Конструкция электролизера АВЧ

По внешнему виду рафинировочные электролизеры похожи на электролизеры с обожженными анодами, но у них ванна является анодом, а электроды сверху - катодом.

Анодное устройство смонтировано в стальном кожухе с днищем прямоугольной формы. Дно выложено асбестовыми листами и несколькими рядами шамотного кирпича. На них установлены угольные блоки, ток к которым подводится стальными стержнями, залитыми чугуном. Боковые стенки футерованы шамотным кирпичом, а в шахте ванны стенки выполнены из магнезитового кирпича, стойкого к действию электролита. Угольная футеровка боковых стенок не может быть применена, поскольку через нее может произойти замыкание анода и катода. Глубина шахты 70— 90 см.

В одном торце ванны имеется загрузочный карман, соединенный с шахтой ванны горизонтальным каналом на уровне подины. Карман футерован магнезитовым кирпичом, внутри вставлена графитовая труба, сверху закрыт алюминиевой крышкой. Через этот карман идет питание анодного сплава техническим алюминием.

Катодное устройство монтируется сверху. Катодная рама из стальных балок через домкраты подвешена на неподвижных металлоконструкциях. Домкраты вместе с редукторами и электромоторами составляют механизм подъема катодной рамы. С помощью домкратов катодный массив может перемещаться вверх и вниз. На катодной раме находятся алюминиевые шины, к которым эксцентриковыми зажимами крепятся штанги катодов.

Катоды в электролизере расположены в два ряда. Конструкция катодов аналогична обожжённым анодам, они состоят из графитированных цилиндрических электродов диаметром 50 см и высотой 36 см и алюминиевой штанги. В нижней части штанги приварен стальной ниппель, который вставляется в катод и заливается чугуном. Для защиты от окисления катоды заливают с боков и сверху в алюминиевые "рубашки" толщиной 5 см.

Рисунок 15.2 - Электролизер для рафинирования алюминия

а — продольный разрез; б — поперечный разрез

1—блюмс; 2 — угольный блок; 3 — футеровка (шамот); 4 — кожух; 5 — загрузочный карман;

6 — футеровка (магнезит); 7 — катод; 8 — катодная штанга; 9 — металлоконструкция катодной рамы;

10 — катодная рама; 11—подъемный механизм; 12—крышки катодные стационарные; 13—катодная шина;

14—крышки катодные съемные; 15 — эксцентриковый зажим; 16 — анодная шина

Между рядами катодов установлена алюминиевая крышка в виде свода. Пространство между этим сводом и кожухом ванны над катодами закрыто съемными алюминиевыми крышками. Такое укрытие электролизера обеспечивает достаточно полное удаление вредностей и уменьшение потерь тепла через верх электролизера.

Перед началом эксплуатации шахту ванны в течение 2 суток обжигают, нагревая теплом от сжигания газообразного или жидкого топлива. Подъем температуры постепенный, во избежание растрескивания футеровки и чтобы подовая масса в межблочных швах успела скоксоваться.

Пуск рафинировочного электролизера производится в следующем порядке. На прогретую очищенную подину устанавливают подогретые графитированные катоды, соединенные через алюминиевую штангу с катодными шинами. Через карман заливают анодный сплав с содержанием меди 50% (по массе) и электролизер включают в электрическую цепь. Через 2-3 часа температура достигает 750—800 °С. В ванну заливают электролит и одновременно поднимают катодное устройство. По мере работы электролизера происходит пропитка футеровки электролитом, слой его уменьшается, поэтому следят за высотой слоя электролита, не допуская его чрезмерного снижения. Напряжение постепенно падает от 12 до 7 В. Обязательно проверяют равномерность распределения тока по катодам.

Затем заливают алюминий-сырец слоем не менее 10 см. Катоды погружают ниже слоя алюминия, чтобы они пропитывались электролитом. Такие пусковые катоды не имеют защитной «рубашки». Через 2 суток катодный металл сливают вакуум-ковшом, очищают электролит от шлама и на поверхность электролита заливают слой АВЧ. Катоды заменяют на защищенные алюминием и постепенно электролизер вводят в нормальный режим по напряжению и температуре. При достижении катодным металлом химического состава, отвечающего требованиям к АВЧ, начинается нормальная эксплуатация электролизера.