КОЖУХ КАТОДНЫЙ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Российский патент 1998 года по МПК C25C3/08 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом.

В настоящее время в электролизерах для получения алюминия применяются катодные устройства с кожухами самых различных типов и конструкций, внутри которых размещается футеровка, образующая электролизную ванну. Срок службы катодных устройств (промежуток времени между двумя капитальными ремонтами) колеблется в пределах 4-5 лет.

При капитальном ремонте катодного устройства производится выбойка отработанной футеровки, ремонт катодного кожуха и монтаж новой футеровки. Из этих операций самой трудоемкой и неблагополучной с точки зрения условий труда является операция по выбойке и извлечению футеровки из кожуха из-за сильной запыленности рабочей зоны.

Для упрощения операций по выбойке футеровки и снижения трудозатрат при капитальном ремонте катодов с кожухами контрфорсного типа цельносварной конструкции в настоящее время на алюминиевых заводах применяют технологию с вырезанием одной из боковых стенок с последующей ее приваркой на прежнее место после восстановительного ремонта. Самым значительным недостатком такой технологии является снижение срока службы кожуха после ремонта до 3-3,5 лет вследствие разрезки несущих элементов кожуха (поясов жесткости стенок).

Другим крупным недостатком этих кожухов является конструкция фланцевого листа, который приваривается к стенкам кожуха по всему его периметру и подкрепляется для прочности специальными кронштейнами, привариваемыми к стенкам с определенным шагом с внутренней стороны. При капитальном ремонте и фланцевый лист и кронштейны срезаются и заменяются новыми, что требует значительных трудозатрат. При монтаже футеровки фланцевый лист должен привариваться после монтажа бортовой футеровки и набивки пробок между бортовыми угольными плитами, после чего необходимо набивать массой зазор между фланцевым листом и верхней плоскостью бортовых плит. Такая последовательность выполнения операций создает значительные неудобства в работе и увеличивает время монтажа футеровки в кожухе.

Особенно большие трудности связаны с выбойкой футеровки при использовании цельносварных катодных кожухов шпангоутного типа, где технология с вырезанием стенок не применима из-за специфики конструкции таких кожухов. Единственным решением вопроса в этом случае является выбойка футеровки из кожуха с поворотом его на 60-90^o при помощи специального кантователя с автономным электро- или гидроприводом, но при этом также необходимо сначала срезать фланцевый лист. Сложность заключается и в том, что масса катода современного электролизера составляет 200 т и более (для сверхмощных электролизеров) и создание кантователей для таких катодов связано с целым рядом трудностей технического характера.

Таким образом, при использовании всех существующих типов кожухов сохраняется проблема удаления отработанной футеровки при капитальном ремонте катода и замене фланцевого листа с кронштейнами.

Известен кожух катодный алюминиевого электролизера по патенту России N 2053315.

В рассматриваемом варианте кожух выполнен в виде пространственного силового каркаса, внутри которого устанавливается металлический кожух (обшивка стенок и днище из листовой стали), стенки которого сопрягаются с каркасом под углом не менее угла трения скольжения материалов указанных элементов "конструкции". Конструкция кожуха позволяет снизить трудозатраты при капитальном ремонте, т. к. есть возможность вытащить металлический кожух с футеровкой из каркаса, погрузить в таком виде на транспорт и вывезти все из ЦКР на участок складирования отвалов, где и произвести разрушение футеровки, а металлический кожух вернуть обратно для восстановления и повторного использования.

Однако и в этом варианте конструкции применяется приваривающийся фланцевый лист, который необходимо срезать при капремонте и вновь приваривать при монтаже футеровки.

Известен катодный кожух алюминиевого электролизера шпангоутного типа, который содержит продольные и торцевые стенки с вертикальными ребрами жесткости и шпангоутами, днище и фланцевый лист (Сушков А.И. и др. Металлургия, 1965, стр. 318-321, рис. 113-д, 114), принятый за ближайший аналог.

Эта конструкция имеет такой же недостаток - приваривающийся фланцевый лист.

Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в снижении трудозатрат и улучшении условий труда при капитальном ремонте катодных устройств электролизеров.

Сущность изобретения состоит в том, что фланцевый лист кожуха жестко соединен с вертикальными ребрами жесткости и шпангоутами торцевых и продольных стенок с помощью разъемных соединений, например болтовых.

Съемная конструкция фланцевого листа значительно снизит трудозатраты при капитальном ремонте катодного устройства, так как исключается необходимость в его срезании по периметру кожуха для выбойки футеровки и в повторной его приварке при ее монтаже.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - поперечный разрез кожуха с футеровкой,
На фиг. 2 - разрез А-А торцевой стенки.

Предлагаемая конструкция катодного кожуха состоит из металлического кожуха 1 с торцевыми 2 и продольными 3 стенками, днища 4 и шпангоутов 5, охватывающих продольные стенки 3 и днище 4. Внутри металлического кожуха размещается футеровка 6. Торцевые стенки 2 в верхней части снабжены вертикальными ребрами 7, к которым приварены горизонтальные площадки 8 с отверстиями, а шпангоуты 5 в верхней части оканчиваются площадками 9, которые также имеют отверстия. Весь металлический кожух по периметру снабжен фланцевым листом 10, который с помощью болтовых соединений 11 (или других разъемных соединений) жестко соединен с вертикальными ребрами 7 торцевых стенок и шпангоутами 5 через их горизонтальные площадки 8 и 9.

Установка фланцевого листа 10 и его закрепление болтовыми соединениями 11 по периметру кожуха производится после монтажа футеровки. При этом фланцевый лист образует в верхней части кожуха мощный верхний силовой пояс (в виде рамы) шириной до 600 мм и толщиной 30-35 мм, объединяющий в единую силовую конструкцию все шпангоуты, расположенные по продольным сторонам кожуха, и торцевые стенки.

При капитальном ремонте для демонтажа футеровки 6 достаточно освободить болтовые соединения 11 по периметру кожуха 1 и снять фланцевый лист 10. Далее выбойка футеровки производится по принятой на заводе технологии.

Внедрение данного изобретения позволит снизить трудозатраты при выполнении капитального ремонта катодных устройств и снизить время их простоя на капитальном ремонте за счет исключения операции по срезанию фланцевого листа и кронштейнов для его крепления с последующей их приваркой к кожуху с заменой этих элементов новыми.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к получению алюминия электролизом. Техническим результатом изобретения является снижение трудозатрат и улучшение условий труда при капитальном ремонте катодных устройств электролизеров. Это достигается тем, что фланцевый лист жестко соединен с вертикальными ребрами жесткости и шпангоутами торцевых и продольных стенок с помощью разъемного соединения. Внедрение данного изобретения позволит снизить трудозатраты при выполнении капитального ремонта катодных устройств и снизить время их простоя на капитальном ремонте за счет исключения операции по срезанию фланцевого листа и кронштейнов для его крепления с последующей их приваркой к кожуху с заменой этих элементов новыми. 2 ил.

Кожух катодный алюминиевого электролизера, включающий продольные и торцевые стенки с вертикальными ребрами жесткости и шпангоутами, днище и фланцевый лист, отличающийся тем, что фланцевый лист жестко соединен с ребрами жесткости и шпангоутами с помощью разъемных соединений.