Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Электролитическое производство алюминия характеризуется расходом большого количества электрической энергии, потреблением дорогостоящих материалов — глинозема и фтористых солей — и относительно небольшой производительностью ванны.
В табл. 7 приведена примерная калькуляция заводской себестоимости 1 т алюминия с указанием расходных коэффициентов сырья и электрической энергии и относительных затрат, составляющих заводскую себестоимость.
Из табл. 7 следует, что основные затраты (47%) в производстве металлического алюминия приходятся на основные материалы, среди которых первое место занимает глинозем (30%), и электроэнергию (33%).
Снизить себестоимость алюминия поэтому можно прежде всего путем уменьшения потерь сырья и электрической энергии. Для уменьшения потерь глинозема следует загружать его в ванны пневматическим способом и устраивать дозаторы. Сокращение расхода фтористых солей возможно при поддержании более низкой температуры электролита, уменьшении числа и продолжительности анодных эффектов путем регенерации электролита из демонтированной угольной футеровки и улавливания фтористых соединений из отходящих анодных газов. На расход глинозема в значительной степени влияет также фазовый состав глинозема и его крупность. Отсутствие в глиноземе влаги, натрия и окислов кремния уменьшает расход фтористых солей.
Расход электрической энергии зависит как от конструктивных особенностей электролизера, так и от технологии процесса электролиза (состава электролита, плотности тока, межполюсного расстояния, характера обработки ванны и т. п.).
С увеличением мощности ванны относительно сокращаются площади, занятые ваннами, а следовательно, и площади электролизных корпусов, снижаются трудовые затраты на обслуживание ванн. Ho вместе с увеличением токовой нагрузки возрастают потери электроэнергии в токопроводах, стоимость шинопроводов и стоимость сооружения преобразовательных подстанций. Противоположное влияние этих факторов ограничивает мощность ванны определенным пределом.
Непрерывно продолжаются работы по усовершенствованию конструкции алюминиевой ванны. Переход от многоанодных ванн с обожженными анодами к ваннам с одним самообжигающимся анодом значительно уменьшил расход углеродистого анода, понизив его стоимость в два раза. Более перспективной является конструкция ванны с верхним токоподводом, где проще и эффективнее разрешается отсос анодных газов, регенерация из них фтористых соединений, а также большая возможность механизации трудоемких операций. Одноанодные ванны характеризуются меньшими тепловыми потерями, чем многоанодные, что вынуждает работать с более низкими плотностями тока, а это, в свою очередь, отрицательно влияет на выход по току. Поэтому выход по току на многоанодных ваннах наибольший и достигает 90—91%, а на одноанодных несколько ниже: 87—88%. Однако среднее напряжение на многоанодных ваннах выше (5,1—5,3 в), чем на одноанодных (4,7—5 в). По расходу электрической энергии на 1 т алюминия оба типа ванн близки: расход электроэнергии на многоанодных ваннах 16,5/17 квт-ч, а на одноанодных 16—17 квт-ч.
Снижение расходов по капитальному ремонту ванн достигается заменой старых кожухов на более совершенные, усиленные в верхней части четырьмя поясами двутавров. Повсеместное признание получили сварные контакты вместо разъемных болтовых контактов (контакт шины с катодными стержнями и пр.)
Переход контакта шинка — штырь на клиновой контакт заметно снизил падение напряжения в этом контакте. В.П. Машовец, суммируя возможную экономию падения напряжения во всех токоведущих частях ванны и шинопроводах, считает, что она на большинстве заводов может достигать 0,3 в, что отвечает экономии энергии до 6%.
- Влияние некоторых факторов на показатели работы промышленных электролизеров
- Современные конструкции электролизеров для получения алюминия
- Теоретические основы процесса электролиза крилито-глиноземных расплавов
- Физико-химические свойства электролитов промышленных алюминиевых ванн
- Свойства расплавов некоторых систем и возможность улучшения состава электролита