ДЕРЖАТЕЛЬ МНОГОБЛОЧНОГО АНОДА Российский патент 1997 года по МПК C25C3/12 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с предварительно обожженными анодами.

Известна конструкция держателя многоблочного анода для алюминиевого электролизера по а.с. N 395507, содержащего токоподводящую штангу и стальную траверсу, соединенные сваркой взрывом через накладные алюминиевые пластины, установленные на противоположные боковые стороны штанги, и стальной подвески, перекрывающие стык свариваемых деталей.

Также известна конструкция держателя обожженного анода по а. с. N 1340241, включающего штангу, соединенную с алюминиевой траверсой, и стальные ниппели, где траверса выполнена составной в виде двух рифленых полос, сваренных с ниппелями и в местах сопряжения с ними стальными выступами толщиной, равной 0,05-0,1 от толщины полосы, и с площадью сопрягаемых поверхностей не менее площади поперечного сечения полосы.

К недостаткам известных технических решений относятся низкая технологичность изготовления и малый срок службы вследствие неремонтнопригодности контактного узла из-за сложности демонтажа сварного соединения.

Наиболее близкой по технической сущности, принятой за прототип настоящего изобретения, является конструкция электродержателя по а.с. N 751174, содержащего токоподводящую алюминиевую штангу и стальную траверсу с пазом, соединенные сваркой через вертикально установленные в пазу биметаллические вставки, между которыми помещается конец штанги и приварен к ним.

Основным недостатком этой конструкции являются относительно малый срок службы вследствие низкой надежности контактного соединения, неремонтнопригодности и нетехнологичности изготовления из-за сложности и высокой стоимости демонтажа, а также значительного объема механообработки деталей под сборку и невозможности использования машинного литья траверсы при изготовлении.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы держателя за счет повышения надежности, ремонтнопригодности и технологичности изготовления.

Технический результат достигается тем, что в держателе многоблочного анода, содержащего токоподводящую штангу и стальную траверсу с ниппелями и пазом, соединенные между собой сваркой через биметаллическую вставку, траверса, согласно изобретению, выполнена составной с пазом в форме усеченного конуса с большим основанием внизу и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, а глубина паза составляет от 0,2 до 1,0 высоты траверсы.

Составная траверса с пазом в форме усеченного конуса и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, позволяет, во-первых, исключить произвольное разрушение и проскальзывание штанги относительно контактной плоскости биметаллического соединения, что увеличивает срок службы этого соединение. Во-вторых, обеспечивается широкая возможность замены одной или только части детали (биметаллической вставки, траверсы) с меньшими затратами на демонтаж и изготовление путем исключения индивидуальной подгонки сварочного зазора и механической обработки деталей под сборку, механизированной отливки малогабаритных частей траверсы и т.п. что также увеличивает срок службы держателя. Кроме того, составная траверса позволяет сократить металлоемкость за счет более рационального использования металла при литье, а также за счет ликвидации и(или) уменьшения сечения средней ее части (разъема).

Согласно изобретению, глубина паза составляет от 0,2 до 1,0 высоты траверсы. Повышение верхнего предела глубины паза не имеет смысла. Уменьшение указанного нижнего предела приводит к увеличению плотности тока в переходном контакте за счет уменьшения площади сечения сварных швов между биметаллическими вставками, штангой и траверсой.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид держателя; на фиг. 2 и 3 изображен разрез А-А зоны разъема траверсы и на фиг. 4 и 5 показан разрез В-В зоны контактного соединения разнородных материалов держателя.

Держатель многоблочного анода содержит составную стальную траверсу 1 с ниппелями 2 и пазом 3, выполненным в форме усеченного конуса (или как частный случай усеченной пирамиды для штанг прямоугольного сечения) с большим основанием внизу, для размещения биметаллических вставок 4, закрепленных на конце токоподводящей штанги 5. В центре держателя, ниже контактного соединения, в разъеме между ниппелями 2 траверсы 1 помещена промежуточная вставка 6. На фиг. 3 показан пример выполнения разъема траверсы 1 без промежуточной вставки. На фиг. 5 изображен пример выполнения контактного соединения круглого сечения и паукообразной формой исполнения траверсы 1.

В общем случае сборка держателя осуществляется следующим образом: биметаллические вставки 4 с помощью электроприхваток предварительно закрепляют в пазу 3 составной траверсы 1. Затем между вставками 4 помещают нижний конец токоподводящей штанги 5 и производят обжатие частей траверсы 1 до ликвидации зазора между сопрягаемыми плоскостями. Далее, не снимая усилия сжатия частей траверсы 1, или предварительно закрепив последние непосредственно, или с помощью промежуточной вставки 6, производят окончательную сварку контактного узла сначала по алюминию, а затем по стали.

Крепление разъемных частей траверсы 1 конструктивно может быть осуществлено, например, клиновым, сварным, болтовым или другим известным способом соединения непосредственно или с помощью промежуточной вставки 6. Последняя может быть также выполнена из биметалла и установлена в центре между средними ниппелями в плоскости симметрии держателя.

Изобретение относится к области металлургии и, в частности, к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с предварительно обожженными анодами. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы держателя за счет повышения надежности, ремонтнопригодности и технологичности изготовления. Технический результат достигается тем, что в держателе многоблочного анода, содержащего токоподводящую штангу и стальную траверсу с ниппелями и пазом, соединенные между собой сваркой через биметаллическую вставку, траверса выполнена составной с пазом в форме усеченного конуса с большим основанием внизу и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, а глубина паза составляет от 0,2 до 1,0 высоты траверсы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Держатель многоблочного анода, содержащий токоподводящую штангу, жестко соединенную со стальной траверсой, с ниппелями и пазом, отличающийся тем, что траверса выполнена составной, с пазом в форме усеченного корпуса с большим основанием внизу и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, при этом в пазу размещена биметаллическая вставка, соединенная сваркой с штангой и траверсой. 2. Держатель по п.1, отличающийся тем, что глубина паза составляет 0,2 - 1,0 высоты траверсы.