Выход по току

Выход по току – отношение практически полученного алюминия к теоретическому, выражается в %.

= ,

где М_практ. – вес фактически произведённого металла.

На практике выход по току для электролизёров с верхним токоподводом достигает 84–89 %. Выход по току зависит от квалификации электролизников и анодчиков, от уровня технологии в бригаде и корпусе, а также от модификации и вида электролизёра.

Зависимость выхода по току от температуры электролита.

С повышением температуры электролита потери металла возрастают, т.к. увеличивается растворимость алюминия в электролите, повышается скорость циркуляции электролита и перенос алюминия к аноду, где он окисляется. Повышение температуры на 10 ºС снижает выход по току на 2 – 4 %.

Оптимальной, считается температура 945–965 ºС. В электролит вводят добавки фтористого кальция, под влиянием которых снижается температура кристаллизации электролита, что способствует увеличению выхода по току.

Зависимость выхода по току от МПР.

С увеличением МПР подошва анода удаляется от катодного алюминия, поэтому реакция окисления алюминия растворённого в электролите анодными газами уменьшается. Следовательно, возрастает выход по току. Вместе с тем, увеличивать МПР более 6 см нецелесообразно, т.к. увеличивается рабочее напряжение и перегревается электролит, вследствие чего увеличивается растворимость катодного алюминия в электролите.

Зависимость выхода по току от криолитового отношения.

С уменьшением К.О. < 2,45, т.е. с увеличением содержания фтористого алюминия в электролите, электролит становится вязким, снижается температура плавления и уменьшается растворимость глинозёма в электролите, поэтому увеличивается выделение натрия на катоде и выход по току снижается. С ростом К.О. > 2,65 содержание фтористого натрия в электролите повышается, поэтому увеличивается вероятность разряда ионов Nа⁺ на катоде, снижается выход по току, поэтому К.О. поддерживается в пределах 2,45 – 2,65.

Зависимость выхода по току от работы анодчиков.

При протёках анодной массы под штырь и под анодную рубашку электролизёр работает в расстроенном технологическом режиме, с глинозёмом масса попадает под анод, снижается МПР, следовательно, снижается выход по току.

Зависимость выхода по току от ФРП.

При отсутствии гарниссажа, слабой настыли происходит утечка тока в борта электролизёра. При скоплении на подине осадка, коржей, высокое падение напряжения в подине. Неправильная форма рабочего пространства. Всё это приводит к снижению выхода по току.

Пути повышения выхода по току.

1. Не допускать технологических нарушений.

2. Строго выдерживать технологические параметры определённые технологической инструкцией: температура электролита, криолитовое отношение, уровни металла, электролита, ФРП, частоту анодных эффектов, МПР.

3. Предотвращать утечки электрического тока в результате премыканий анодной и катодной ошиновок, через нарушенную изоляцию.

Расход электроэнергии при производстве алюминия и пути его снижения.

Производство алюминия связано с большим расходом электроэнергии, поэтому алюминиевые заводы строят вблизи источников дешёвой электроэнергии.

Мощность, которую потребляет электролизёр, определяют по формуле:

Р = I·U_ср.,

где Р – мощность (Вт),

I – сила тока (А),

U_ср. – среднее напряжение (В).

Расход электрической энергии постоянного тока вычисляется как произведение мощности на время работы электролизёра

W = P·t = I·U_ср.·t (кВт/ч)

Сила тока выдерживается постоянной, поэтому расход электроэнергии зависит от среднего напряжения. Основной путь снижения расхода электроэнергии – снижение величина среднего напряжения.

Среднее напряжение.

Среднее напряжение (корпуса, серии) складывается из суммы рабочего напряжения, падения напряжения в общесерийной ошиновке, напряжения вспышек.

U_ср. = U_раб. + U_{общ.сер.ош.} + U_всп.

U_ср. = U_ан. + U_эл-та. + U_{разл.гл-ма} + U_кат. + U_{общ.сер.ош.} + U_всп.

Для снижения среднего напряжения необходимо:

1. Напряжение анода – хороший контакт штырь-колодка, правильная расстановка штырей, не завышать расстояние между горизонтами и между подошвой анода и концами штырей нижнего горизонта, хорошее качество анода, вторичного анода.

2. Напряжение электролита – необходимо очищать электролит от пены, корректировать состав электролита, улучшать его электропроводность, поддерживать МПР в пределах заданных технологической инструкцией.

3. Напряжение катода – очищать подину от осадка и коржей, иметь правильную ФРП.

4. Напряжение вспышек – иметь частоту 1–1,5 анодных эффектов в сутки. Быстро гасить вспышки.

5. Напряжение ошиновки – хорошие контакты в сварных швах, устранять примыкания, очищать ошиновку.

Чтобы снизить частоту анодных эффектов необходимо качественно проводить обработку и соблюдать её регламент.