заполняет поры и щели футеровки. Растворенная в электролите окись алюминия взаимодействует с материалом подины. Образующийся при этом карбид алюминия препятствует в дальнейшем проникновению катодного металла под подовые блоки. When starting according to the proposed method, the electrolyte fills the pores and cracks of the lining. Alumina dissolved in the electrolyte interacts with the bottom material. The aluminum carbide formed in this case prevents further penetration of the cathode metal under the hearth blocks.
Однако поддержание высокой температуры электролита (1000-1050oС) в течение длительного времени (2-4 суток) влечет значительные потери фтористых солей. Поддержание рабочего напряжения на ванне 7-10 В приводит к значительным непроизводительным затратам электроэнергии.However, maintaining a high temperature of the electrolyte (1000-1050 o C) for a long time (2-4 days) entails significant losses of fluoride salts. Maintaining an operating voltage of 7-10 V in the bath leads to significant unproductive energy costs.
Задачей предлагаемого решения является повышение технико-экономических показателей процесса электролиза, повышение срока службы электролизера. The objective of the proposed solution is to increase the technical and economic indicators of the electrolysis process, increasing the life of the electrolyzer.
Техническим результатом является сокращение времени от момента окончания обжига до подключения электролизера к току серии, снижение силы термического удара на катодное устройство, снижение потерь фтористых солей. The technical result is to reduce the time from the moment of firing to connecting the cell to the series current, reducing the force of thermal shock on the cathode device, reducing the loss of fluoride salts.
Технический результат достигается тем, что в способе пуска алюминиевого электролизера, включающем обжиг подины, заливку жидкого электролита, электрическое подключение электролизера, при обжиге подины ее поверхность разогревают до не менее 850oС, заливку электролита производят в два этапа: на первом этапе 40-55% объема электролита, необходимого для заполнения ванны до технологического уровня, заливают со скоростью 0,38-0,46 т/мин, а на втором этапе 45-60% объема электролита заливают со скоростью не менее 0,1 т/мин, причем после электрического подключения электролизера осуществляют снижение напряжения на электролизере до рабочего по следующему графику, В:
День пуска - 7,0+0,7
1-е сутки - 6,2+0,4
2-е сутки - 5,8+0,3
3-е сутки - 5,4+0,3
4-е сутки - 5,1+0,2
5-е сутки - 4,85+0,2
6-е сутки - 4,7+0,1
7-е сутки - 4,6+0,1
8-е сутки - 4,5+0,1
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Для смягчения термического удара по катодному устройству, особенно по подине, в период обжига необходим максимальный равномерный прогрев подины. В предлагаемом решении прогрев поверхности подины осуществлялся газовыми горелками до 850-870oС. Чем выше температура, тем глубже прогрев угольных блоков, тем меньше вероятность нарушения целостности подины вследствие термического удара при заливке электролита. Режим заливки электролита обусловлен решением нескольких задач:
1) максимальное сохранение тепла обжига в катодном устройстве (сокращение расхода электроэнергии на прогрев футеровки катодного устройства);
2) температура заливаемого электролита 950-970oС, т.е. разница температур электролита и поверхности подины невелика (~100-120oС), что резко снижает термический удар;
3) заливка электролита в две стадии обеспечивает более равномерный тепловой режим пускового электролизера и в конечном итоге приведет к повышению срока службы;
4) скорости заливки электролита также обеспечивают максимальное сохранение тепла обжига и достижение равномерного прогрева катодного устройства;
5) электрический режим пуска электролизера (более плавное снижение напряжения на пусковом электролизере) позволяет максимально сократить по времени, либо вообще исключить "пусковую вспышку" и тем самым либо смягчить электрический удар на подину, либо устранить его вообще.The technical result is achieved by the fact that in the method of starting an aluminum electrolyzer, including firing the hearth, pouring liquid electrolyte, electrical connection of the electrolyzer, when firing the hearth, its surface is heated to at least 850 o C, the electrolyte is filled in two stages: at the first stage 40-55 % of the volume of electrolyte needed to fill the bath to the technological level is poured at a speed of 0.38-0.46 t / min, and in the second stage, 45-60% of the volume of electrolyte is poured at a speed of at least 0.1 t / min, and after electrical connect eniya electrolytic reduction is carried out in an electrolytic cell voltage to a working according to the following schedule, In:
Launch Day - 7.0 + 0.7
1st day - 6.2 + 0.4
2nd day - 5.8 + 0.3
3rd day - 5.4 + 0.3
4th day - 5.1 + 0.2
5th day - 4.85 + 0.2
6th day - 4.7 + 0.1
7th day - 4.6 + 0.1
8th day - 4.5 + 0.1
The technical essence of the proposed solution is as follows. To mitigate thermal shock to the cathode device, especially along the hearth, the maximum uniform heating of the hearth is necessary during the firing period. In the proposed solution, the heating of the surface of the hearth was carried out by gas burners up to 850-870 o C. The higher the temperature, the deeper the heating of the coal blocks, the less likely it is to violate the integrity of the hearth due to thermal shock during filling of the electrolyte. The electrolyte filling mode is due to the solution of several problems:
1) the maximum conservation of firing heat in the cathode device (reduction of energy consumption for heating the lining of the cathode device);
2) the temperature of the filled electrolyte is 950-970 o C, i.e. the difference in temperature of the electrolyte and the surface of the hearth is small (~ 100-120 o C), which sharply reduces thermal shock;
3) pouring the electrolyte in two stages provides a more uniform thermal regime of the starting electrolyzer and ultimately leads to an increase in service life;
4) the rate of casting of the electrolyte also provides maximum preservation of the heat of firing and achieving uniform heating of the cathode device;
5) the electric start-up mode of the electrolyzer (a more gradual decrease in voltage at the start-up electrolyzer) allows reducing the time as much as possible, or eliminating the “starting flash” altogether and thereby either mitigating the electric shock to the bottom or eliminating it altogether.
Сравнение предлагаемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующим:
- разогревом поверхности подины до температуры не менее 850oС;
- заливкой электролита в два этапа: на первом 40-55% объема электролита, необходимого для заполнения ванны до технологического уровня со скоростью 0,38-0,46 т/мин, а на втором этапе 45-60% объема электролита со скоростью не менее 0,1 т/мин;
- использованием отработанного графика снижения напряжения до рабочего.Comparison of the proposed solution with the prototype shows that it differs in the following:
- heating the surface of the hearth to a temperature of at least 850 o C;
- pouring the electrolyte in two stages: at the first 40-55% of the electrolyte volume needed to fill the bath to the technological level at a speed of 0.38-0.46 t / min, and at the second stage 45-60% of the electrolyte volume at a speed of not less 0.1 t / min;
- the use of an established schedule for reducing voltage to the working one.
Все вышеуказанные отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "новизна". All of the above distinguishing features from the prototype signs allow us to conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty."
Проведенный поиск и сравнительный анализ с прототипом и другими известными решениями предлагаемого изобретения выявил следующее:
- известен способ подготовки к пуску на электролиз алюминиевого электролизера, включающий постепенный (ступенчатый) разогрев подины катода теплом от сжигания распыленного в рабочем пространстве электролизера топлива, заливку в шахту футерованной ванны электролита и дальнейший прогрев катода за счет сжигания топлива над поверхностью электролита, в котором вначале подину разогревают теплом от сжигания топлива до не ниже 750oС, затем заливают перегретый до 970-1010oС электролит и продолжают нагрев катода до эксплуатационных температур [1];
- известен способ термической подготовки алюминиевого электролизера к пуску, включающий заливку расплавленного алюминия, замыкание анода с жидким катодом и включение электролизера в цепь серии, в котором перед заливкой алюминия осуществляют нагрев подины со скоростью 85-100 град/ч до 500-600oС, а затем, после заливки алюминия, продолжают нагрев до 900-1000oС с той же скоростью (а.с. СССР 531894, С 25 С 3/06, 1986 [4]);
- известен способ пуска алюминиевого электролизера, включающий заливку электролита, выдержку и заливку алюминия, в котором после обжига катода форсунками заливается 16-18 т электролита при 1000-1050oС, выдержку проводят 2-4 суток, а рабочее напряжение поддерживают 7-10 В [3];
- известен способ пуска и ввода в нормальную эксплуатацию электролизера для получения алюминия, включающий заливку электролизера, контролируемые подъем напряжения до напряжения анодного эффекта и последующее его снижение до рабочего напряжения, в котором подъем напряжения осуществляют со скоростью 5-1 В/ч, а снижение напряжения осуществляют в две стадии: на первой с той же скоростью до 8,0-8,5 В, а на второй со скоростью 0,3-0,5 В/ч до напряжения 4,0-4,4 В [3];
- известен способ пуска алюминиевого электролизера после капитального ремонта, включающий загрузку пускового материала в шахту, заливку расплавленного электролита, электрическое включение электролизера на повышенное напряжение, снижение его до рабочего и заливку жидкого металла, в котором в качестве пускового материала используют твердый рафинированный оборотный электролит, имеющий криолитовое отношение 2,9-3,0 и содержание 3,5-4,8 мас.% фтористого кальция, а снижение напряжения до рабочего ведут по графику, В:
1-е сутки - 9,0-7,0
2-е сутки - 7,0-6,0
3-е сутки - 6,0-5,8
4-е сутки - 5,8-5,0
5-8-е сутки - 5,0-4,8
9-е сутки - 4,8-4,5
(а.с. СССР 1752829, С 25 С 3/06, 1992 [5]);
В результате сравнительного анализа не выявлено технических решений, характеризующихся идентичными или эквивалентными признаками с предлагаемым: разогрев поверхности подины до температуры не менее 850oС, заливку на первом этапе 40-55% объема электролита, необходимого для заполнения ванны до технологического уровня, со скоростью 0,38-0,46 т/мин, на втором этапе - 50-60% объема электролита заливают со скоростью не менее 0,1 т/мин, а снижение напряжения на электролизере до рабочего ведут по графику, В:
День пуска - 7,0+0,7
1-е сутки - 6,2+0,4
2-е сутки - 5,8+0,3
3-е сутки - 5,4+0,3
4-е сутки - 5,1+0,2
5-е сутки - 4,85+0,2
6-е сутки - 4,7+0,1
7-е сутки - 4,6+0,1
8-е сутки - 4,5+0,1
Нагрев поверхности подины до не менее 850oС обусловлен следующим. Такой высокотемпературный обжиг, например газовыми горелками, обеспечивает более глубокий и равномерный прогрев всех элементов подины, уменьшит термический удар от заливки жидкого электролита.The search and comparative analysis with the prototype and other known solutions of the invention revealed the following:
- there is a known method of preparation for launching an aluminum electrolysis cell for electrolysis, including the gradual (stepwise) heating of the cathode bottom by heat from burning the fuel sprayed in the working space of the electrolyzer, pouring a lined electrolyte bath into the shaft and further heating of the cathode by burning fuel above the electrolyte surface, in which first the hearth is heated with heat from burning fuel to at least 750 o C, then the electrolyte superheated to 970-1010 o C is poured and the cathode is continued to heat up to operating temperatures [1];
- there is a known method for the thermal preparation of an aluminum electrolyzer for start-up, including pouring molten aluminum, closing the anode with a liquid cathode and turning on the electrolyzer in a series circuit, in which, before pouring aluminum, the hearth is heated at a speed of 85-100 deg / h to 500-600 o C, and then, after pouring aluminum, continue heating to 900-1000 o With at the same speed (AS USSR 531894, C 25 C 3/06, 1986 [4]);
- there is a known method of starting an aluminum electrolyzer, including pouring electrolyte, holding and pouring aluminum, in which, after burning the cathode, 16-18 tons of electrolyte are filled with nozzles at 1000-1050 o C, holding is carried out for 2-4 days, and the operating voltage is maintained at 7-10 V [3];
- a known method of starting and putting into normal operation of the electrolyzer to produce aluminum, including pouring the cell, controlled voltage rise to the voltage of the anode effect and its subsequent decrease to the operating voltage, in which the voltage is raised at a speed of 5-1 V / h, and the voltage is reduced carried out in two stages: the first with the same speed up to 8.0-8.5 V, and the second with a speed of 0.3-0.5 V / h to a voltage of 4.0-4.4 V [3];
- there is a known method of starting an aluminum electrolyzer after overhaul, including loading the starting material into the mine, pouring molten electrolyte, turning the electrolyzer on high voltage, lowering it to a working one and pouring liquid metal, in which a solid refined reverse electrolyte is used as starting material, having the cryolite ratio of 2.9-3.0 and the content of 3.5-4.8 wt.% calcium fluoride, and the voltage reduction to the working lead according to the schedule, In:
1st day - 9.0-7.0
2nd day - 7.0-6.0
3rd day - 6.0-5.8
4th day - 5.8-5.0
5-8th day - 5.0-4.8
9th day - 4.8-4.5
(A.S. USSR 1752829, C 25 C 3/06, 1992 [5]);
As a result of the comparative analysis, no technical solutions have been identified, characterized by identical or equivalent features with the proposed: heating the surface of the hearth to a temperature of at least 850 o C, pouring at the first stage 40-55% of the electrolyte volume necessary to fill the bath to the technological level, at a speed of 0 , 38-0.46 t / min, at the second stage - 50-60% of the electrolyte volume is poured at a speed of not less than 0.1 t / min, and the voltage reduction on the electrolyzer to the worker is carried out according to the schedule, V:
Launch Day - 7.0 + 0.7
1st day - 6.2 + 0.4
2nd day - 5.8 + 0.3
3rd day - 5.4 + 0.3
4th day - 5.1 + 0.2
5th day - 4.85 + 0.2
6th day - 4.7 + 0.1
7th day - 4.6 + 0.1
8th day - 4.5 + 0.1
The heating of the surface of the hearth to at least 850 o C due to the following. Such high-temperature firing, for example with gas burners, provides a deeper and more uniform heating of all the hearth elements, and will reduce the thermal shock from pouring liquid electrolyte.
Заливка жидкого электролита в полном объеме, необходимом для заполнения ванны до технологического уровня, позволяет снизить расход свежих фтористых солей (безвозвратные потери при транспортировке и загрузке, пирогидролиз). Поэтапная заливка обеспечивает сохранение тепла обжига и более плавный и равномерный прогрев катодного устройства, поддержание необходимой температуры электролита. На первом этапе заливка 40-55% объема всего электролита необходима для сохранения тепла обжига, а скорость заливки 0,38-0,46 т/мин - минимально необходимым временем исполнения этого этапа. На втором этапе заливка 45-60% объема всего электролита - для поддержания температуры электролита, пополнения его уровня в ванне до технологического, более глубокого и равномерного прогрева катодного устройства. Filling the liquid electrolyte in full, necessary to fill the bath to the technological level, allows to reduce the consumption of fresh fluoride salts (irretrievable losses during transportation and loading, pyrohydrolysis). Stage-by-stage casting ensures the preservation of firing heat and a smoother and more uniform heating of the cathode device, maintaining the required electrolyte temperature. At the first stage, pouring 40-55% of the total electrolyte volume is necessary to preserve firing heat, and the pouring rate of 0.38-0.46 t / min is the minimum required time for this stage. At the second stage, pouring 45-60% of the total electrolyte volume is to maintain the temperature of the electrolyte, to replenish its level in the bath to a technological, deeper and more uniform heating of the cathode device.
Скорость заливки не менее 0,1 т/мин обусловлена большим временным интервалом выполнения этапа. The pouring speed of at least 0.1 t / min is due to the large time interval for the stage.
График снижения напряжения на пусковой ванне выбран на основе опытных данных и по результатам экспериментальных пусков. The schedule for reducing the voltage on the launch bath is selected on the basis of experimental data and the results of experimental launches.
График позволяет произвести более "мягкий" пуск за счет плавного снижения напряжения на электролизере, а в совокупности с обжигом подины и режимом заливки электролита по данной технологии сократить по времени до минимума либо вообще исключить "пусковую вспышку". The schedule allows for a more “soft” start-up due to a smooth decrease in the voltage on the electrolyzer, and in combination with the firing of the hearth and the electrolyte fill mode using this technology, reduce the time to a minimum or eliminate the “starting flash” altogether.
Предлагаемый способ пуска алюминиевого электролизера реализуется следующим образом. The proposed method of starting an aluminum electrolyzer is implemented as follows.
Низкотемпературный пуск электролизера с увеличением объемам заливки жидкого электролита осуществляют после газопламенного обжига подины электролизера согласно утвержденного графика. Конечная температура поверхности должна быть не ниже 850oС.Low-temperature start-up of the electrolyzer with an increase in the volume of pouring liquid electrolyte is carried out after gas-flame firing of the bottom of the electrolyzer according to the approved schedule. The final surface temperature should not be lower than 850 o C.
После отключения и демонтажа газопламенной установки анод электролизера устанавливают на высоту 50-80 мм от подины. Все подготовительные работы производят в максимально сжатые сроки. After shutting down and dismantling the gas-flame installation, the anode of the electrolyzer is set to a height of 50-80 mm from the bottom. All preparatory work is carried out as soon as possible.
Заливку электролита в пусковой электролизер на 1-ом этапе осуществляют одновременно двумя вакуум-ковшами (двумя мостовыми кранами) с чередованием места заливки по продольным сторонам, углам и торцам электролизера. At the 1st stage, the electrolyte is poured into the starting electrolyzer simultaneously with two vacuum buckets (two bridge cranes) with alternating pouring places along the longitudinal sides, corners and ends of the electrolyzer.
После заливки 4 ковшей электролита в течение ~20 мин один из мостовых кранов начинает выполнять подготовительные работы по установке "плавкой вставки" и демонтажу шунтирующих пластин, а другой продолжает операции по заливке электролита с ванн-маток. Оставшиеся 6 ковшей электролита заливают в течение последующих 2 ч (средняя скорость заливки ~0,105 т/мин). After pouring 4 electrolyte ladles for ~ 20 min, one of the overhead cranes begins to carry out preparatory work to install a "fusible plug" and dismantle the shunt plates, and the other continues the operation of pouring electrolyte from the uterine baths. The remaining 6 electrolyte ladles are poured over the next 2 hours (average pouring rate ~ 0.105 t / min).
Продолжительность "пусковой вспышки" напряжения на электролизере (15-25 В) составляет 15-20 мин. The duration of the "starting flash" voltage on the cell (15-25 V) is 15-20 minutes
После ликвидации "пусковой вспышки" поверхность электролита утепляют смесью криолита и глинозема. На электролизере устанавливается напряжение 7,2 В. After eliminating the “starting flash”, the surface of the electrolyte is insulated with a mixture of cryolite and alumina. A voltage of 7.2 V is set on the electrolyzer.
Во время технологических обработок в день пуска электролизера количество загружаемого глинозема составляет 100-150 кг за отработку с постепенным увеличением загрузки до нормальной величины. Обработку электролизера в потоке начинают на 5-6 сутки после пуска. During technological treatments on the day the electrolyzer is started, the amount of loaded alumina is 100-150 kg per working out with a gradual increase in load to a normal value. The processing of the electrolyzer in a stream begins on the 5-6th day after the start.
Снижение рабочего напряжения на пусковом электролизере производят по графику,В:
День пуска - 7,0+0,7
1-е сутки - 6,2+0,4
2-е сутки - 5,8+0,3
3-е сутки - 5,4+0,3
4-е сутки - 5,1+0,2
5-е сутки - 4,85+0,2
6-е сутки - 4,7+0,1
7-е сутки - 4,6+0,1
8-е сутки - 4,5+0,1
Реализация предлагаемой технологии позволяет:
- сократить расход электроэнергии на пуск на 10-15%;
- снизить потери фтористых солей за счет испарения и пирогидролиза благодаря снижению температуры электролита в пусковой период;
- обеспечить более глубокий и равномерный обжиг подины электролизера, уменьшить термический удар при пуске, что в конечном итоге приведет к повышению срока службы электролизера.Reducing the operating voltage at the starting electrolyzer is carried out according to the schedule, V:
Launch Day - 7.0 + 0.7
1st day - 6.2 + 0.4
2nd day - 5.8 + 0.3
3rd day - 5.4 + 0.3
4th day - 5.1 + 0.2
5th day - 4.85 + 0.2
6th day - 4.7 + 0.1
7th day - 4.6 + 0.1
8th day - 4.5 + 0.1
Implementation of the proposed technology allows you to:
- reduce power consumption for start-up by 10-15%;
- to reduce the loss of fluoride salts due to evaporation and pyrohydrolysis due to lower temperatures of the electrolyte in the starting period;
- to provide a deeper and more uniform firing of the bottom of the cell, to reduce thermal shock during start-up, which will ultimately lead to an increase in the service life of the cell.
Предлагаемая технология проходит опытно-промышленные испытания на Иркутском алюминиевом заводе и ее высокая эффективность подтверждается. The proposed technology is undergoing pilot tests at the Irkutsk Aluminum Plant and its high efficiency is confirmed.
Claims (2)
День пуска - 7,0+0,7
1-е сутки - 6,2+0,4
2-е сутки - 5,8+0,3
3-и сутки - 5,4+0,3
4-е сутки - 5,1+0,2
5-е сутки - 4,85+0,2
6-е сутки - 4,7+0,1
7-е сутки - 4,6+0,1
8-е сутки - 4,5+0,12. The method according to p. 1, characterized in that after connecting the electrolyzer, the voltage on the electrolyzer is reduced to the working one according to the schedule, V:
Launch Day - 7.0 + 0.7
1st day - 6.2 + 0.4
2nd day - 5.8 + 0.3
3rd day - 5.4 + 0.3
4th day - 5.1 + 0.2
5th day - 4.85 + 0.2
6th day - 4.7 + 0.1
7th day - 4.6 + 0.1
8th day - 4.5 + 0.1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102757A RU2194094C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Method for starting aluminium cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102757A RU2194094C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Method for starting aluminium cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2194094C2 true RU2194094C2 (en) | 2002-12-10 |
| RU2001102757A RU2001102757A (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=20245426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001102757A RU2194094C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Method for starting aluminium cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2194094C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307878C1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Method for preparing aluminum cell to operation |
| RU2337183C2 (en) * | 2006-07-17 | 2008-10-27 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" (ОАО "СУАЛ") | Method of cathode device preparation prior to aluminium electrolytic cell sintering |
| CN101270482B (en) * | 2007-03-22 | 2012-05-30 | 山西华圣铝业有限公司 | Starting method for aluminum cell |
| RU2607308C2 (en) * | 2011-05-25 | 2017-01-10 | Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед | Dry cell start-up of electrolytic cell for aluminium production |
| RU2616752C1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of aluminium electrolyser with self-baking anode start |
| CN115747885A (en) * | 2022-09-30 | 2023-03-07 | 广元中孚高精铝材有限公司 | Secondary starting method after batch shutdown of electrolytic cells |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4165263A (en) * | 1978-10-02 | 1979-08-21 | Aluminum Company Of America | Method of preparing an electrolytic cell for operation |
| US4181584A (en) * | 1978-12-06 | 1980-01-01 | Ppg Industries, Inc. | Method for heating electrolytic cell |
| SU981454A1 (en) * | 1980-04-07 | 1982-12-15 | Предприятие П/Я А-7504 | Method for starting-up aluminium electrolyzer |
| SU1752829A1 (en) * | 1990-04-04 | 1992-08-07 | Иркутский алюминиевый завод | Method of starting aluminium electrolyzer after overhaul |
| RU2118996C1 (en) * | 1997-02-05 | 1998-09-20 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of placing in service of aluminum-production electrolyzer |
-
2001
- 2001-01-30 RU RU2001102757A patent/RU2194094C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4165263A (en) * | 1978-10-02 | 1979-08-21 | Aluminum Company Of America | Method of preparing an electrolytic cell for operation |
| US4181584A (en) * | 1978-12-06 | 1980-01-01 | Ppg Industries, Inc. | Method for heating electrolytic cell |
| SU981454A1 (en) * | 1980-04-07 | 1982-12-15 | Предприятие П/Я А-7504 | Method for starting-up aluminium electrolyzer |
| SU1752829A1 (en) * | 1990-04-04 | 1992-08-07 | Иркутский алюминиевый завод | Method of starting aluminium electrolyzer after overhaul |
| RU2118996C1 (en) * | 1997-02-05 | 1998-09-20 | Акционерное общество открытого типа "Братский алюминиевый завод" | Method of placing in service of aluminum-production electrolyzer |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2307878C1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" | Method for preparing aluminum cell to operation |
| RU2337183C2 (en) * | 2006-07-17 | 2008-10-27 | Открытое акционерное общество "Сибирско-Уральская алюминиевая компания" (ОАО "СУАЛ") | Method of cathode device preparation prior to aluminium electrolytic cell sintering |
| CN101270482B (en) * | 2007-03-22 | 2012-05-30 | 山西华圣铝业有限公司 | Starting method for aluminum cell |
| RU2607308C2 (en) * | 2011-05-25 | 2017-01-10 | Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед | Dry cell start-up of electrolytic cell for aluminium production |
| RU2616752C1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of aluminium electrolyser with self-baking anode start |
| CN115747885A (en) * | 2022-09-30 | 2023-03-07 | 广元中孚高精铝材有限公司 | Secondary starting method after batch shutdown of electrolytic cells |
| CN115747885B (en) * | 2022-09-30 | 2023-09-01 | 广元中孚高精铝材有限公司 | Secondary starting method after batch stopping of electrolytic cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2194094C2 (en) | Method for starting aluminium cell | |
| CN102234819B (en) | Preheating starting method for aluminium electrolysis cell | |
| RU2241789C2 (en) | Electrolyzer for aluminum production, method for maintaining crust on side wall, and electric power regeneration | |
| CN103060848B (en) | Aluminum electrolytic tank with artificial hearth | |
| CN114806231A (en) | Pre-baked anode anti-oxidation coating for reducing energy consumption of aluminum electrolysis cell and preparation and application methods thereof | |
| RU2607308C2 (en) | Dry cell start-up of electrolytic cell for aluminium production | |
| CN105780053B (en) | A kind of aluminum electrolysis method using aluminium as cathode | |
| CN101260541A (en) | Fast voltage-reducing energy-saving starting method for aluminum electrolysis bath | |
| CN101270481A (en) | Reignition method for base aluminum groove | |
| CN102691076B (en) | Method for turning on electrolytic cell by continuously pouring electrolyte | |
| RU2188256C1 (en) | Process of start of aluminum electrolyzer after overhaul | |
| SU1420075A1 (en) | Method of roasting and starting aluminium electrolyzer | |
| CN111270119B (en) | Calcium-aluminum-lanthanum-sodium alloy | |
| SU857302A1 (en) | Method of annealing fettlings of aluminium electrolyzer after overhauling | |
| RU2616752C1 (en) | Method of aluminium electrolyser with self-baking anode start | |
| Øye et al. | Power failure, restart and repair | |
| CN1233877C (en) | Electrorefining trough roasting starting method | |
| CN118792504A (en) | A protective shutdown method for a submerged arc furnace | |
| SU130683A1 (en) | The method of firing anodes and stuffed seams hearth aluminum electrolysis cells | |
| SU852975A1 (en) | Method of operation of electrolyzers for aluminium production | |
| CN109136991A (en) | A method of novel electrolytic bath trough pool side insulating layer is made using carbon brick | |
| SU981454A1 (en) | Method for starting-up aluminium electrolyzer | |
| CN110212255A (en) | A kind of liquid state batteries and preparation method thereof | |
| CN108914160A (en) | Online repairing method for large pre-baked groove | |
| Rye | Cell Preheat/Start-up and Early Operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080131 |