Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.21285/1814-3520-2026-1-158-171
Ключевые слова: primary aluminum production, electrolyzer, alumina, electrolyte, thermostabilizer, производство первичного алюминия, электролизер, глинозем, электролит, термостабилизатор
Аннотация: Цель работы - усовершенствование конструкции наконечника пробойника системы автоматической подачи глинозема, действующей на электролизерах РА-550 с предварительно обожженными анодами. Объектом исследования являлся термостабилизатор, изготовленный в виде полого штока с наконечником и спиральным оребрением, частично заполненным водойПоказать полностьюв качестве теплоносителя. Испытания объекта производились с использованием тепловизора Flir с применением программы анализа изображений Flir Tools. Корректировка коэффициента излучения поверхности объекта осуществлялась путем поверки значений температур контактной термопарой типа К. Построение экспериментальных зависимостей и расчет полученных закономерностей производились с использованием пакетов прикладных программ Matlab и Microsoft Excel. Опытно-промышленные испытания шести образцов термостабилизатора выполнялись на производственной площадке АО «РУСАЛ Саяногорск». Установлено, что максимальное время нахождения наконечника пробойника в расплаве электролита составляет не более двух минут. Показано, что средняя скорость изменения температуры наконечника как при нагреве, так и при охлаждении составляет 45°C в минуту. Установлено, что при температуре наконечника ниже 250°C отсутствует эффект налипания сырья, что значительно улучшает поступление глинозема в электролит. Направлением дальнейшей работы по усовершенствованию конструкции наконечника пробойника являются внедрение цифрового датчика контроля температуры теплоносителя в термостабилизаторе и разработка алгоритма корректировки цикла срабатывания пробойников. Для обеспечения требований промышленной безопасности и увеличения срока службы термостабилизотора разрабатывается регламент периодического контроля состояния и герметичности сварных швов с применением неразрушающих методов контроля. Вышеперечисленные условия позволят в совокупности обеспечить стабильную и надежную работу всей системы автоматического питания электролизеров глиноземом. This study aims to improve the design of the breaker tip used in the automatic alumina feeding system of RA-550 prebaked-anode electrolyzers. We examined a thermal stabilizer constructed as a hollow rod with a tip and spiral finning, partially filled with water as the heat-transfer medium. The stabilizer was tested using a FLIR thermal imager and the FLIR Tools image analysis software. Surface emissivity was corrected by verifying temperature readings with a type-K contact thermocouple. Experimental relationships were established and analytical correlations derived using MATLAB and Microsoft Excel. Pilot-scale tests of six thermal stabilizers were carried out at the RUSAL Sayanogorsk production site. The results show that the breaker tip remains in the electrolyte melt for no more than 2 min. The average rate of temperature change during both heating and cooling is 45°C/min. A tip temperature below 250°C prevents raw material adhesion and improves alumina delivery. Further improvements to the breaker tip design should include the integration of a digital temperature sensor to monitor the heat-transfer medium in the thermal stabilizer and the development of an algorithm to adjust the breaker actuation cycle. To ensure industrial safety and extend the service life of the thermal stabilizer, we are currently developing a periodic inspection protocol to assess the condition of the stabilizer and the integrity of its weld seams using non-destructive testing methods. These measures ensure stable and reliable operation of the automatic alumina feeding system in prebaked-anode electrolyzers.
Журнал: iPolytech Journal
Выпуск журнала: Т. 30, № 1
Номера страниц: 158-171
ISSN журнала: 27824004
Место издания: Иркутск
Издатель: Иркутский национальный исследовательский технический университет