RU2585601C1 - Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell - Google Patents
Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585601C1 RU2585601C1 RU2015105017/02A RU2015105017A RU2585601C1 RU 2585601 C1 RU2585601 C1 RU 2585601C1 RU 2015105017/02 A RU2015105017/02 A RU 2015105017/02A RU 2015105017 A RU2015105017 A RU 2015105017A RU 2585601 C1 RU2585601 C1 RU 2585601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nipple
- current
- coal block
- height
- anode
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 50
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/16—Electric current supply devices, e.g. bus bars
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано в промышленных электролизерах.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by electrolytic method, and can be used in industrial electrolyzers.
Известно устройство для подвода тока к обожженному аноду алюминиевого электролизера (А.с. СССР №412292 от 28.04.1972, опубл. 25.01.1974), в котором металлический ниппель в своей нижней части выполнен в виде усеченного конуса и снабжен вертикальными компенсационными прорезями, причем конусная часть металлического ниппеля закреплена в теле анода при его прессовании.A device is known for supplying current to the calcined anode of an aluminum electrolyzer (A.S. USSR No. 412292 of 04/28/1972, publ. 01/25/1974), in which the metal nipple in its lower part is made in the form of a truncated cone and is equipped with vertical compensation slots, and the conical part of the metal nipple is fixed in the body of the anode when it is pressed.
Недостатками известного устройства являются: малая площадь контакта угольной части анода с металлическим ниппелем и связанный с этим рост сопротивления последнего.The disadvantages of the known device are: a small contact area of the coal part of the anode with a metal nipple and the associated increase in resistance of the latter.
Известен анодный токоподвод для алюминиевого электролизера (А.с. №537130, от 10.02.1975, опубл. 20.11.1976), имеющий стержень, выполненный из алюминиевого порошка или пудры и снабженный токоотводами, расположенными под углом к оси токоподвода.Known anode current lead for an aluminum electrolyzer (A.S. No. 537130, 02/10/1975, publ. 11/20/1976), having a rod made of aluminum powder or powder and equipped with down conductors located at an angle to the axis of the current lead.
Недостатки известного токоподвода: сложность устройства разветвленного токоподвода в сформированном угольном блоке, уменьшение площади контакта токоподвода и угольного блока по мере сгорания последнего и связанный с этим рост сопротивления контакта «ниппель - анод».The disadvantages of the known current supply: the complexity of the branched current supply device in the formed coal block, the decrease in the contact area of the current supply and the coal block as the latter burns, and the associated increase in the “nipple-anode” contact resistance.
Целью настоящего изобретения является снижение электрического сопротивления контакта «ниппель - анод», за счет увеличения площади электрического контакта между анододержателем и телом анода.The aim of the present invention is to reduce the electrical resistance of the nipple-anode contact by increasing the area of electrical contact between the anode holder and the body of the anode.
Поставленная цель достигается тем, что токоподводящие ниппели выполнены в виде горизонтальных металлических пластин, размещенных в пазах в верхней части угольного блока, при этом длина ниппеля b1 составляет 0,6÷0,8 ширины В угольного блока, ширина ниппеля b2 составляет 0,1÷0,15 длины L угольного блока, а общая высота ниппеля h1 составляет 0,25÷0,3 высоты угольного блока Н, при этом высота h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, составляет 0,5÷0,7 высоты ниппеля h1.This goal is achieved by the fact that the current-carrying nipples are made in the form of horizontal metal plates placed in grooves in the upper part of the coal block, while the length of the nipple b 1 is 0.6 ÷ 0.8 width B of the coal block, the width of the nipple b 2 is 0, 1 ÷ 0.15 of the length L of the coal block, and the total height of the nipple h 1 is 0.25 ÷ 0.3 of the height of the coal block N, while the height h 2 of the section of the nipple not immersed in the coal block is 0.5 ÷ 0, 7 nipple heights h 1 .
Количество ниппелей, зависит от габаритов угольных блоков, эксплуатируемых в электролизерах различной силы тока, от 120 до 520 кА.The number of nipples depends on the dimensions of the coal blocks operated in electrolyzers of various current strengths, from 120 to 520 kA.
Выполнение ниппелей в виде пластин обусловлено необходимостью увеличения площади контакта «ниппель - угольный блок», снижения электрического сопротивления и плотности тока в данном узле. Например, площадь контакта круглого ниппеля диаметром 140-180 мм, при погружении в угольный блок на глубину 100-130 мм, составляет около 440-740 см2. Площадь контакта металлической пластины шириной 140-180 мм и длиной 400÷600 мм, при погружении в угольный блок на глубину 80÷100 мм, составляет от 860 до 1560 см2. Таким образом, применение пластин обеспечивает увеличение площади контакта в 2÷2,2 раза и более.The implementation of the nipples in the form of plates due to the need to increase the contact area "nipple - coal block", reduce electrical resistance and current density in this node. For example, the contact area of a round nipple with a diameter of 140-180 mm, when immersed in a coal block to a depth of 100-130 mm, is about 440-740 cm 2 . The contact area of the metal plate with a width of 140-180 mm and a length of 400 ÷ 600 mm, when immersed in a coal block to a depth of 80 ÷ 100 mm, is from 860 to 1560 cm 2 . Thus, the use of plates provides an increase in the contact area by 2–2.2 times or more.
Отношение длины ниппеля b1 к ширине угольного блока в пределах (0,6÷0,8):1 выбрано из следующих соображений. Увеличение длины ниппеля выше указанных пределов создает риск их окисления под воздействием электролита по мере сгорания угольного блока и увеличения поступления железа в электролит. Воздействие электролита ускоряет износ ниппеля и снижает качество производимого алюминия. Уменьшение длины ниппеля ниже указанных пределов снизит площадь контакта «ниппель - угольный блок» и увеличит электрическое сопротивление и плотность тока в этом узле.The ratio of the length of the nipple b 1 to the width of the coal block in the range (0.6 ÷ 0.8): 1 is selected from the following considerations. An increase in the length of the nipple above the specified limits creates a risk of their oxidation under the influence of the electrolyte as the coal block burns and the iron enters the electrolyte. Exposure to electrolyte accelerates the wear of the nipple and reduces the quality of the aluminum produced. Reducing the length of the nipple below the specified limits will reduce the contact area "nipple - coal block" and increase the electrical resistance and current density in this node.
Отношение ширины ниппеля b2 к длине угольного блока L в пределах (0,1÷0,15):1 обусловлено стремлением обеспечить достаточную площадь контакта «ниппель - угольный блок», а также зазор между пазами в угольном блоке, достаточный для сохранения прочностных характеристик последнего. Увеличение ширины ниппеля выше указанных пределов уменьшит зазоры между смежными пазами, следовательно, ослабит прочность угольного блока. Уменьшение ширины ниппеля менее указанных пределов сократит площадь контакта «ниппель - угольный блок».The ratio of the width of the nipple b 2 to the length of the coal block L in the range of (0.1 ÷ 0.15): 1 is due to the desire to provide a sufficient contact area “nipple - coal block”, as well as the gap between the grooves in the coal block, sufficient to maintain strength characteristics last one. Increasing the width of the nipple above these limits will reduce the gaps between adjacent grooves, therefore, weaken the strength of the coal block. Reducing the width of the nipple to less than the specified limits will reduce the contact area "nipple - coal block".
Отношение общей высоты ниппеля h1 к высоте Н угольного блока в пределах (0,25÷0,3):1 и отношение высоты h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, к общей высоте ниппеля h1 в пределах (0,5÷0,7):1, обосновывается необходимостью увеличения цикла замены анода, снижения массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера и обеспечения отвода тепла от угольного блока в количестве, обеспечивающем стабильный тепловой баланс электролизера. Увеличение общей высоты ниппеля h1 выше указанных пределов вызовет необходимость более глубокого его погружения в угольный блок, что приведет к более частой замене анодов, по мере сгорания угольного блока до ниппеля, а также увеличит массу анодного огарка, извлекаемого из электролизера. Уменьшение общей высоты ниппеля h1 ниже указанных пределов снизит площадь его контакта с угольным блоком и приведет к увеличению электрического сопротивления и плотности тока в узле «ниппель - угольный блок». Увеличение высоты h2 ниппеля, не погруженного в угольный блок, выше указанных пределов увеличит массу ниппеля и интенсифицирует отвод тепла от электролита до уровня, способного нарушить тепловой баланс электролизера. Уменьшение высоты h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, ниже указанных пределов, также способно нарушить тепловой баланс электролизера. В этом случае толщина слоя укрывного материала, защищающего угольный блок от окисления, может оказаться выше высоты h2 участка, не погруженного в угольный блок.The ratio of the total height of the nipple h 1 to the height H of the coal block within (0.25 ÷ 0.3): 1 and the ratio of the height h 2 of the section of the nipple not immersed in the coal block to the total height of the nipple h 1 within (0.5 ÷ 0.7): 1, it is justified by the need to increase the cycle of replacing the anode, reducing the mass of the anodic cinder extracted from the electrolyzer and ensuring the removal of heat from the coal block in an amount that ensures stable thermal balance of the electrolyzer. An increase in the total height of the nipple h 1 above the specified limits will necessitate a deeper immersion in the coal block, which will lead to a more frequent replacement of the anodes, as the coal block burns to the nipple, and will also increase the mass of the anode cage removed from the cell. Reducing the total height of the nipple h 1 below the specified limits will reduce the area of its contact with the coal block and will lead to an increase in electrical resistance and current density in the node "nipple - coal block". An increase in the height h 2 of the nipple not immersed in the coal block above the specified limits will increase the mass of the nipple and intensify the heat removal from the electrolyte to a level that can disrupt the heat balance of the electrolyzer. Reducing the height h 2 of the section of the nipple, not immersed in the coal block, below the specified limits, is also able to upset the thermal balance of the cell. In this case, the thickness of the layer of covering material protecting the coal block from oxidation may be higher than the height h 2 of the section not immersed in the coal block.
Конструкция заявляемого токоподвода поясняется графически. На фиг. 1 изображен вид сверху анода и токоподвода, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.The design of the claimed current supply is illustrated graphically. In FIG. 1 shows a top view of the anode and current lead, in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.
Токоподвод включает токоподводящую штангу 1, траверсу 2, ниппель 3 и угольный блок 4 с пазами 5.The current supply includes a
Заявляемый токоподвод работает следующим образом. Электрический ток от ошиновки электролизера (на чертежах не показана) поступает в верхнюю часть токоподводящей штанги 1 и далее, через траверсу 2 и ниппели 3, в угольный блок 4. При прохождении через контакт «ниппель - угольный блок», ток преодолевает сопротивление в 1,5-2 раза ниже, чем при прохождении через «традиционный» круглый ниппель, в связи с параметрами нипеля. Соответственно, падение напряжения также в 1,5-2 раза ниже и составляют 45-60 мВ против 90 мВ в «традиционном» узле.The inventive current supply works as follows. The electric current from the busbar of the electrolyzer (not shown in the drawings) enters the upper part of the current-
Преимуществами заявляемого токоподвода являются снижение потерь напряжения в контакте «ниппель - угольный блок» на 45-60 мВ, сокращение удельного расхода электроэнергии на 140-190 кВт·ч/т Аl, увеличение цикла замены анода на 1-2 суток, снижение массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера на 50-100 кг.The advantages of the claimed current lead are a reduction in voltage loss in the nipple-coal block contact by 45-60 mV, a reduction in the specific energy consumption by 140-190 kWh / t Al, an anode replacement cycle increase of 1-2 days, anode cinder mass reduction 50-100 kg extracted from the electrolyzer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015105017/02A RU2585601C1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015105017/02A RU2585601C1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2585601C1 true RU2585601C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015105017/02A RU2585601C1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2585601C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011668A (en) * | 1986-01-07 | 1991-04-30 | United States Gypsum Company | Calcination apparatus |
| RU2157350C2 (en) * | 1995-04-25 | 2000-10-10 | Дюссель Кристиан | Method and device for treatment of powdery material based on calcium sulfate, new hydraulic binder |
| CN1803689A (en) * | 2005-12-19 | 2006-07-19 | 北京朗新明环保科技有限公司 | Dehydration method and apparatus of flue gas desulfurization gypsum slurry |
| RU109460U1 (en) * | 2011-05-13 | 2011-10-20 | Кирилл Зыськович Бочавер | PLANT FOR PRODUCTION OF α-GYPSA |
| RU133268U1 (en) * | 2013-03-01 | 2013-10-10 | Руслан Ахматович Джанибеков | GYPSA DEHYDRATION PLANT |
-
2015
- 2015-02-13 RU RU2015105017/02A patent/RU2585601C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011668A (en) * | 1986-01-07 | 1991-04-30 | United States Gypsum Company | Calcination apparatus |
| RU2157350C2 (en) * | 1995-04-25 | 2000-10-10 | Дюссель Кристиан | Method and device for treatment of powdery material based on calcium sulfate, new hydraulic binder |
| CN1803689A (en) * | 2005-12-19 | 2006-07-19 | 北京朗新明环保科技有限公司 | Dehydration method and apparatus of flue gas desulfurization gypsum slurry |
| RU109460U1 (en) * | 2011-05-13 | 2011-10-20 | Кирилл Зыськович Бочавер | PLANT FOR PRODUCTION OF α-GYPSA |
| RU133268U1 (en) * | 2013-03-01 | 2013-10-10 | Руслан Ахматович Джанибеков | GYPSA DEHYDRATION PLANT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11136682B2 (en) | Cathode current collector for a Hall-Heroult cell | |
| RU2680039C1 (en) | Systems and methods for purifying aluminum | |
| RU2364663C2 (en) | Cathodic element for equipping electrolyser, intended for aluminium processing | |
| US20070278107A1 (en) | Anode for use in aluminum producing electrolytic cell | |
| CN1327488A (en) | Cathode conductive rod with spacer | |
| RU111540U1 (en) | ELECTROLYZER FOR ALUMINUM PRODUCTION | |
| CA2811361A1 (en) | Cathode for electrolytic cells | |
| DK201970039A1 (en) | ADVANCED ALUMINUM ELECTROLYSIS CELL | |
| RU2585601C1 (en) | Current lead of baked anode of aluminium electrolysis cell | |
| RU2679224C9 (en) | Thermochemical resistant anode for electrolysis of aluminum | |
| RU2285754C1 (en) | Cathode section of the aluminum electrolyzer | |
| CN102230191A (en) | Method for separately leading out single-sided current in aluminum electrolytic cell | |
| CN102400177A (en) | Cathode carbon block structure capable of reducing horizontal current in aluminum electrolytic cell cathode aluminum liquid | |
| RU2010112494A (en) | REGULATION OF THE SHUNTING CURRENT IN A MULTIPOLAR REDUCING CELL FOR PRODUCING LIGHT METALS | |
| RU2385364C1 (en) | Anode current conductor of aluminium electrolytic cell | |
| RU2509830C1 (en) | Electrolytic cell for production of aluminium | |
| CN102560546A (en) | Anode structure of aluminum electrolytic tank | |
| RU2742557C1 (en) | Electrolysis anode device for aluminum production | |
| RU2657395C1 (en) | Electrolyzer for obtaining aluminum | |
| RU2734512C1 (en) | Thermochemically stable anode for aluminum electrolysis | |
| RU2282680C1 (en) | Electrolyzer for production of aluminum | |
| RU2586183C1 (en) | Electrolysis cell for producing liquid metals by electrolysis of melts | |
| RU2758697C1 (en) | Method for electrolytic production of aluminium using solid electrodes | |
| RU2732934C1 (en) | Anode pin of aluminium electrolytic cell | |
| RU132081U1 (en) | BURNED ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180214 |