Автоматизация процесса электролиза алюминия на примере ИркАЗ-РУСАЛ

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



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать