Пинаев Андрей Александрович, заместитель директора по природоохранным технологиям
660111, г. Красноярск, ул. Пограничников, 37/1
Andrey A. Pinaev, Deputy Director for Environmental technologies
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, R
Радионов Евгений Юрьевич, кандидат технических наук, начальник отдела разработки ошиновки и измерений
660111, г. Красноярск, ул. Пограничников, 37/1
Evgeniy Yu. Radionov, Cand. Sci. (Eng.), Head of the Busbars and Measurements Development Department
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, R
Орлов Иван Александрович, менеджер отдела разработки ошиновки и измерений; магистрант
660111, г. Красноярск, ул. Пограничников, 37/1
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Ivan A. Orlov, Manager of the Busbars and Measurements Development Department; Master’s Degree Student
37/1, Pogranichnikov St., Krasnoyarsk 660111
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, R
Немчинова Нина Владимировна, д.т.н., профессор, заведующая кафедрой металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nina V. Nemchinova, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель – расчет показателей магнитной гидродинамики алюминиевого электролизера для сравнения разных видов ошиновок, используемых на ваннах с анодом Содерберга. Для проведения расчетов электрических параметров электролизера (токораспределения по блюмсам и анодным штырям) и характеристик магнитного поля использовалась компьютерная программа «Blums V5.07» (ООО «Полифем», Россия). С помощью программы «MHD-Valdis» (разработчик В. Бояревич, университет Гринвич, Великобритания) были получены данные по скоростям циркуляции и перекосу металла в электролизере. В ходе выполнения исследований были построены математические модели электролизера типа С-8БМ (С-8Б) с различными конструкциями ошиновки. Выбраны 3 варианта ошиновок, на которых испытывалась установка перемычки, предназначенной для замыкания токораспределения анодной ошиновки электролизера. Данные типы ошиновок выполнялись в 2 вариациях: с перемычкой и без нее. По полученным данным рассчитанных скоростей циркуляции и перекоса металла была выполнена оценка возможности модернизации ванн с анодом Содерберга без значительных капитальных затрат. При использовании 1-го типа ошиновки достигнуты наилучшие значения распределения тока по блюмсам с диапазонами, составляющими ~757 А (для варианта без перемычки) и ~656 А (для модернизированного варианта с замкнутыми рядами), и по анодным штырям с диапазонами ~1754 А и ~1609 А, соответственно. Показано, что при использовании 3-го варианта ошиновки токораспределение после установки перемычки между анодными шинами незначительно ухудшается. По полученным результатам можно сделать вывод, что при модернизации электролизера С-8БМ (С-8Б) с различными видами ошиновок токораспределение по блюмсам и анодным штырям, характеристики магнитного поля (компоненты By и Bz), а также скорости циркуляции и перекос металла не оказывают значительного влияния на эффективность работы данного электролизера, что способствует более быстрому переходу на ведение электролиза на ваннах ЭкоСодерберг и без значительных экономических затрат.
The article aims to determine the magnetohydrodynamic parameters of an aluminum electrolyzer in order to compare different types of bus arrangements used in baths with a Soderberg anode. The electrical parameters of the electrolyzer (current distribution across blooms and anode studs) and magnetic field parameters were computed using the Blums V5.07 program (Polyfem, Russia). Data on circulation rates and skew of the metal in the electrolyzer were obtained using the MHD-Valdis program (developed by V. Boyarevich, University of Greenwich, UK). In the course of the studies, mathematical models of the C-8BM (C-8B) electrolyzer with various bus arrangements were built. Three bus arrangements were selected for testing the installation of a bridge designed to close the current distribution in the anode bus arrangement of the electrolyzer. These types of bus arrangements were realized in two variants: with and without a bridge. The obtained circulation rates and skew of the metal were used to evaluate the possibility of modernizing baths with a Soderberg anode without significant capital costs. When using the first type of bus arrangement, the best current distribution was achieved for the blooms with limits of ~757 A (for the variant without a bridge) and ~656 A (for the modernized variant with closed series), as well as for the anode studs having limits of ~1754 A and ~1609 A, respectively. With the use of the third bus arrangement variant, the current distribution was shown to slightly decrease following the installation of a bridge between the anode bus bars. The obtained results suggest that in the modernization of a C-8BM (C-8B) electrolyzer with different types of bus arrangements, current distribution across blooms and anode studs, magnetic field characteristics (By and Bz components), as well as circulation rates and skew of the metal, have no significant impact on the efficiency of this electrolyzer, which contributes to a faster transition to EcoSoderberg bath electrolysis without significant economic costs.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.