Ед.
изм.
150 кА
185 кА
280 кА
Выход на ванно-сутки
кг Al
1200
1500
2000
Удельный расход электроэнергии (интервал)
кВтч/кг Al
13-15
13-14
12.5-13.5
Состав анодных газов (пределы)
%СО2*
70-85
75-90
85-90
Катодный выход по току (пределы)
%
88-92
91-96
94-96
Расход Al2O3
кг/кг Al
1.9
1.9
1.9
Типичный расход анодного углерода
кг/кг Al
0.45
0.43
0.41
Расход фторсолей** (прибл.)
кг/100 кг Al
2-3
1-2
1-2
Чистота произведенного алюминия
%
99.85
99.85
99.85
Срок службы электролизеров
лет
3-6
5-8
5-8
* остальное СО
** в виде Na3AlF6 + AlF3
Округленные данные, приведенные в табл.1.2 дают обзор технико - экономических показателей индивидуальных производителей. Они имеют различные величины эффективности использования электроэнергии и анодного углерода. Величины потребления анодного углерода непосредственно зависят как от качества электродов (включая подбор сырья), так и типа защиты от окисления воздухом. Многие производители используют до 1% алюминия для напыления на аноды и защиты их от окисления. Во всех случаях важно также укрывать открывшиеся секции анодов глиноземом для уменьшения окисления.
В таблице 1.3 приведены типичные эксплуатационные характеристики промышленных электролизеров. В этой таблице сравниваются данные, характерные для лучших показателей технологии Содерберга и технологии обожженных анодов. Следует отметить, что величины любого из параметров не обязательно оптимальны. Пока все детали для наилучшей технологии не определены, общие энергозатраты для этих двух технологий составляют соответственно 12.7 и 12.4 кВтч/кг алюминия.
Как видно из рис.1.6, конструкция современного электролизера обычно включает укрытие, которое соединено с системой газоотсоса и газоочистки. Это позволяет сохранять окружающую среду в районе электролизной серии и снизить выбросы, отходящие от промышленной площадки. Дымососы обеспечивают эффективный газоотсос несмотря на невысокую герметичность электролизера. Отходящие газы содержат в основном двуокись углерода (поскольку основная часть моноооксида углерода сразу дожигается над электролитом), азот, кислород, фториды и мелкую глиноземную пыль. Для улавливания и возврата в производство фторидов и пыли разработаны различные способы. Укрытие является одним из четырех конструктивных доработок, используемых с 60-х годов. Другими являются вышеупомянутое автоматизированное питание глиноземом, использование угольных или графитовых блоков в конструкции катода и компенсация магнитных полей для стабилизации поверхности металла. Улучшенные показатели, приведенные в табл.1.3 являются следствием этих нововведений. Модернизация проводилась как модифицированием старых электролизеров, так и введением в строй новых.
Таблица 1.3
Технологические параметры работы электролизеров
Наименование
Ед.
изм.
Типичные для
обожженных
анодов
Лучшие для
Содерберга
Лучшие для
обожженных
анодов
Температура
ОС
940-980
940
940
Междуполюсное расстояние
см
4-6
5
4-5
Избыток AlF3 в Na3AlF6
масс%
3-10
3-10
10-15
Криолитовое отношение
2.2-2.9
<2.6
<2.6
Концентрация Al2O3
масс%
2-8
2-8
2-4
Содержание СaF2
масс%
2-8
2-8
4-6
Рабочее напряжение
В
4-5
4.10
3.90
Падение напряжения в аноде
В
0.3
0.46
0.30
Падение напряжения в катоде
В
~0.4
~0.26
~0.25
Падение напряжения в ошиновке
B
~0.2
~0.17
~0.19
Падение напряжения в электролите
В
~1.3-1.8
~1.52
~1.51
Напряжение разложения
В
~1.2*
~1.2
~1.2
Перенапряжение
В
~0.5
~0.45
~0.45
Падение напряжения вследствии анодных эффектов
В
~0.1
~0.04
~0.01
Плотность тока (анодная)
А/см2
0.7-1.2
0.67
0.7
Уровень металла
см
14-40
20-40
20-25
1.5 Товарные марки алюминия
Рассмотрим технологию производства первичного алюминия, производство товарного продукта, ниже приводим его краткий обзор. Он варьируется от первичного алюминия до специальных сплавов, а легирующие добавки при производстве сплавов используются для придания алюминию специфических физических свойств. Обычно посторонние материалы оказывают вредное влияние на физические свойства, и поэтому они должны быть удалены из используемого сырья. Легирующие добавки обычно вводятся в виде высоко концентрированного алюминиевого сплава или чистого металла, что обычно выполняется на стадии переплава.
1.5.1 Чистый алюминий
Металл, произведенный непосредственно в электролизерах является относительно чистым (обычно он содержит более 99.8% алюминия) и мягким. Его можно использовать в тех отраслях, где механическая прочность не является критерием первостепенной важности. Большинство примесей переходят в алюминий из сырья (глинозема, анодного углерода и электролитных добавок), и в этом случае применительно к сырью существуют такие требования, как отсутствие в нем элементов, влияющих на дальнейшую обработку алюминия. Это особенно важно, когда алюминий прокатывается в тонкую фольгу, или волочится для получения проволоки. В этих случаях наличие примесей приводит к образованию включений, газовых пор и локальным изменениям механических свойств. Кроме производства фольги и проволоки, другими непосредственными способами обработки алюминия является листопрокат и штамповка. Небольшая часть металла перерабатывается в мелкодисперсный порошок для получения паст, используемых при покраске, для производства взрывчатых веществ и в пиротехнике.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
