ГАЗОСБОРНЫЙ УЗЕЛ АНОДНОГО УСТРОЙСТВА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА Российский патент 2002 года по МПК C25C3/22 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкции электролизера, в частности в конструкции анодных устройств электролизеров с верхним подводом тока и самообжигающимся анодом.

Известен электролизер для получения алюминия с верхним подводом тока, анодное устройство которого оснащено газосборным узлом, состоящим из кожуха с Г-образным пояском и газосборника из отдельных секций, навешиваемых на поясок, а пространство между подвеской и кожухом для герметизации заполняется глиноземом (1).

Недостатком указанного газосборного узла является наличие полости, образованной Г-образным пояском и кожухом. В процессе эксплуатации полость заполняется глиноземом, который является хорошим теплоизолятором и снижает теплоотдачу от газосборного узла. В результате происходит переутепление поясковой зоны, негативное воздействие которого связано со снижением срока службы элементов узла, а также с окислением анода.

Известно анодное устройство алюминиевого электролизера с верхним подводом тока, имеющее кожух с пояском жесткости, газосборник, состоящий из секций, которые снабжены выступами по всей длине для заполнения глиноземом, вертикальной стенкой прижимаемой к юбке кожуха, ребрами, выполненными в верхней части в виде крюка, уплотнением между пояском кожуха и горизонтальной полкой (2).

Основным недостатком этого устройства является то, что использование глинозема в качестве герметизатора, закрывающего уплотнение ведет к переутеплению зоны пояска, а подвеска крепления к коробчатому пояску даже при незначительной деформации кожуха приведет к разгерметизации. Разгерметизации также способствует и вертикальная стенка секции, которая не может плотно прилегать к деформированной юбке кожуха. Испытания подобных конструкций дали отрицательный результат и не нашли применения в производстве.

Задачей заявляемого изобретения является создание устойчивого к деформации анодного кожуха.

Технический результат - увеличение срока службы пояска анодного кожуха, за счет снижения утепления поясковой зоны и улучшения герметизации.

Для достижения указанного технического результата в газосборном узле анодного устройства, содержащем анодный кожух с пояском и юбкой в нижней части, газосборник из отдельных секций, имеющих горизонтальную полку, кронштейн и бортик, соединенных разъемными соединениями, и уплотнитель из термостойкого материала, кронштейн выполнен с отверстием под элемент крепления к пояску кожуха, бортик расположен перпендикулярно горизонтальной полке, а уплотнитель проложен между пояском кожуха, бортиком и горизонтальной полкой и образует Г-образную форму. Причем секция крепится к пояску кожуха эксцентриковым фиксатором и упором, выполненным со скосом или клином, вбиваемым между кронштейном секции и пояском, при этом сжатие Г-образного уплотнителя происходит за счет перемещения секции относительно пояска, как в горизонтальном, так и вертикальном направлении.

Кроме того, кронштейн выполнен шириной 6÷20% длины секции. Кронштейн с шириной менее 6 ведет к снижению прочностных характеристик элементов крепления, а более 20 - к увеличению металлоемкости конструкции и трудоемкости удаления глинозема с пояска кожуха.

Подвеска секций газосборника к пояску анодного кожуха посредством кронштейнов шириной 6÷20% от длины секции, позволяет оставить открытым для охлаждения от 80÷94% поверхности пояска, что снижает утепление пояска.

Наличие уплотнителей между пояском кожуха, бортиком и горизонтальной полкой, сжимаемых при вертикальном и горизонтальном перемещении секции посредством элементов крепления во время затяжки, улучшают герметизацию соединения.

На фиг. 1 изображен разрез газосборного узла с креплением посредством фиксатора и упора; на фиг.2 - посредством клиньев.

Газосборный узел анодного устройства состоит из следующих элементов: анодного кожуха 1, имеющего в нижней части горизонтальный поясок 2 и юбку 3; анода 4; газосборника 5 из отдельных секций, которые имеют наклонную стенку 6, горизонтальную полку 7, бортик 8, кронштейн 9, уплотнители 12, 13. Крепление газосборника к пояску кожуха осуществлено:
по варианту I - эксцентриковым фиксатором 10 и упором 11, приваренным к пояску;
по варианту II - клиньями 14 и при необходимости прокладками 15.

Секции соединены посредством разъемного соединения 16.

Монтаж газосборника осуществляют следующим образом. На полку 7 секции газосборника укладывается уплотнитель 12, в качестве герметизирующей прокладки, войлочного типа из мулита или асбеста. Посредством грузоподъемного устройства секция навешивается кронштейном 9 на поясок 2 кожуха. После укладки уплотнителя 13 в зазор между бортиком 8 и торцом пояска 2 секция сдвигается к кожуху.

по варианту I - устанавливается фиксатор 9 с упором 10 и поворотом гаечного ключа на max 90^o прижимают секцию к кожуху.

по варианту II - устанавливается клин 14 с прокладкой 15 и легким ударом кувалды вбивают их между полкой кронштейна и пояском, при этом происходит прижатие секции к кожуху. Аналогично устанавливается очередная секция и стягивается с ранее установленной соединением 16, которое может быть как болтовым, так и клиновым.

В торцевую канавку секции укладывают шнуровой герметизатор из того же материала, что и прокладки. Также монтируют следующую секцию и перед затяжкой к кожуху, соединяют с предыдущей посредством разъемного соединения 16.

Выполнение секции газосборника с креплением в виде кронштейнов, устанавливаемых на поясок кожуха позволит снизить труднообслуживаемые участки скопления глинозема на пояске, тем самым снижает возможность переутепления анода, что в свою очередь исключает разгерметизацию из-за деформации кожуха. Также установка дополнительного уплотнения между торцом пояска и бортиком секции позволит улучшить герметизацию. При этом улучшение герметизации, а также снижение температуры нагрева пояска и поясковой зоны снижает скорость окисления как пояска, так и углеродного тела анода, что ведет к увеличению срока службы пояска, уменьшается расход анодной массы и снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу. Исключение вертикальной стенки снизит металлоемкость секции.

Источники информации
1. Справочник механика заводов цветной металлургии. М.: Металлургия, 1981, с. 402-405.

2. Авторское свидетельство СССР 1157070, кл. С 25 С 3/08, 3/22, БИ 19, 1985.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкции электролизера, в частности в конструкции анодных устройств электролизеров с верхним подводом тока и самообжигающимся анодом. Газосборный узел содержит анодный кожух с пояском и юбкой в нижней части, газосборник из отдельных секций, имеющих горизонтальную полку, кронштейн и бортик, соединенных разъемными соединениями, и уплотнитель из термостойкого материала. Кронштейн выполнен с отверстием под элемент крепления к пояску кожуха. Также секция имеет бортик, который расположен перпендикулярно горизонтальной полке, между ними и пояском кожуха проложены уплотнители. Крепление секций к пояску выполнено посредством эксцентрикового фиксатора и упора или клина, что позволило одновременно прижать уплотнители как горизонтально, так и вертикально. Такая конструкция позволит увеличить срок службы пояска анодного кожуха за счет снижения утепления поясковой зоны и увеличения герметизации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газосборный узел анодного устройства алюминиевого электролизера, содержащий анодный кожух с пояском и юбкой в нижней части, газосборник из отдельных секций, имеющих горизонтальную полку, кронштейн и бортик, соединенных разъемными соединениями, и уплотнитель из термостойкого материала, отличающийся тем, что кронштейн выполнен с отверстием под элемент крепления к пояску кожуха, бортик расположен перпендикулярно горизонтальной полке, а уплотнитель проложен между пояском кожуха, бортиком и горизонтальной полкой и образует Г-образную форму. 2. Газосборный узел по п.1, отличающийся тем, что кронштейн выполнен шириной 6-20% от длины секции. 3. Газосборный узел по п.1, отличающийся тем, что секция снабжена элементом крепления и подтягивается к пояску кожуха как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. 4. Газосборный узел по п.3, отличающийся тем, что элемент крепления секции выполнен в виде эксцентрикового фиксатора и упора, снабженного скосом. 5. Газосборный узел по п.3, отличающийся тем, что элемент крепления секции выполнен в виде клина, вбиваемого между кронштейном и пояском кожуха.