автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом на силу тока 170-175 кА

На правах рукописи

ПОДДУБНЖ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ

□0317Т664

Разработка электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом на силу тока 170-175кА

Специальность 05 16 02 - Металлургия чёрных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 7 ДЕК 2007

Иркутск - 2007

003177664

Работа выполнена в ОАО «Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности»

Научный руководитель

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Зельберг Борис Ильич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Баранов Анатолий Никитич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Черняховский Леонид Владимирович

Ведущая организация

Иркутский алюминиевый завод

Защита состоится «25» декабря 2007 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 073 02 при Иркутском государственном техническом университете по адресу 664074, г Иркутск - 74, ул Лермонтова, 83 ауд К-амф Тел (3952)291543

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета

Автореферат разослан «22 » ноября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

Салов В М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Сложившаяся структура отечественного производства алюминия ориентирована на длительную эксплуатацию технологии на базе электролизёров Содерберга с верхним токоподводом

Существующие электролизеры Содерберга характеризуются более низкими технико-экономическими показателями и худшими экологическими характеристиками процесса по сравнению с современными электролизерами с обожженными анодами

Решение данной проблемы путём коренной реконструкции действующего производства с заменой существующих электролизеров на электролизеры с обожженными анодами является дорогостоящим из-за кардинального изменения технологии производства Поэтому совершенствование технико-экономических и экологических показателей существующего производства, оснащенного электролизёрами с верхним токоподводом является своевременным и актуатьным

Наиболее экономичным направлением модернизации, не требующим остановки действующего производства, является постепенная замена существующих электролизеров силой тока 155-160кА на новые, более мощные электролизеры с верхним токоподводом на силу тока 170-175кА с высокими технико-экономическими и экологическими показателями

Поэтому особое значение приобретают научно-исследовательские работы направленные на создание конструкции электролизера с верхним токоподводом повышенной мощности

Цель работы заключается в создании электролизеров на силу тока 170-175кА, позволяющих работать на более экологичной технологии «сухого» анода, с высокими технико-экономическими и экологическими показателями по сравнению с электролизерами двухэтажных серий типа С-8Б, С-8БМ на силу тока 155-160кА для последующей модернизации действующего производства

Задачи работы. При разработке и внесении новых конструктивных решении в конструкцию опытных электролизеров применить современные способы компьютерного моделирования, направленные на получение высоких технико-экономических и экологических показателей их работы

Испытать созданные электролизеры в условиях действующего производства

Разработать и испытать технические средства для обслуживания элекфолизеров с учетом их работы на «сухой» анодной массе

Определить оптимальные режимы технологии электролиза алюминия, обеспечивающие достижение по основным технико-экономическим и экологическим показателям уровня передовых зарубежных и отечественных предприятий

Методы исследования. При разработке ошиновки и основных узлов конструкции опытных электролизеров применялась компьютерная пршрамма для расчета электрических схем ошиновок и МГД-характеристик «Smelter» С помощью программ двух- и трехмерного моделирования AutoCAD и Inventor

были построены модели узлов опытных электролизёров и определена их оптимальная конструкция

На основе известных методик измерялись падение напряжения в сварных соединениях ошиновки, распределение тока по стоякам и блюмсам

Для оценки энергетического состояния электролизёров при помощи тепловизора фирмы «ЛвЕМА» и контактных термопар измерялась температура поверхностей катодных кожухов и стояков, на основании полученных данных рассчитывался энергетический баланс и тепловые потери опытных электролизеров

Научная новизна работы. Установлено положительное влияние на МГД-характеристики вынесение стояков ошиновки на продольную сторону и объединение выходных стояков

Предложена принципиально новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проёмов, исключающая передачу динамических нагрузок на электролизную ванну, что способствует увеличению срока службы катодного устройства

Впервые создан способ дозирования сыпучих материалов, позволяющий обеспечить точную дозу подачи подштыревой анодной массы, на его основании создана конструкция дозатора, которая защищена патентом РФ №38765

Практическая значимость. Рассчитаны и построены модели опыгных электролизёров на силу тока 170кА и 175кА При монтаже опытных электролизёров применена новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проёмов, на её основе разработано опорное устройство, исключающее передачу динамических нагрузок на электролизную ванну

Проведены опытно-промышленные испытания двух групп электролизёров с верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА По результатам проведённых испытаний оба типа конструкций электролизёров были признаны работоспособными, имеют более высокие по сравнению с серийными С-8Б и С-8БМ технико-экономические показатели и позволяют работать на технологии «сухого» анода

Разработана конструкция объёмного дозатора для сыпучих материалов Конструкция дозатора была испытана на Волгоградском алюминиевом заводе По результатам промышленных испытаний сделан вывод, что дозатор позволяет обеспечить быструю загрузку и точную дозу подачи подштыревой анодной массы при работе электролизёров на технологии «сухого» анода

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения электролизёров ВТ-175 в объёме шести двухэтажных корпусов Иркутского алюминиевого завода составит 590 млн руб в год

Учитывая положительные результаты опытно-промышленных испытаний, для модернизации двухэтажных корпусов электролиза, использующих технологию Содерберга, были рекомендованы электролизёры типа ВТ-170, ВТ-175 с перспективой увеличения их мощности до 180-190кА и выше На защиту выносятся:

1 Особенности конструкции опытных электролизёров, позволяющие достичь выхода по току более 90%, работая на силе тока 170-175кА

2 Новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проемов, исключающая передачу динамических нагрузок на электролизную ванну, что положительно влияет на увеличение срока службы катодного устройства

3 Устройство дозатора сыпучих материалов, позволяющее обеспечить быструю загрузку и точную дозу подачи подштыревой анодной массы, при работе электролизера на технологии «сухого» анода

Апробацпя работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на международных научно-технических конференциях «Алюминий Сибири» (Красноярск, 2000г, 2006г), международной конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности (С-Петербург, 2000г), международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке» (Иркутск 2000г ), «Республиканских научно-технических конференциях молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» (Иркутск, 2005г - 2007г), XI научно-практической конференции «Алюминий Урала -2006» (Краснотурьинск 2006г), металлургической секции НТС ОАО «СибВАМИ» (Иркутск, 2007г), на заседании кафедры металлургии цветных металлов ИрГТУ (Иркутск, 2007г )

Некоторые положения диссертации вошли в состав «Цикла научно-исследовательских и прикладных работ по металлургии алюминия и кремния», занявшего первое место на конкурсе губернатора Иркутской области по науке и технике (2006г )

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе получен патент

Личный вклад автора. Автор данной работы является ответственным исполнителем на всех этапах создания опытных электролизёров от постановки задачи, разработки конструкции, ведения авторского надзора за изготовлением и монтажом до внедрения и проведения промышленных испытаний

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы Общий объём диссертации - 133 страницы машинописного текста, включая 41 рисунок, 24- таблицы

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, показано, что большая часть алюминия в России производится на электролизерах с верхним токоподводом

Обоснован и выбран вариант модернизации путём изменения конструкции электролизёра, которая должна отвечать современным требованиям экологии и направлениям технологии получения алюминия

Первая глава посвящена анализу современного состояния существующих конструкций электролизёров с верхним токоподводом

Проведенный анализ позволил сформулировать основные требования, предъявляемые процессом электролиза к конструкции катодных устройств и

материалам футеровки Приведены рекомендации различных авторов к выбору схемы ошиновки электролизеров с верхним токоподводом

Обоснован выбор модернизации электролизёров двухэтажных сери! электролиза, так как они имеют более высокие технологические показатели по сравнению с электролизерами, устанавливаемыми в одноэтажных корпусах

Для опытных электролизеров выбрана конструкция катодного кожуха контрфорсного типа

Рассмотрены пути модернизации электролизеров с верхним токоподводом и связанную с ними необходимость изменения в конструкции электролизеров с верхним токоподводом, основные из них таковы

• изменение технологии анода с переводом его на «сухую анодную массу, что позволит улучшить технико-экономические и экологические показатели процесса электролиза Для этого необходимо будет увеличить высоту анодного кожуха и выполнить охлаждающие ребра так, чтобы они не мешали равномерному распределению загружаемой анодной массы по поверхности анода, а также разработать ряд механизмов, необходимых для обеспечения нормальной работы по данной технологии

• улучшение технико-экономических показателей действующих электролизеров за счет совершенствования состава и перевода электролизеров на работу с «кислыми» электролитами Недостатками работы на «кислых» электролитах являются повышение удельного электросопротивления электролита и ухудшение растворимости глинозёма Это приводит к необходимости работы при меньшем межполюсном расстоянии и к образованию осадков на подине соответственно Чтобы компенсировать отрицательное влияние работы на кислых электролитах, необходимо разработать ошиновку с более стабильными МГД-характеристиками, а для обеспечения полного растворения глинозема -предусмотреть возможность установки на анодный кожух системы АПГ, обеспечивающей подачу сырья малыми дозами

• увеличение мощности электролизёров без увеличения плотности тока с минимальными изменениями строительных конструкций при одновременном увеличении геометрии катодных и анодных узлов электролизера

• увеличение срока службы катодных устройств При этом необходимо создание новых конструкций футеровки с применением новых материалов, создание оптимальных режимов обжига, пуска в сочетании с ведением стабильной технологии электролиза и изменение опирания на строительные конструкции катодного кожуха и перекрытий шинных проемов

Рассмотрена существующая схема опирания катодных устройств и перекрытий шинных проемов в двухэтажных корпусах электролиза Предложено направление изменения схемы опирания, позволяющее исключить передачу на борта ванны катодного устройства динамических нагрузок от обслуживающей техники, а также равномерно распределить статические нагрузки от веса катодного устройства Проведение таких мероприятий может значительно повлиять на увеличение срока службы катодного устройства

л.

Во второй главе описаны конструктивные особенности опытных электролизёров на силу тока 170кА и 175кА. Опытные электролизёры разрабатывались в соответствии с поставленными задачами и требованиями технологии, рассмотренными в первых двух главах.

Показано, что увеличение мощности опытных электролизёров, выполненное без увеличения плотности тока, требует конструктивных изменений в катодной и анодной ошиновке.

Выполнены расчёты различных схем и конструкций ошиновок и разработаны наиболее оптимальные, с улучшенными МГД-характеристиками.

Установлено, что основное отличие ошиновки электролизёров ВТ-170 и ВТ-175 от серийной С-8Б, С-8БМ заключается в том, что около 10% тока от трех последних по ходу тока блюмсов со стороны стены корпуса электролиза («глухая» сторона электролизёра) предыдущего электролизёра перебрасывается на сторону среднего проезда («лицевая» сторона электролизёра) (рис. 1,2).

Рис. 1. Схема ошиновки опытных электролизёров ВТ-170

Рис. 2 Схема ошиновки опытных электролизёров ВТ-175

Ошиновка электролизёра ВТ-170 выполнена 4-х стоячной, пакеты шин по обеим сторонам расположены на одном уровне. Входная перемычка переброски тока с «глухой» па «лицевую» сторону опущена ниже отметки +4,00м.

Полученные при расчётах, с помощью программы «Smelter», величины вертикальных состашшющих магнитной индукции опытных электролизёров, позволили отказаться от разновысокого расположения пакетов шин катодной ошиновки. Поэтому появилась возможность опустить пакеты лицевой стороны на 400мм и облегчить монтаж и демонтаж катодных спусков.

На электролизёрах обоих типов выходные стояки конструктивно совмещены, создавая при этом суммарное магнитное поле в зоне их расположения. Расчётные статические перекосы опытных электролизёров показаны на рис. 3 и 4.

« Г} .........у ........ .) 5 т - з Г

Рис. 3. Расчётные статические перекосы электролизёра ВТ-170 (см)

¿1

Рис. 4. Расчётные статические перекосы электролизёра ВТ-175 (см)

Опыт эксплуатации подобного типа ошиновок, например, на Красноярском и Таджикском алюминиевых заводах, показывает их высокую эффективность. Для более равномерного распределения тока анодные шины в торцах закольцованы. Соединение анодных стояков с ошиновкой выполнено разъёмным способом посредством гребенчатых плат.

Более кардинальные изменения внесены в конструкцию ошиновки электролизёра ВТ-175. Помимо переброски 10% тока с «лицевой» стороны на «глухую» на этом типе электролизёра все стояки вынесены на продольные

стороны ванны входные стояки - на уровень первого ряда штырей, а выходные -на середин}' «лицевой» стороны

Выведение гоковедущих стояков электролизеров ВТ-175 на продольную сторону и последующее их соединение с анодной ошиновкой, а также то, что опытные электролизеры разрабатывались с учетом работы на «сухой» анодной массе, потребовало изменения конструкции анодных кожухов

На анодных кожухач опытныч электролизеров предусмотрены места для установки систем автоматизированной подачи глинозема Их конструкции, кроме габаритов, отличаются от серийных анодных кожухов электролизеров С-8Б, С-8БМ увеличенными радиусами закругления в торцах, усилением нижних поясов, меньшим количеством контрфорсов у ВТ-170 - четыре, у ВТ-175-пять вместо шести у серийныч и отсутствием выступающич внутрь деталей Кроме этого, на анодном кожухе элекгролизёров ВТ-175 через два контрфорса проходят алюминиевые шины переброски тока, соединяющие один из выходных стояков с анодной шиной При эгом шины изолированы от металлоконструкции анодного кожуха и контрфорсов Данное конструктивное решение является новым в конструкциях электролизеров и позволяет значительно сэкономить место

Кроме размеров, анодные рамы отчичаются от серийных ещё и ботее компактным размещением механизмов подъема анода - основных и вспомогательных, а также измененной расстановкой штырей и эксцентриковых зажимов в связи с изменением размеров анода

Разработаны катодные кожуха рамно-контрфорсного типа, их заключаются в ¡абаритных размерах, количестве контрфорсов и разных конфигурациях торцевых стенок, при эгом катодный кожух опытного электролизера В1-170 был удлинен на 340мм Это было достигнуто за счет изменения конструкции поддомкратных стоек

На электролизере ВТ-175 для увеличения длины катода на 840мм поддомкратные стойки были вынесены на продольные стороны за проекцию анода

В итоге это позволило удлинить анод на опытных электролизерах ВТ-170 на 500мм, а на электролизерах В1-175 на 1000мм по сравнению с серийными электролизерами С-8БМ, а также сохранить одинаковую с ними анодную плотность тока

Проработано несколько вариантов футеровок, отличающихся друг от др\ га не только конструкцией, но и применением различных нетрадиционных материалов

Характерной особенностью конструкций футеровок опытных электролизёров, отличающей её от футеровки серийных электролизеров, явилось широкое применение плит из керамовермикулита в качестве компенсационного слоя, закладываемого в нижней зоне цоколя, а также уменьшение размеров периферийного шва

Кроме этого, под бортовые блоки устанавливались онорные угольные плиты, а установка бортовых блоков выполнялась не с помощью засыпки шамотным заполнителем как на серийныч электролизерах, а с помощью их приклейки к стенкам кожуха огнеупорным клеющим раствором Такая установка

впервые была опробована на катодных кожухах шпангоутного типа 247 серии, устанавливаемых на Иркутском алюминиевом заводе.

Изменена схема установки катодных устройств и плит перекрытий шинных проёмов, опорная часть катодного кожуха перенесена ближе к бортам ванны, а опора плит перекрытий осуществляется на специальные металлоконструкции (рис. 5), которые передают возникающие нагрузки непосредственно на строительную часть корпуса электролиза через Г-образные кронштейны, исключая передачу нагрузок на борта электролизной ванны. Данная схема позволяет увеличить срок службы катодных устройств.

Рис. 5. Установка плит перекрытий опытных электролизёров Для обеспечения работы опытных электролизёров на «сухой» анодной массе был разработан бункер с объемным дозатором для точной, дозированной подачи подштыревой массы (рис. 6).

В ходе промышленных испытаний бункера с объемным дозатором экспериментально подбиратась нужная доза Выявлено, что конструкция дозатора надежна и характеризуется безотказной работой

В третьей главе приведены результаты проведения опытно-промышленных испытаний разработанных конструкций электролизёров и бункера с объемным дозатором для точной, дозированной загрузки подштыревой массы

Обжиг и пуск электролизеров был произведен в соответствии с регламентом, установленным «Технологической инструкцией по производству алюминия на электролизерах ВТ-170 и ВТ-175 опытного участка » с некоторыми изменениями, внесенными при подготовке и проведении обжига и пуска

Проводился контроль подъема температуры в цоколе и на подине и осуществлялась проверка конусов спекания формировавшихся анодов Выявлена динамика снижения рабочего напряжения в послепусковой период Измерены распределение тока по стоякам, а для определения потерь в ошиновке были исследованы падение напряжения в контактных узлах на всех электролизёрах опытной группы

Установлено, что суммарные потери напряжения в ошиновке находятся на уровне значений серийных электролизеров С-8Б, С-8БМ и составляют 0,302 В

Показано, что суммарные тепловые потери опытных электролизёров эквивалентны тепловым потерям серийных С-8БМ, при этом опытные электролизёры характеризуются более высоким соотношением тепловых потерь между катодом и анодом и тепловыми потерями от боковой и нижней поверхностями катода

Результаты исследований магнитных полей опытных электролизёров приведены в табл 1

Таблица 1

Результаты исследования магнитной индукции электролизеров, 10"4 Тл

ВТ-170 ВТ-175 Серийные С-8БМ

Вх By Bz Вх By Bz Вх By Bz

Среднее 65 44 63 89 22 42 63 46 39

мин -78 -101 -114 -91 -38 -82 -74 -112 -61

макс 85 48 121 123 25 58 76 74 80

Амплитуда 164 149 234 213 64 140 150 186 141

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что, работая на более высоком токе по сравнению с серийными электролизёрами, электролизёры ВТ-170 имеют примерно аналогичные перекосы по продольной и поперечной составляющим, а на ВТ-175 за счет вынесения стояков на продольные стороны и перераспределения тока в пакетах шин не менее чем в два раза уменьшается поперечная составляющая магнитной индукции, при этом вертикальная остаётся на одном уровне с серийными Этим обеспечивается повышение технологической и МГД-устойчивости опытных электролизеров по сравнению с серийными и определяет их более высокий выход по току

В табл 2 приведены основные технико-экономические показатели работы опытных электролизеров в сравнении с серийными

Таблица 2

Основные технико-экономические параметры электролизёров

Наименование параметров Ед изм ВТ-170 ВТ-175 С-8БМ

Проектная сила тока Рабочая сила тока кА 170 177,17 175 178,62 150 155-160

Анодная плотность тока А/см2 0,65-0,67 0,67 0,65

Криолитовое отношение - 2,33 2,44 2,59

Частота анодных эффектов А эф/сутки 1 1 2

Частота обработки раз/сут 1-2 1-2 8-12

Выход по току, % % 90,16 89,9 88,5

Среднее напряжение, В В 4,69 4,73 4,59

Длина шахты Ширина шахты Глубина шахты мм мм мм 9900 4120 550 10400 4120 550 9400 4150 560

Расстояние борт-анод - по продольной стороне - по торцовой стороне мм мм 635 500 635 500 650 500

Масса футеровки кг 69050 73100 69500

Масса металлоконструкции катодного кожуха кг 35750 34260 39100

Размеры анодного массива Длина Ширина Площадь мм мм м2 8900 2850 25,365 9400 2850 26 79 8400 2850 23,94

Количество токоподводящих штырей шт 76 76 72

Высота кожуха анода мм 1550 1550 1090

Средний срок службы мес 48 53,5 44,6

По результатам опытно-промышленных испытаний электролизёров ВТ-170, ВТ-175 и дозатора для подсыпки подштыревой массы были сделаны следующие выводы

Предложенная конструкция бункера с объёмным дозатором работоспособна и обеспечивает точную дозу подачи подштыревой анодной массы

Электролизёры опытного участка имеют технико-экономические показатели выше серийных выход по току составил 90,16% и 89,9%, средний срок службы составил 48 месяцев и 53,5, для электролизёров ВТ-170 и ВТ-175 соответственно

Электролизёры ВТ-170 имеют преимущество по простоте обслуживания, низкому среднему напряжению, а электролизёры ВТ-175 имеют резерв дальнейшего повышения токовой нагрузки с перспективой увеличения производительности Ожидаемый годовой экономический эффект ог внедрения электролизеров ВТ-175 в объёме шести двухэтажных корпусов Иркутского алюминиевого завода составит 590 млн руб в год

В заключение можно подвести следующие итоги созданы электролизёры на силу тока 170-175кА, их конструкции позволяют работать на более экологичной технологии «сухого» анода, получены более высокие технико-экономические и экологические показатели работы по сравнению с электролизёрами двухэтажных серий типа С-8Б, С-8БМ

Выводы

1 Сложившаяся структура отечественного производства алюминия ориентирована на длительную эксплуатацию технологии электролиза на базе электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподоодом, поэтому задачи совершенствования данной технологии остаются актуальными На основе анализа технических решений и уровня достигнутых технико-экономических показателей существующих электролизеров сделан вывод о возможности их модернизации путём изменения конструкции Показано, что самыми надёжными конструкциями катодных кожухов являются шпангоутная и кошрфорсная Для опытных электролизёров выбрана конструкция катодных кожухов контрфорсшм о типа

2 Выполнены расчёты различных схем ошиновок и предложены их оптимальные конструкции На основе электролизёров типа С-8БМ разработаны конструкции опытных электролизёров с самообжигающимися анодами на силу тока 170-175 кА с расчётом установки их в существующие строительные гнёзда и работе на «сухой» анодной массе

3 Выявлены отличия опытных электролизёров от серийных, которые заключаются в геометрических размерах, новой конструкции анодных и катодных устройств, схемой установки плит перекрытий и катодной ошиновкой Установлена динамика роста температуры подины и прогрева её цокольной части Послепусковой период показал работоспособность и достаточно устойчивый рабочий режим опытных электролизёров Изучена динамика снижения рабочего напряжения Проведены замеры распределения тока по стоякам ошиновки,

показано, что по группе электролизеров ВТ-170 максимальные отклонения значений от проектных составили 5,9%, по группе электролизеров ВТ-175 - 2%

4 Исследовано падение напряжения в контактных узлах на опытных электролизерах Выявлено, что суммарные потери в ошиновке составили 0,302 В и находятся на уровне значений серийных электролизёров Определено токовое распределение по блюмсам, коэффициент токового распределения составляет 1,011-1,029 Проведен анализ тепловых потерь опытных электролизеров, установлено, что суммарные тепловые потери эквивалентны тепловым потерям от серийных С-8БМ

5 Изучены характеристики магнитных нолей и перекосы металла опытных электролизеров Установлено, что по сравнению с серийными чпектролизеры ВТ-170 имеют аналогичные перекосы по продольной и поперечной составляющим, а ВТ-175 имеют улучшенные показатели по вертикачьной и поперечной составляющим магнитного поля

6 Разработан и испытан на Волгоградском алюминиевом заводе ряд технических средств для обеспечения работы электролизеров на «сухой» анодной массе, в гом числе бункер с объемным дозатором для точной, дозированной загрузки подштыревой массы По результатам промышленных испытаний сделан вывод, что конструкция дозатора надежна и характеризуется безотказной работой

7 Проведены опытно-промышленные испытания двух групп электролизеров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА Получены более высокие, но сравнению с серийными электролизерами типа С-8БМ, технико-экономические показатели производства атюминия Так сипа тока электролизеров ВТ-170 составила 177,17кА, что на 7,17кА выше проектных значений, а ВТ-175 - 178,62кА Выход по току составил 90,16 и 89,9% соответственно, при проектном 88,5% Выход угочьной пены на опытных электролизерах был немного меньше среднекорпусных значений Средний удельный расход фтористых солей электротизеров опытного участка оказачся меньше чем у серийных, по группе электролизеров ВГ-170 на 7кг/т полученного А1, а по группе ВТ-175 на 5кг/т Средний срок службы электролизеров ВТ-170 составил 48 месяцев, а у ВТ-175 - 53,5 месяцев Рекомендовано дтя модернизации действующих двухэтажных корпусов электролиза внедрение технологии получения алюминия на электролизёрах ВТ-170 и ВТ-175

Основные положения н результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Шемет Ю В , Поддубняк А Б , Нечаев М Ю , Ефремов Б С , Павлова Н А , Сиренов В С Новая конструкция электролизера с боковым токоподводом// Материалы научно-технической конференции, посвященной 40-летию ОАО «СибВАМИ» «Современное состояние и перспективы развития алюминиевой промышленности» - Иркутск, 1999 - С 15-17

2 Шемет Ю В , Нечаев М Ю , Поддубняк А Б Пути повышения срока службы катодных устройств на электролизерах 2-х этажных серий электролиза//

Материалы международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке» - Иркутск, 2000 - С 36-37

3 Шемет Ю В , Поддубняк А Б , Нечаев М Ю Пути совершенствования конструкций алюминиевых электролизеров с верхним токоподводом// Материалы международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке» - Иркутск, 2000 - С 35-36

4 Шемет Ю В , Ефремов Б С , Нечаев М Ю , Поддубняк А Б , Чалых В И Пути повышения производительности существующих корпусов электролиза, оснащенных электротизерами с верхним токоподводом// Материалы VI международной конференции-выставки «Алюминий Сибири-2000» - Красноярск, 2000 - С 3-4

5 Шемет Ю В , Ефремов Б С , Аюшин Б И , Наринский Р И , Нечаев М Ю , Поддубняк А Б Конструктивные -особенности электролизеров повышенной мощности опытного участка ОАО «СУАЛ-ИркАЗ»// Материалы «Международной научно-технической конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой и электродной промышленности» - Санкт-Петербург, 2000 -С 15-16

6 Шемет Ю В , Поддубняк А Б , Нечаев М Ю , Сиренов В С Технические предложения по увеличению срока службы катодных устройств алюминиевых электролизеров// Материалы «Международной научно-технической конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой и электродной промышленности» - Санкт-Петербург, 2000 - С 16-17

7 Шемет Ю В , Нечаев М Ю , Поддубняк А Б , Ермаков А В , Ефремов Б С О перспективах развития алюминиевых электролизеров// Электрометаллургия легких металлов Сборник научных трудов - Иркутск, 2002 -С 13-16

8 Шемет Ю В , Поддубняк А Б , Ефремов Б С Реконструкция одноэтажных серий электролиза, оборудованных электролизёрами с верхним токоподводом, с переводом их на электролизёры с обожжёнными анодами, на примере Иркутского алюминиевого завода// Электрометаллургия легких металлов Сборник научных трудов - Иркутск, 2003 - С 23-24

9 Веселков В В , Аюшин Б И , Богданов Ю В , Шемет Ю В , Поддубняк А Б , Рагозин Л В , Ефремов Б С и др Результаты опытно-промышленных испытаний электролизеров ВТ-170 и ВТ-175// Электрометаллургия легких металлов Сборник научных трудов - Иркутск, 2004 - С 26-32

10 Поддубняк АБ, Ермаков АВ, Шемет ЮВ, Ефремов Б С Промышленные испытания катодного устройства шпангоутного типа с раздельным силовым каркасом для электролизеров С-8Б, С-8БМ (модель Э 247)// Электрометаллургия легких металлов Сборник научных трудов ОАО «СУАЛ-Холдинг», ОАО «СибВАМИ» - Иркутск, 2004 -С 41-42

11 Поддубняк А Б , Ефремов Б С Обзор конструкций катодных кожухов // Материалы «III Республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» -Иркутск, 2005 -С 53-54

12 Поддубняк А Б , Ефремов Б С , Шемет Ю В Разработка шпангоутного катодного кожуха с железобетонным днищем для замены рамных катодных

кожухов одноэтажных корпусов электролиза// Электрометаллургия легких' металлов Сборник научных трудов - Иркутск, 2006 - С 42-46

13 Поддубняк АБ, Зельберг Б И Выбор материала накладки токоподводящих штырей новой конструкции для электролизёров Содерберга // Материалы «IV Республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» -Иркутск, 2006 -С 14-15

14 Богданов ЮВ, Поддубняк АБ, Зельберг Б И Испытание токоподводящих штырей новой конструкции для электролизёров Содерберга // Материалы «IV Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» -Иркутск, 2006 - С 15-16

15 Поддубняк А Б, Ефремов Б С , Шемет Ю В катодные кожуха шпангоутного типа для серийных электролизеров // Материалы XII Международной конференции-выставки «Алюминий Сибири-2006» - Красноярск, 2006 -С 84-86

16 Поддубняк А Б , Ефремов Б С , Климов А В Особенности изготовления и монтажа электролизёров большой единичной мощности // Материалы XI научно-практической конференции «Алиминий Урала-2006» - Краснотурьинск, 2006-С 106-107

17. Поддубняк А.Б. Разработка и опытно-промышленные испытания бункера для дозированной загрузки подштыревой массы электролизёров Содерберга// Вестник №2 (30), том 2, ИрГТУ - Иркутск, 2007. - С. 16-17.

18 Поддубняк А Б , Ефремов Б С, Ермаков А В Особенности конструкции и монтажа футеровки опытных электролизёров Содерберга с верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА // Материалы «V Республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» - Иркутск, 2007 -С 18-20

19 Поддубняк А Б Влияние на работу катодного устройства применения различных футеровочных материалов // Материалы «V Республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» - Иркутск, 2007 - С 21-22

20 Косыгин В К, Богданов Ю В , Поддубняк А Б Объёмный дозатор для сыпучих материалов// Патент Российской Федерации №38765 Опубл 10 07 2004 Бюл №19

Подписано в печать 16 11 2007 Формат 60 х 84 /16 Бумага офсетная Печать офсетная Уел печ л 1,0 Уч-изд л 1,25 Тираж 100 экз Зак 655 Поз плана 26н

ИД № 06506 от 26 12 2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул Лермонтова, 83

Введение

Глава 1. Обзор существующих конструкций электролизёров с верхним токоподводом и выбор направления модернизации действующего производства

1.1. Анализ конструкций основных типов катодных кожухов для производства алюминия

1.2. Применение различных футеровочных материалов и влияние их свойств на работу электролизёра в целом

1.3. Требования к выбору схемы ошиновки электролизёров с верхним токоподводом

1.4. Требования, предъявляемые к конструкциям катодных устройств

1.5. Анализ существующей схемы опирания катодных устройств на строительные конструкции двухэтажных корпусов электролиза

1.6. Пути модернизации и связанные с ними изменения в конструкции электролизёров с верхним токоподводом

Глава 2. Конструктивные особенности опытных электролизёров на силу тока 170кА и 175кА

2.1. Моделирование схемы и определение конструкций ошиновки опытных электролизёров

2.2. Анодное устройство опытных электролизёров

2.3. Система автоматической подачи глинозёма и автоматическая система управления технологическим процессом опытных электролизёров

2.4. Катодные кожуха опытных электролизёров

2.5. Особенности конструкции футеровки опытных электролизеров и её отличия от футеровки серийных электролизёров

2.6. Схема установки катодных устройств и плит перекрытий шинных проёмов опытных электролизёров

2.7. Разработка технических средств для обслуживания электролизёров Содерберга с учётом их работы на «сухой» анодной массе

Глава 3. Промышленные испытания опытных электролизёров на силу тока 170кА и 175кА и бункера с объёмным дозатором для точной загрузки подштыревой массы

3.1. Особенности сборки и монтажа опытных электролизёров

3.2. Обжиг и пуск опытных электролизёров

3.3. Послепусковой период опытных электролизёров

3.4. Энергетический и тепловой балансы опытных электролизёров

3.5. Результаты эксплуатации опытных электролизёров на силу тока 170кАи 175кА

3.6. Промышленные испытания бункера с дозатором для точной загрузки подштыревой анодной массы 116 Выводы 118 Литература

Актуальность работы.

Рассматривая совершенствование конструкции алюминиевых электролизёров за весь период развития алюминиевой промышленности, можно сделать основной вывод, что доминирующим на всех его этапах является рост единичной мощности агрегата при одновременном сокращении трудовых затрат на его обслуживание, снижении расхода электроэнергии, улучшении условий труда и уменьшении вредных промышленных выбросов в окружающую среду

Учитывая, что сложившаяся структура отечественного производства алюминия ориентирована на длительную эксплуатацию технологии на базе электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом (ВТ), задачи совершенствования этой технологии остаются актуальными по настоящий день.

Существующие конструкции электролизёров с верхним токоподводом характеризуются более низкими техническими показателями выхода металла по току, большим расходом электроэнергии и худшими экологическими характеристиками процесса по сравнению с современными сериями электролизёров с обожженными анодами. Однако, они обеспечивают получение металла с более низкой себестоимостью производства.

Вопрос улучшения технико-экономических и экологических характеристик существующих корпусов электролиза, оснащённых электролизёрами с ВТ, может решаться несколькими способами: первый - коренная реконструкция действующего производства путем замены существующих электролизёров с ВТ на электролизёры с обожжёнными анодами при одновременном увеличении единичной мощности агрегатов как за счет повышения плотности тока, так и за счёт увеличения габаритов электролизёров; второй - улучшением технико-экономических показателей действующих электролизёров за счёт перехода на технологию «сухого» анода, совершенствованием состава и переводом электролизёров на работу с «кислыми» электролитами с одновременным внедрением систем АПГ, ЦРГ и АСУТП с усовершенствованными программами, а также увеличения срока службы катодных устройств за счёт использования в конструкции футеровки новых теплоизоляционных материалов; третий - увеличением мощности электролизёров, устанавливаемых в существующих строительных «гнёздах» за счёт изменения конструкции ошиновки с улучшенными МГД-характеристиками, увеличении геометрии анодов и катодов в сочетании с применением новых направлений в электролизе.

Первый путь весьма дорогостоящий, требующий кардинального изменения строительной части корпусов электролиза, и связанной с этим остановки действующего производства.

Кроме этого, возникают дополнительные затраты на организацию нового производства обожжённых анодов либо их приобретения, а также проведения ряда мероприятий таких, как изменения складских помещений, обучения обслуживающего персонала, закупки специализированной обслуживающей техники и другие.

Срок окупаемости такого перевооружения действующего производства довольно велик, хотя примером может служить установка электролизёров с обожжёнными анодами на опытном участке в одноэтажном корпусе №4 в количестве 13 ванн на Иркутском алюминиевом заводе.

Второй вариант экономически выгоден на определенном этапе и связан с долгим периодом отладки технологии. Кроме того, он не может преодолеть недостатки существующих конструкций электролизёров, такие, как влияние на МГД-характеристики существующей ошиновки, невозможности расположить точки питания АПГ в оптимальном месте и многое другое.

Вариант изменения конструкции электролизёра, а также геометрии анода и катода с изменением конструкции катодной ошиновки в сочетании со вторым способом даст наибольший технико-экономический эффект.

Цель работы.

Заключается в создании электролизёров на силу тока 170-175кА, позволяющих работать на более экологичной технологии «сухого» анода, с высокими технико-экономическими и экологическими показателями по сравнению с электролизёрами двухэтажных серий типа С-8Б, С-8БМ на силу тока 155-160кА для последующей модернизации действующего производства.

Задачи работы

При разработке и внесении новых конструктивных решений в конструкцию опытных электролизёров применить современные способы компьютерного моделирования, направленные на получение высоких технико-экономических и экологических показателей их работы.

Испытать созданные электролизёры в условиях действующего производства.

Разработать и испытать технические средства для обслуживания электролизёров с учётом их работы на «сухой» анодной массе.

Определить оптимальные режимы технологии электролиза алюминия, обеспечивающие достижение по основным технико-экономическим и экологическим показателям уровня передовых зарубежных и отечественных предприятий.

Методы исследований.

При разработке ошиновки, основных узлов конструкции опытных электролизёров применялась программа «Smelter» для моделирования и расчёта электрических схем ошиновок и МГД-характеристик с помощью метода конечных элементов. При помощи программ трёхмерного и двухмерного моделирования Inventor, AutoCAD были построены модели узлов опытных электролизёров и определена их конструкция.

На основе существующих методик измерялись падение напряжения в сварных соединениях ошиновки, распределение тока по стоякам и блюмсам.

С использованием тепловизора фирмы "AGEMA" и контактных термопар измерялась температура поверхностей катодных кожухов и стояков.

Для оценки энергетического состояния электролизёров при помощи тепловизора фирмы «AGEMA» и контактных термопар измерялась температура поверхностей катодных кожухов и стояков; на основании полученных данных рассчитывался энергетический баланс и тепловые потери опытных электролизёров.

Проводились исследования и сравнения с расчётными данными магнитогидродинамических характеристик опытных электролизёров. Полученные энерготехнологические показатели сравнивались с показателями действующих электролизёров типа С-8Б и С-8БМ.

Научная новизна.

Установлено положительное влияние на МГД-характеристики вынесение стояков ошиновки на продольную сторону и объединение выходных стояков при этом создается суммарное магнитное поле компенсирующее влияние второго ряда электролизёров. Впервые на основании рассчитанных схем ошиновок были созданы новые электролизёры с повышенной мощностью ВТ-170 и ВТ-175, которые устанавливались в существующие строительные гнёзда.

Предложена принципиально новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проёмов, исключающая передачу динамических нагрузок на электролизную ванну, что способствует увеличению срока службы катодного устройства.

Впервые создан способ дозирования сыпучих материалов, позволяющий обеспечить точную дозу подачи подштыревой анодной массы, на основании его создай дозатор. На данную конструкцию был получен патент Российской Федерации №38765.

Практическая значимость.

Рассчитаны и построены модели опытных электролизёров. Изготовленные конструкции установлены на организованном на Иркутском алюминиевом заводе опытном участке в корпусе №6.

При монтаже опытных электролизёров применена новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проёмов, на её основе разработано опорное устройство, исключающее передачу динамических нагрузок на электролизную ванну.

Проведены опытно-промышленные испытания двух групп электролизёров с верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА.

Опытные электролизёры работали на повышенной, по сравнению с серийными, силе тока, анодная плотность тока сохранена на уровне серийных электролизёров С-8БМ.

Разработаны новые анодные кожуха, позволяющие оборудовать электролизёр системой АПГ, а также работать на «сухой» анодной массе.

В результате проведённых испытаний оба типа конструкций электролизёров были признаны работоспособными, имеют более высокие, по сравнению с С-8Б и С-8БМ технико-экономические показатели работы. Так сила тока электролизёров ВТ-170 составила 177,17кА, что на 7,17кА выше проектных значений, а ВТ-175 - 178,62кА. Выход по току составил 90,16 и 89,9% соответственно, при проектном 88,5%. В среднем по опытным электролизёрам удельный расход фтористых солей на 5-7кг на тонну выпущенного алюминия меньше среднекорпусных значений. Средний срок службы электролизёров ВТ-170 составил 48 месяцев, а у ВТ-175 - 53,5 месяцев. Это один из лучших показателей среди отечественных электролизёров Содерберга.

После проведения капитального ремонта все электролизёры запущены па вторую кампанию и в настоящее время стабильно работают и выдают сортовой металл марки А8.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения электролизёров ВТ-175 в объёме шести двухэтажных корпусов Иркутского алюминиевого завода составит 590 млн. руб. в год.

Учитывая положительные результаты опытно-промышленных испытаний, для модернизации двухэтажных корпусов электролиза, использующих технологию Содерберга, были рекомендованы электролизёры типа ВТ-170, ВТ-175 с увеличением их мощности от 180 и 190кА соответственно и выше.

Разработана конструкция объёмного дозатора для сыпучих материалов. Конструкция дозатора была испытана на Волгоградском алюминиевом заводе. По результатам промышленных испытаний сделан вывод, что дозатор позволяет обеспечить быструю загрузку и точную дозу подачи подштыревой анодной массы при работе электролизёров па технологии «сухого» анода.

На конструкцию получены положительные отзывы и при небольшой доработке такими бункерами были оснащены электролизные корпуса Волгоградского алюминиевого завода работающие на «сухой» анодной массе.

Апробация работы.

Диссертационная работа выполнена в рамках региональных и отраслевых программ развития алюминиевой промышленности.

Некоторые положения диссертации и полученные результаты проведённых опытно-промышленных испытаний были вынесены на конкурс премии губернатора Иркутской области по науке и технике в составе занявшей первое место работы «Цикл научно-исследовательских и прикладных работ по металлургии алюминия и кремния» в 2006 году.

Результаты диссертационной работы докладывались на международных научно-технических конференциях «Алюминий Сибири» (Красноярск, 2000г. и 2006г.), международной конференции молодых ученых и специалистов алюминиевой промышленности (С-Петербург, 2000г.), международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке». (Иркутск. 2000г.), «III, IV и V республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности» (Иркутск, 2005г., 2006г. и 2007г.), XI научно-практической конференции «Алюминий Урала - 2006» (Краснотурьинск 2006г.), металлургической секции НТС ОАО «СибВАМИ» (Иркутск, 2007г.), на заседании кафедры металлургии цветных металлов ИрГТУ (Иркутск, 2007г.).

На защиту выносятся:

Особенности конструкции опытных электролизёров, позволяющие достичь выхода по току 90% и более, при работе на повышенной силе тока.

Новая схема опирания плит перекрытий шинных проёмов, при которой устраняется передача нагрузок и вибрации от работы транспортных средств на стенки электролизной ванны, положительно влияющая на увеличение срока службы катодных устройств опытных электролизёров.

Устройство дозатора для сыпучих материалов, позволяющее осуществлять быструю загрузку и точную дозу подачи подштыревой анодной массы, обеспечивающее нормальное ведение технологии анода, работающего на «сухой» анодной массе.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 6 статей, 13 тезисов докладов и получен 1 патент на изобретение.

Личный вклад автора.

Автор данной работы является ответственным исполнителем на всех этапах создания опытных электролизёров от постановки задачи, разработки конструкции, ведения авторского надзора за изготовлением и монтажом до внедрения и проведения промышленных испытаний.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы из 114 наименований. Общий объём диссертации - 133 страницы, рисунков -41, таблиц-24.

118 Выводы

1. Сложившаяся структура отечественного производства алюминия ориентирована на длительную эксплуатацию технологии электролиза на базе электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом, поэтому задачи совершенствования данной технологии остаются актуальными. На основе анализа технических решений и уровня достигнутых технико-экономических показателей существующих электролизёров сделан вывод о возможности их модернизации путём изменения конструкции. Показано, что самыми надёжными конструкциями катодных кожухов являются шпангоутная и контрфорсная. Для опытных электролизёров выбрана конструкция катодных кожухов контрфорсного типа.

2. Созданы модели и выполнены расчёты различных схем ошиновок, предложены их оптимальные конструкции. На их основе разработаны конструкции опытных электролизёров с самообжигающимся анодом на силу тока 170-175 кА, с расчётом установки их в существующие строительные гнёзда и работе на «сухой» анодной массе. Основные отличия опытных электролизёров от серийных заключаются в геометрических размерах, новой конструкции анодных и катодных устройств, схемой установки плит перекрытий и катодной ошиновкой.

3. При монтаже опытных электролизёров применена новая схема установки катодного кожуха и плит перекрытий шинных проёмов, на основе её было разработано специальное опорное устройство в виде Г-образных кронштейнов исключающее передачу динамических нагрузок на электролизную ванну.

4. Проведены опытно-промышленные испытания двух групп электролизёров с верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА. Установлена динамика роста температуры подины и прогрева её цокольной части. Послепусковой период показал работоспособность и достаточно устойчивый рабочий режим опытных электролизёров. Изучена динамика снижения рабочего напряжения, проведены замеры высот конусов спекания и уровня жидкой анодной массы, показано, что сформированные аноды опытных электролизёров соответствуют требованиям технологической инструкции. Проведены замеры распределения тока по стоякам ошиновки, показано, что по группе электролизёров ВТ-170 максимальные отклонения значений от проектных составили 5,9%, по группе электролизёров ВТ-175 - 2%. Исследовано падение напряжения в контактных узлах на опытных электролизёрах. Выявлено, что суммарные потери в ошиновке составили 0,302 В и находятся на уровне значений серийных электролизёров. Определено токовое распределение по блюмсам, коэффициент токового распределения составляет 1,011-1,029. Проведён анализ тепловых потерь опытных электролизёров. Установлено, что суммарные тепловые потери от них эквивалентны тепловым потерям серийных С-8БМ.

5. Изучены характеристики магнитных полей и перекосы металла опытных электролизёров. Выявлено, что по сравнению с серийными, электролизёры ВТ-170 имеют аналогичные перекосы по продольной и поперечной составляющим, а ВТ-175 имеют улучшенные показатели по вертикальной и поперечной составляющим магнитного поля. Установлено положительное влияние на МГД-характеристики вынесение стояков ошиновки на продольную сторону и объединение выходных стояков, при этом создается суммарное магнитное поле, компенсирующее влияние второго ряда электролизёров.

6. Разработан и испытан на Волгоградском алюминиевом заводе ряд • технических средств для обеспечения работы электролизёров на «сухой» анодной массе, в том числе бункер с объёмным дозатором для точной, дозированной загрузки подштыревой массы. По результатам промышленных испытаний сделан вывод, что конструкция дозатора надежна и характеризуется безотказной работой. После промышленных испытаний на Волгоградском алюминиевом заводе конструкция объёмного дозатора была защищена патентом РФ.

7. Проведены опытно-промышленные испытания двух групп электролизёров с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом на силу тока 170кА и 175кА. Получены более высокие, по сравнению с серийными электролизёрами типа С-8БМ, технико-экономические показатели производства алюминия. Так сила тока электролизёров ВТ-170 составила 177,17кА, что на 7,17кА выше проектных значений, а ВТ-175 - 178,62кА. Выход по току составил 90,16 и 89,9% соответственно, при проектном 88,5%. Выход угольной пены на опытных электролизёрах был немного меньше среднекорпусных значений. Средний удельный расход фтористых солей электролизёров опытного участка оказался меньше, чем у серийных, по группе электролизёров ВТ-170 на 7кг/т полученного А1, а по группе ВТ-175 на 5кг/т. Средний срок службы электролизёров ВТ-170 составил 48 месяцев, а у ВТ-175 - 53,5 месяцев.

8. Опытные электролизёры могут быть использованы для модернизации действующих двухэтажных корпусов электролиза с перспективой увеличения их мощности до 180-190кА и выше.

121

1. Терентьев В.Г., Сысоев А.В., Гринберг И.С., Черных А.Е., Зельберг Б.И., Чалых В.И. Производство алюминия. Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1997. - 350 с.

2. Пурденко Ю.А. Алюминиевая промышленность России: состояние, проблемы и перспективы развития. Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1997. - 136 с.

3. Гринберг И.С., Зельберг Б.И., Чалых В.И., Черных А.Е. Электрометаллургия алюминия. С-Пб.: Издательство МАНЭБ. 2005. - 414 с.

4. Бегунов А.И. Концептуальные вопросы модернизации алюминиевых электролизёров // Материалы международной конференции-выставки «Алюминий Сибири 2001». -2001.

5. Шемет Ю.В., Нечаев М.Ю., Подцубняк А.Б., Ермаков А.В., Ефремов Б.С. О перспективах развития алюминиевых электролизеров// Электрометаллургия легких металлов. Сборник научных трудов ОАО «ИркАЗ-СУАЛ», ОАО «СибВАМИ». Иркутск 2002.

6. Беляев А.И. Металлургия легких металлов.- М.: Металлургия, 1962.442 с.

7. Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния. М.: Металлургия, 1987.- 320 с.

8. Баранов А.Н., Михайлов А.Н. Защита металлов от коррозии. Учебн. Пособие. Иркутск. Изд-во ИрГТУ. 2004. 157с.

9. Михайлов А.Н., Селектор С.Л., Баранов А.Н., Кривобоков Ю.А. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. Иркутск Изд-во ИрГТУ. 1997. 176 с.

10. Сенин В.Н., Лещинский Р.Г., Максимов А.А. Исследование не сырьевых источников поступления железа в электролизёры с верхним токоподводом//Цветные металлы, №11.-1981.

11. Способ получения композиционных покрытий на основе хрома. Пат. №2221905.

12. Яблоков В.Г., Кузнецов В.А., Блюштейн М.Л., Никитин В.Я. ОАО «ВАМИ». Катодный кожух электролизёра для получения алюминия// Пат. №549513, СССР. МКл. С25СЗ/08.

13. Гринберг И.С., Громов Б.С., Рагозин JI.B., Школьников М.Р., Громов С.Б., Веселков В.В., Зельберг Б.И., Черных А.Е. Справочник металлурга. Производство алюминия и сплавов на его основе. С-Пб.: Изд-во МАНЭБ. 2005.-691 с.

14. Троицкий И.А., Железнов В.А. Металлургия алюминия. М.: Изд-во «Металлургия». -1970.336с.

15. Поддубняк А.Б. Разработка и опытно-промышленные испытания бункера для дозированной загрузки подштыревой массы электролизёров Содерберга. Вестник №3 (31), ИрГТУ Иркутск, 2007.

16. Громов Б.С., Строгов B.C., Крюковский В.А., Колосов Ю.Н., Ахмедов С.Н. Катодный кожух алюминиевого электролизёра. ТОО «Алкорус». Пат. №2051204.

17. Шемет Ю.В., Ефремов Б.С., Щапов Е.Н., Максютов Е.Н., Ефимов А.А., Бахтин А.А., Рагозин Л.В., Абрамов В.В. Катодный кожух алюминиевого электролизёра. ОАО «СибВАМИ», ОАО «СУАЛ» Пат. №2155824.

18. Сильян О.Я., Порсгрунн Г., Гранде Т. и др. Огнеупорные материалы для алюминиевых электролизёров. Ж. Алюминиум. т.7, №4. -2001. 294 с.

19. Richards N.E. 2nd Ausralasian Fluminium Smelter Technology Course. -Sydney, 1987.

20. Мальков М.А., Дмитриев И.Г. Огнеупоры для алюминиевого производства// Огнеупоры и техническая керамика, №6. 2000. 35-41с.

21. Вейбель Р. Преимущества и недостатки применения различных огнеупорных материалов для катодов. Сборник научных статей «Алюминий Сибири 2002». - Красноярск, 2002.

22. Прошкин А.В. Огнеупоры в цветной металлургии// Высшие российские алюминиевые курсы. Красноярск, 2000.

23. Чанг X. В. де Нора, Секхар Дж. А. Материалы используемые в производстве алюминия методом Эру-Холла. Красноярск, 1998. 153с.

24. ГОСТ 28874-90. Огнеупоры. Классификация.

25. ГОСТ 28874-90. Огнеупоры. Классификация.

26. Grjotheim К., Kvande Н. Aluminium 68. 1992. 315р.

27. Сильян О.Я, Порсгрунн Г., Гранде Т. и др. Огнеупорные материалы для алюминиевых электролизёров. Ж. Алюминиум. т.7, № 4,2001.- 294 с.

28. Погодаев A.M., Шиманский А.Ф., Якимов И.С., Архипов Г.В. Процессы, протекающие в углеродной футеровке алюминиевого электролизёра// Цветные металлы, №6. 2005.

29. Рагозин JI.B., Ефимов А.А., Любушкин В.А. и др. Анализ причин преждевременного выхода из строя алюминиевых электролизёров// Сборник научных трудов «Современные тенденции в развитии металлургии лёгких металлов». С-Пб. -2001. 140с.

30. Стрелов К.К. Структура и свойства огнеупоров. М.: Изд-во «Металлургия», 1982.207с.

31. Литовский Е.Я., Пучкелевич Н.А. Теплофизические свойства огнеупоров. М.: Изд-во «Металлургия». 1982. 150с.

32. Архипов Г.В. Физико-химические и термомеханические процессы в футеровке алюминиевых электролизеров// Технико-экономический вестник «Русского Алюминия», №4,2003.

33. Гринберг И.С., Рагозин Л.В., Рогозин Б.И., Сергеев В.А., Зельберг Б.И., Черных А.Е. Капитальный ремонт электролизёров для производства алюминия. Библиотека рабочего. С-Пб.: Изд-во МАНЭБ. -2005. 146 с.

34. Архипов Г.В., Борисов В.И., Иванова A.M. Изменение свойств материалов футеровки в процессе эксплуатации электролизера// Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №8, 2004.

35. Погодаев A.M., Шиманский А.Ф., Якимов И.С., Архипов Г.В. Борисов В.И. Эволюция состава футеровочных материалов в течение эксплуатации алюминиевого электролизёра// Цветные металлы, №3. -2005.

36. Архипов Г.В., Пингин В.В., Борисов В.И., Иванова A.M. Физико-механические свойства материалов футеровки для алюминиевых электролизеров в исходном состоянии// Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №4,2003.

37. Е. Sturm, J. Prepeneit, М. Economic and environmental aspects of an effective diffusion barrier. Sahling Light Metals. -2002. 433 p.

38. Бахтин A.A., Любушкин B.A., Сергеев B.A. Изучение физико-технических характеристик материалов огнеупорной футеровки алюминиевого электролизера// Электрометаллургия легких металлов. ОАО «СибВАМИ». Иркутск, 2003. 63-73 с.

39. Бахтин А.А., Любушкин В.А. Влияние структурных характеристик огнеупорных изделий на стойкость цоколя алюминиевого электролизера // Электрометаллургия легких металлов. ОАО «СибВАМИ». Иркутск, 2003. 73-81 с.

40. Сенников С.Г., Бурцев С.Н., Ахмедов С.Н. Огнеупоры для катодов алюминиевых электролизёров // Огнеупоры и техническая керамика №10. -2003, 22-31с.

41. Бурцев С.Н., Сенников С.Г. Влияние конструкции катодной футеровки на тепловые и электричиские характеристики алюминиевых электролизеров. Огнеупоры и техническая керамика №12. 2003, 25-34с.

42. Прошкин А.В., Симаков Д.А. К вопросу о криолитоустойчивости барьерных материалов // Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №4,2003.19-23с.

43. Прошкин А.В., Симаков Д.А. О криолитоустойчивости традиционных и новых цокольных материалов для алюминиевых электролизеров // Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №8,2004. 29-ЗЗс.

44. Симаков Д.А., Прошкин А.В. О тестах на криолитоустойчивость огнеупорных материалов // Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №8,2004.34-41 с.

45. Tabereaux А.Т. Reviewing advances in cathode refractory materials. JOM. 1992. 20-26p.

46. Seltveit A., Schoning C. Proc. 8-th Int. Light Metals Congress. Leoben-Vienna.-1987.163p.

47. Seltveit A. (SINTEF). Norwegian Pat №150007.

48. Brandtzag S.R., Paulsen K.A., Siljian O.J. Light Metals. 1993. 309p.

49. Siljian O.J., Schoning C. Refractories for molten aluminium contact. Part 2: Influence of pore size on aluminium penetration. Unified internal Technical Conference on refractories. (UNITECR-ALAFAR 2001). Cancum, Mexico, 2001.

50. Schoning C., Grande Т., Siljian O.J. Light Metals. 1999. 231-237p.

51. Парамонов C.A. Усовершенствование конструкции ошиновок и модернизация заводских электролизёров // Сборник научно-исследовательских работ. «ИркАЗ-СУАЛ» 1999.

52. Меерович Э.А. Магнитное поле и электродинамические силы в зоне расплава мощных электролизёров алюминия. Изд. Академии наук СССР. Москва. 1962. 122с.

53. Сорлье М., Ойя X. Катоды в алюминиевом электролизе. Пер. с английского Полякова П.В. Красноярск: Изд. КГУ, 1997.- 460 с.

54. Шемет Ю.В., Нечаев М.Ю., Поддубняк А.Б. Пути повышения срока службы катодных устройств на электролизерах 2-х этажных серий электролиза// Материалы международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке». Иркутск, 2000.

55. Харченко В.Г. Исследование механизма разрушения, разработка методов расчета и конструирования катодного устройства алюминиевого электролизера // Дис. канд. техн. наук. Л. 1981.

56. Харченко В.Г., Самойленко В.Н. К повышению срока работы катодных устройств алюминиевых электролизеров. М.: Цветные металлы, №11,1979.

57. Харченко В.Г. Особенности поведения подины при обжиге и пуске электролизёров. М.: Цветные металлы, №4,1984.

58. Шемет Ю.В. и др. Авторское свидетельство № 1026492.

59. Бибер У. Новые концепции модернизации алюминиевых электролизёров // Материалы III международного семинара-выставки «Алюминий Сибири 97». 1997.

60. Кужель B.C. Влияние повышения силы тока на энерготехнологические показатели алюминиевых электролизёров с верхним токоподводом // Дис. канд. техн. наук. Иркутск 2004.

61. Баранцев А.Г., Крюковский В .А., Панов Е.Н., Кужель B.C. Перспективы увеличения наработки металла за счёт повышения силы тока на электролизёрах // Цветные металлы №7. 2001.

62. Кужель B.C., Крюковский В.А., Панов Е.Н. Электрические параметры электролизёров с ВТ в пусковой и эксплуатационный периоды при работе на повышенной силе тока // Цветные металлы №6. 2001.

63. Кужель B.C., Крюковский В.А., Панов Е.Н. Технологические и энергетические показатели электролизёров с ВТ, эксплуатируемых на повышенной силе тока // Цветные металлы №7. 2001.

64. Шемет Ю.В., Поддубняк А.Б., Нечаев М.Ю. Пути совершенствования конструкций алюминиевых электролизеров с верхним токоподводом// Материалы международной конференции «Алюминиевая промышленность России и мира в XXI веке». Иркутск, 2000.

65. Шемет Ю.В., Ефремов Б.С., Аюшин Б.И., Наринский Р.И., Нечаев М.Ю., Поддубняк А.Б. Конструктивные особенности электролизёров повышеной мощности опытного участка ОАО "СУАЛ-ИркАЗ" // Материалы

66. Международной научно-технической конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой и электродной промышленности». С-Пб. -2000. 140с.

67. Ахмедов С.Н. Тихомиров В.В., Громов Б.С. Пак Р.В., Огурцов А.И. Особенности деформации футеровки катодных устройств алюминиевых электролизёров // Цветные металлы №2. 2004.

68. Калимов А.Г. Разработка программы расчета магнитогидродинамических процессов в алюминиевом электролизере. // Отчет ООО «Полифем» СПб. 2002. 4-47с.

69. V.Chechurin, A.Kalimov, L.Minevich, M.Svedentsov, M.Repetto "A Simulation of Magneto-Hydrostatic Phenomena in Thin Liquid Layers of an Aluminum Electrolytic Cell", IEEE Trans. Magn. 2000, v.36, pp. 1309-1312.

70. Moreau R., Evans J.W. "An Analysis of the Hydrodynamics of Aluminum Reduction Cells" J.Electrochem.Soc. 1984. v.131. N10. pp.2251-2259.

71. Климов A.B., Ефремов Б.С. Совершенствование систем АПГ электролизёров с обожжёнными анодами // Материалы «IV Республиканской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой и электродной промышленности». Иркутск, 2006.

72. Каравайный А.А., Головчук А.С. Опыт работы системы АП // Материалы научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

73. Козьмин Г.Д. Способы перевода электролизёров в режим АПГ // Материалы научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

74. Тимофеев И.Е., Герцовский А.Д. Опыт использования систем АПГ на Кандалакшском алюминиевом заводе // Сборник докладов научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

75. Демыкин П.А. Аэродозаторы «Токссофт». Сборник докладов научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

76. Климов А.В., Ефремов Б.С. Обзор конструкций АПГ ОАО «СибВАМИ» // Сборник докладов научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

77. Бегунов А.И., Бегунов А.А. Устройство для подогрева и подачи дозированной глинозёма. Патент на изобретение № 2.210.635. Опубл. 20.08.2003. Бюлл. №23.

78. Бегунов А.И., Бегунов А.А., Громов Б.С., Кужель B.C., Козьмин В.Г., Корнев В.Г., Кудрявцева Е.В. Динамика течения глинозёма через щелевой питатель // Материалы IV Международной конференции «Алюминий Сибири 2000». - Красноярск 2000. 185-190с.

79. Деревягин В.Н., Минникаев P.M. Особенности внедрения АПГ // Сборник докладов научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

80. Евсеев Н.В., Ершов В.А. Существующее положение внедрения АПГ на алюминиевых заводах оао «СУАЛ-Холдинг» // Сборник докладов научно-технической конференции «Опыт работы систем АПГ на алюминиевых заводах ОАО СУАЛ». Иркутск 2005. 104с.

81. Харченко В.Г. Исследование механизма разрушения, разработка методов расчёта и конструирования катодного устройства алюминиевого электролизёра// Дис. канд. техн. наук. JI. 1981.

82. Костюков А.А., Киль И.Г., Никифоров В.П. и др. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: Изд-во «Металлургия». -1971. 560с.

83. Сушков А.И. и др. Металлургия алюминия. М.: Изд-во «Металлургия». 1965. 360с.

84. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: Металлургия. 1971. 177 - 179с.

85. Шемет Ю.В., Веселков В.В., Кауров В.Д., Сиренов B.C., Надточий A.M. ОАО «СибВАМИ» Пат. №2210633 РФ С25СЗ/10. 2001.

86. Бузунов В.Ю., Куликов Б.П. Технические аспекты экологической безопасности алюминиевого производства // Технико-экономический вестник РУСАЛа№ 11.-2005.

87. Бузунов В.Ю. Технико-экономический вестник РУСАЛа № 7.2004.

88. Маслов В.А., Ласенко Э.П, Лоза Н.М., Демичев Д.Н. Освоение технологии «сухого» анода на БрАЗе // Технико-экономический вестник РУСАЛа № 11.-2005.

89. Фризоргер В.К., Ласенко Э.П. О работе коллектива завода по внедрению новых технологий в анодном узле технико-экономический вестник БрАЗа №8. 2002.

90. Косыгин В.К., Богданов Ю.В., Рагозин Л.В., Ефимов А.А. и др. Технология анода, с применением «сухой» анодной массы на пековом коксе: опытно-промышленные испытания на Иркутском алюминиевом заводе. //

91. Электрометаллургия легких металлов. Сборник научных трудов. ОАО «СУАЛ-Холдинг», ОАО «СибВАМИ». Иркутск 2004.

92. Косыгин В.К., Богданов Ю.В., Подцубняк А.Б. ОАО «СибВАМИ» Пат. РФ 38765 7С25СЗ/10, В65В 1/36. 2004.

93. Задание на проектирование. Опытно-промышленный участок в составе электролизного цеха ОАО «ИркАЗ-СУАЛ». Иркутск 1999.

94. Э.305 ТИ. Технологическая инструкция по футеровке катодных кожухов электролизёров ВТ-170 и ВТ-175 для опытного участка корпуса №6 ОАО «ИркАЗ-СУАЛ». -Иркутск 2000.

95. Э.305 ВТИ. Временная технологическая инструкция по производству алюминия на электролизёрах ВТ-170 и ВТ-175 опытного участка корпуса №6 ОАО «ИркАЗ-СУАЛ». Иркутск 2000.

96. В.Б.Доброхотов, Н.Н.Гордеев. Цветная металлургия. 1971. 3841с.

97. Любушкин В.А., Бахтин А.А., Сергеев В.А. Срок службы электролизёров на ИркАЗе в 2002 году. Материалы «Региональной научно-технической конференции молодых учёных и специалистов алюминиевой промышленности». Иркутск 2003.

98. Кужель B.C. Влияние повышения силы тока на энерготехнологические показатели алюминиевых электролизёров с верхним токоподводом // Автореферат дис. канд. техн. наук. Иркутск 2004.

99. Поддубняк А.Б. Разработка и опытно-промышленные испытания бункера для дозированной загрузки подштыревой массы электролизёров Содерберга// Вестник №2 (30), том 2, ИрГТУ (статья принята к публикации 02.10.2006г.). -Иркутск, 2007. С. 16-17.1. ШЯЯ138765

100. ОБЪЕМНЫЙ ДОЗАТОР ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

101. Патент(>обладатель(ли): Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (RU)1. Автор(ы). см. на обороте1. Заявка №2004102854

102. Приоритет полезной модели 03 февраля 2004 г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 июля 2004 г.

103. Срок действия патента истекает 03 февраля 2009 г.

104. Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам1. Б.II. Симонов