АНОДНЫЙ КОЖУХ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Российский патент 1997 года по МПК C25C3/12 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к электролитическому производству алюминия; к конструкции анодного кожуха алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом.

Известно техническое решение (чертеж В ГАЗа N 9-20806 СБ), согласно которому на электролизерах устаревшей модификации на силу тока ≈ 132 кА (типа С-2, С-3) контрфорсные балки примыкают к верхним кромкам продольных стенок анодного кожуха.

Необходимая прочность кожуха обеспечивается контрфорсами, боковые элементы которых жестко прикреплены к стенкам.

Недостатком широко используемой конструкции анодного кожуха является то, что высоко расположенные балки (относительно нижней кромки стенок) затрудняют операции по раскручиванию и извлечению штырей, увеличивают металлоемкость кожуха, а также не позволяют уменьшить расстояние от стенок кожуха до рамы, т. е. снизить уровень ее нижнего положения перед перетяжкой и за счет этого сократить трудозатраты.

Наиболее близким по технической сути является анодный кожух алюминиевого электролизера (чертеж ВАМИ N Э-70668а), принятый за прототип, у которого верхняя грань контрфорсных балок расположена на уровне кромки продольных стенок кожуха, а нижняя часть балок заглублена в размягченную зону коксо-пекового слоя.

Известная конструкция кожуха широко используется на отечественных алюминиевых заводах, оснащенных электролизерами типа С-8Б, С-8БМ на силу тока ≈ 156 кА.

При испытании и внедрении "сухой" анодной массы выявлен недостаток в конструкции существенного анодного кожуха.

Во время перемещения кожуха под балками происходит разрыхление коксо-пекового слоя и образуются трещины, полости, отрицательно влияющие на качество анода.

Задача изобретения устранить указанный недостаток, т.е. за счет изменения конструкции кожуха улучшить качество анода при использовании "сухой" массы, снизить ее расход, уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу.

Задача достигается тем, что в анодном кожухе, выполненном в виде короба и включающем поперечные контрфорсы, состоящие из соединенных со стенками кожуха элементов жесткости и балок, последние установлены относительно нижней кромки кожуха на расстоянии 0,825-0,995 высоты его продольных стенок.

Положительный эффект достигается за счет того, что при увеличении расстояния от балок до нижней кромки кожуха (по сравнению с прототипом) улучшается качество анода при сохранении прочностных характеристик кожуха, уменьшается расход анодной массы, сокращаются выбросы вредных веществ.

Поиск по опубликованной научно-технической информации (Cправочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия, изд. "Металлургия", М. 1971 г. Самообжигающиеся аноды алюминиевых электролизеров, Коробов А.М. Дмитриев А.А. изд. "Металлургия", М. 1972 г. реферативный журнал "Металлургия"/, а также по патентной документации /Бюллетень "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки"; Реферативные и библиографические издания "Изобретения за рубежом", "Изобретения в СССР и за рубежом" и "Изобретения стран мира") показал, что в имеющихся литературных источниках не было найдено решений, содержащих отличительные признаки заявляемого решения в совокупности.

Таким образом, предложенное решение соответствует критерию новизны, поскольку представляет собой новую совокупность признаков, обеспечивающую достижение технологического эффекта, заключающийся в повышении качества анода.

Если контрфорсные балки установлены относительно нижней кромки кожуха на расстоянии менее 0,825 высоты его продольных стенок, то нижняя часть балок находится в размягченном коксо-пековом слое, толщина которого поддерживается в заданных оптимальных пределах.

Налипание анодной массы на балки приводит к разрыхлению коксо-пекового слоя во время перемещения кожуха и ухудшению качества анода, т.е. к увеличению расхода сырья, ухудшению состояния атмосферы.

При величине вышеуказанного соотношения, превышающей 0,995, улучшения качества анода не происходит, но возрастают трудозатраты на выполнение операций по перестановке штырей и перетяжке рамы, увеличивается металлоемкость кожуха.

На чертеже изображено поперечное сечение анодного кожуха и для наглядности анода.

Кожух включает продольные стальные стенки 1, контрфорсы, состоящие из прикрепленных к продольным стенкам элементов жесткости 2 и расположенных поперек анода балок 3, не заглубленных в размягченный коксо-пековый слой и примыкающих к стенкам.

Работа устройства. Анодный кожух выполняется в виде короба со стальными стенками. Продольные стенки 1 кожуха прикрепляются к контрфорсам, состоящим из элементов жесткости 2 и расположенным поперек анода балок 3.

Контрфорсные балки 3 устанавливаются на расстоянии 0,825-0,995 высоты продольных стенок 1 кожуха относительно его нижней кромки.

При этом обеспечиваются такие условия формирования анода, когда при максимальной загрузке массы нижняя часть балок заглублена в слой брикетов, которые во время подъема кожуха самопроизвольно перемещаются под балками.

Поскольку балки расположены в зоне более низких температур по сравнению с температурой размягчения пека, налипания массы на них не происходит, что сопровождается лучшим качеством анода и меньшим расходом анодной массы.

Существенным отличительным признаком предложенного технического решения по сравнению с прототипом является увеличение расстояния между балками и нижней кромкой кожуха, что предотвращает налипание размягченной анодной массы на поверхность балок, разрыхление коксо-пекового слоя и образование полостей и трещин в аноде.

Применение предложенного технического решения позволит улучшить качество анода, и сократить расход массы приблизительно на 5 кг на 1 т алюминия.

Изобретение позволяет повысить качество анода, сократить расход анодной массы и выделения в атмосферу вредных соединений. Анодный кожух, выполненный в виде короба, включает стальные стенки и контрфорсы, которые состоят из жестко соединенных с продольными стенками элементов и расположенных поперек анода балок. Расстояние от балок до нижней кромки кожуха составляет 0,825-0,995 высоты его продольных стенок. Применение предложенной конструкции кожуха обеспечивает нормальное формирование анода под балками без образования в этих зонах полостей и трещин. 1 ил.

Анодный кожух алюминиевого электролизера, выполненный в виде короба и включающий поперечные контрфорсы, состоящие из соединенных со стенками кожуха элементов жесткости и балок, отличающийся тем, что балки установлены относительно нижней кромки кожуха на расстоянии 0,825 0,995 высоты его продольных стенок.