АНОДНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ Российский патент 2004 года по МПК C25C3/12 C25C3/16 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах.

Современный электролизер с обожженными анодами представляет собой довольно сложную конструкцию, имеющую в своем составе различное технологическое оборудование и средства для автоматизированного управления их работой. В связи с этим при разработке конструкции электролизера, особенно его анодного устройства, всегда является актуальным вопрос наиболее рационального размещения оборудования и средств механизации и автоматизации технологическим процессом. Это особенно проявляется в электролизерах большой мощности с поперечным их расположением в корпусе электролиза, когда 4-6 токоподводящих анодных стояков располагаются по одной стороне электролизера и необходимо осуществить токопередачу как на ближний (к стояку) пакет шин анодной ошиновки, так и на дальний пакет (на противоположную сторону балки-коллектора).

Известно "Анодное устройство алюминиевого электролизера с обожженными анодами" по a.c. N990881, принятое за прототип, в котором пакеты шин анодной ошиновки жестко соединены между собой поперечными балками, расположенными в окнах, выполненных в стенках балки-коллектора, причем все соединения выполнены разъемными. Эта конструкция разрабатывалась в период, когда в электролизерах не применялись средства автоматизации технологическим процессом, системы автоматизированного питания глиноземом (далее по тексту систему АПГ), а сами электролизеры имели мощность до 175 кА и располагались в корпусе в продольном направлении. В этом случае токоподводящие анодные стояки (4 стояка) располагались в торцах электролизера (по 2 стояка в каждом торце) и не создавалось проблем с размещением оборудования на анодном устройстве. Поэтому поперечные балки, соединяющие между собой пакеты шин анодной ошиновки, выполнены стальными и расположены по ее длине только из условия прочности и жесткости пакетов алюминиевых шин от скручивания под действием веса размещенных на них анодов, а выполнение электрической связи между пакетами шин не требуется за исключением случаев, когда ошиновка выполняется закольцованной, т.е. ее пакеты электрически связаны только по торцам.

В этих электролизерах в настоящее время установлены системы АПГ с бункерами для глинозема и фторсолей (суточный запас), а управление осуществляется с помощью пневмоаппаратуры с сетью трубопроводов для подвода сжатого воздуха и электрических датчиков.

Кроме этого, в составе анодного устройства имеются механизмы перемещения анодов с винтовыми домкратами и электромеханическими приводами, системы для сбора и удаления выделяющихся газов, система централизованной загрузки бункеров АПГ глиноземом и другое оборудование.

В электролизерах с поперечным расположением в корпусе к перечисленному добавляются анодные стояки, расположенные по продольной стороне электролизера и осуществляющие подвод тока к ближнему (от стояка) и дальнему пакетам шин анодной ошиновки. Это еще более усложняет конструкцию анодного устройства и создает конструктивные трудности для оптимального размещения необходимого оборудования (особенно системы АПГ).

Технической задачей изобретения является создание условий для наиболее оптимального размещения оборудования с системами автоматизации и упрощение конструкции анодного устройства с обеспечением надежных электрических связей (токопередачи) между пакетами шин ошиновки и анодными стояками.

Поставленная техническая задача решается тем, что в анодном устройстве электролизера с обожженными анодами, содержащем балку-коллектор с окнами в боковых стенках, анодные стояки с гибкими пакетами и пакеты шин анодной ошиновки с установленными на них с определенным шагом анодами и разъемно соединенные между собой поперечными балками, поперечные балки электрически соединены с пакетами ошиновки и анодных стояков, а окна в стенках коллектора и поперечные балки в ошиновке расположены с шагом, кратным шагу установки анодов.

Поперечные балки выполнены из алюминия.

Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить надежные электрические связи в системе токоподвода анодного устройства, упростить его конструкцию и более рационально размещать оборудование, например систему АПГ. Кроме того, улучшается внешний вид электролизера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - анодное устройство в плане;
на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1 по анодному стояку.

Предлагаемая конструкция анодного устройства состоит из балки-коллектора 1 с окнами в боковых стенках, анодной ошиновки 2 с дальним 3 и ближним 4 пакетами шин, соединенными с пакетами гибких лент 5 анодного стояка 6.

Дальний 3 и ближний 4 пакеты шин электрически соединены между собой алюминиевыми поперечными балками 7, которые в торцах снабжены наконечниками 8, установленными в отверстиях пакетов 3 и 4. На пакетах 3 и 4 ошиновки 2 с помощью зажимов 9 закреплены с определенным шагом обожженные аноды 10. Вертикальное перемещение ошиновки 2 с анодами 10 осуществляется механизмом 11. Кроме этого, для электрического соединения дальнего пакета 3 ошиновки с гибким и пакетами 5 стояка 6 используются дополнительные шины 12, пропущенные через окна балки-коллектора. Эти шины необходимо применять в случае, когда распределение тока по стоякам (следовательно, и по алюминиевым балкам) неравномерное. Чтобы унифицировать конструкцию балок 7, их поперечные сечения выполняют одинаковыми в соответствии со стояками, имеющими меньшее значение тока. Тогда в местах расположения стояков (1-2 стояка) с большим значением тока под алюминиевыми балками 7 пропускают дополнительную шину 12.

Электрическое соединение алюминиевой балки 7 с дальним пакетом шин 3 осуществляется с помощью набора вертикальных алюминиевых пластин 13, которые приваривают в процессе сборки анодного устройства одновременно и к пакету 3, и к наконечнику 8 поперечной балки 7, осуществляя токопередачу от наконечника к пакету.

Электрическое соединение наконечника 8 поперечной балки 7 с ближним пакетом шин осуществляется автоматически при приварке пакетов гибких лент 5 анодного стояка 6 к пакету 4.

Электрическое соединение дополнительной шины 12 с дальним пакетом 3 и с анодным стояком 6 осуществляется путем приварки к ней части гибкого пакета 5 и приваркой этой шины непосредственно к пакету 3 с помощью набора пластин 13.

Для того чтобы наиболее благоприятно размещать оборудование на анодном устройстве электролизера с учетом всех технологических требований необходимо, чтобы расположение поперечных балок 7 и окон в стенках коллектора согласовывалось как с расположением анодов на анодной ошиновке, так и с расположением анодных стояков. Поэтому необходимо соблюдать условие, чтобы расположение этих элементов соответствовало шагу расположения анодов и было кратно этому шагу. Тогда внутренние объемы коллектора между окнами будут свободны и кратны друг другу и в них можно устанавливать унифицированные, максимальные по объему секции АПГ с пробойниками и дозаторами, равномерно размещая их по длине электролизера.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах. Техническим результатом изобретения является обеспечение надежных электрических связей в системе токоподвода анодного устройства, упрощение его конструкции и более рациональное размещение оборудования, в частности систем автоматизированного питания глиноземом. Анодное устройство содержит балку-коллектор с окнами в боковых стенках, анодные стояки с гибкими пакетами и пакеты шин анодной ошиновки с установленными на них с определенным шагом анодами и разъемно соединенными между собой поперечными балками. Поперечные балки электрически соединены с пакетами ошиновки и анодных стояков, а окна в стенках балки-коллектора и поперечные балки в ошиновке расположены с шагом, кратным шагу установки анодов. Кроме этого, поперечные балки выполнены из алюминия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Анодное устройство электролизера с обожженными анодами, содержащее балку-коллектор с окнами в боковых стенках, анодные стояки с гибкими пакетами и пакеты шин анодной ошиновки с установленными на них с определенным шагом анодами и разъемно соединенные между собой поперечными балками, отличающееся тем, что поперечные балки электрически соединены с пакетами ошиновки и анодных стояков, а окна в стенках балки-коллектора и поперечные балки в ошиновке расположены с шагом, кратным шагу установки анодов.2. Анодное устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечные балки выполнены из алюминия.