УСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ПОДОВЫХ БЛОКОВ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ Российский патент 2019 года по МПК C25C3/08 F27B3/08 

Область техники

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при монтаже подины алюминиевых электролизеров.

Уровень техники

Известно устройство для осуществления способа, при котором производят нагрев до 650-800°С, заформованного в пазу угольного блока блюмса, производят выдержку в течение нескольких минут, а затем производят заливку чугуном. Недостатком устройства подготовки к монтажу является низкая производительность труда, связанная с длительностью нагрева отдельной секции, значительные капитальные затраты на оснащение монтажного участка специальными индукционными нагревателями с коммуникациями подвода воды и электроснабжения, изготовления механической линии перемещения катодных секций к нагревателям и далее в зону заливки чугуном (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М.: Металлургия, 1971, с. 244).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является печь для нагрева блюмсов (патент RU 2139481, F27B 3/06, F27B 3/22, опубл. 10.10.1999 г.) в катодных блоках алюминиевых электролизеров перед заливкой их чугуном, состоящая из футерованного корпуса с плоским сводом, выдвижного пода, уплотнения и горелок, установленных в своде в несколько рядов вдоль печи, при этом расстояние между рядами горелок равно 1,05-1,5 ширины катодного блока, а расстояние от пода печи до нижних кромок газовых горелок равно 1,5-2 высоты катодного блока. Уплотнение выполнено в виде песочного затвора. Печь имеет предохранительный клапан в виде свободно висящей заслонки. Горелки имеют устройства для автоматического электрозажигания и для контроля процесса горения.

Недостатком прототипа является не равномерное распределение температуры в камере, что обуславливает перегрев некоторых частей подового блока и может при эксплуатации привести к его растрескиванию. Кроме того, использование газовых горелок для нагрева требует повышенных мер безопасности и сложных, дорогостоящих газозаправочных станций.

Раскрытие изобретения

В настоящее время, в условиях постоянного роста цен на энергоносители, в том числе на электрическую энергию, для всех алюминиевых компаний одним из приоритетных направлений достижения приемлемой себестоимости произведенного металла является снижение расхода технологической электроэнергии.

Электрические печи имеют ряд преимуществ: удобство регулирования подводимой мощности, а, следовательно, и температуры, большую равномерность распределения температур в рабочей камере, отсутствие воздействия продуктов горения на поверхность изделия, получение высоких температур и быстрый нагрев изделий (высокая производительность), компактность, чистоту и удобство обслуживания. Электрические печи экологически безопасны, более просты в обслуживании и эксплуатации.

Задача изобретения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик установки и повышение надежности и безопасности ее работы.

Техническим результатом изобретения является повышение равномерности нагрева подовых блоков.

Заявляемый технический результат достигается тем, что в установке для нагрева подовых блоков алюминиевых электролизеров, содержащей печь с футерованными стенками и сводом, закрепленную на своде систему нагрева блоков и устройство для загрузки, выгрузки блоков, согласно заявляемому устройству, печь состоит из нескольких секций, отделенных друг от друга теплоизоляционными перегородками, закрепленными параллельно продольным стенкам печи, при этом, торцевые стенки печи футерованы в верхней части, а в средней части закреплены не менее одного ряда разрезных штор, нижняя часть печи не футерована, система нагрева блоков выполнена из электронагревателей, закрепленных на своде каждой секции печи и снабжена датчиками контроля температуры, устройство для загрузки, выгрузки блоков, состоит из двух и более параллельно расположенных рядов горизонтальных тележечных конвейеров, причем установленные на конвейере тележки связаны между собой попарно, с возможностью остановки одной тележки под сводом печи.

Заявляемое решение дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению технического результата.

Разрезные шторы закреплены на каждой торцевой стенке печи на высоте не менее половины подового блока и выполнены из теплоизоляционного материала с возможностью отклонения от вертикального положения.

Количество секций печи соответствует количеству конвейеров для загрузки, выгрузки блоков.

Электронагреватели помещены в защитные трубы и закреплены на U-образных подвесах параллельно каждому конвейеру и в количестве не менее одного в проекции подового блока.

Для остановки тележек предусмотрены датчики перемещения.

Тележечный конвейер содержит привод и натяжную станцию с системой роликов

Тележки перемещаются по двум направляющим рельсам при помощи приводной цепи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 изображена схема установки, вид сбоку; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1, схема установки, вид сверху (теплоизоляция печи условно не показана); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Перечень конструктивных элементов.

1 - печь;

2 - тележечный конвейер;

3 - подовый блок;

4 - тележка конвейера;

5 - направляющие рельсы для тележек конвейера;

6 - приводная цепь;

7 - привод конвейера;

8 - натяжная станция;

9 - зацеп тележки с приводной цепью конвейера;

10, 11 - зоны загрузки, выгрузки подовых блоков;

12 - теплоизоляционная перегородка;

13 - свод печи;

14 - продольная стенка;

15 - торцовая стенка;

16 - не футерованный низ печи;

17 - разрезные шторы;

18 - электронагреватели;

19 - защитная труба;

20 - U-образные подвесы;

21 - датчик контроля температуры.

Осуществление изобретения

Установка для нагрева подовых блоков алюминиевого электролизера состоит из печи 1 проходного типа, напольного тележечного конвейера 2, предназначенного для транспортировки подового блока 3 в сборе со стальными стержнями с приваренными алюминиевыми спусками (на фигуре не показано) для нагрева в печи 1, перед заливкой чугуном. Устройство для загрузки, выгрузки блоков состоит, например, из двух и более рядов параллельно расположенных горизонтальных тележечных конвейеров 2. На каждом тележечном конвейере 2 установлены по две тележки 4, перемещаемые по двум направляющим рельсам 5, скрытых в приямках пола (на фигуре не показано), при помощи приводной цепи 6. В качестве приводной цепи 6 на каждом конвейере используется стандартная втулочно-роликовая цепь, например типа ПР-19.05-3180. Приводная цепь 6 располагается между двумя направляющими рельсами 5. У тележечного конвейера 2 с одной стороны привод 7, с противоположной стороны - натяжная станция 8. Натяжная станция 8 предназначена для натяжения приводной цепи 6 и состоит из системы роликов. Привод 7 тележечного конвейера 2 электромеханический от электродвигателя с редуктором и выполнен реверсивным. Тележки 4 попарно закреплены на приводной цепи при помощи зацепов 9, которые являются связью тележек с приводной цепью конвейера. Тележки 4 соединены между собой таким образом, что когда одна тележка находится в печи 1, то связанная с ней другая тележка - в зоне загрузки, выгрузки подовых блоков 10 или 11. Для остановки тележек 4 в печи 1 предусмотрены датчики перемещения (не показаны). Количество секций печи соответствует количеству конвейеров для загрузки, выгрузки блоков. Внутреннее пространство печи 1 поделено на отдельные секции теплоизоляционными перегородками 12, закрепленными на плоском своде 13 печи 1. Теплоизоляционные перегородки 12 могут быть выполнены, например, из нескольких слоев теплоизоляционного полотна STORHEAT-К2, толщиной 20 мм.

Рамный корпус печи 1 состоит из футерованных на всю высоту продольных стен 14, и футерованных в верхней части торцевых стен 15 и плоского свода 13, со слоем теплоизоляции. Нижняя часть 16 печи 1 не футерована, что обеспечивает «проветривание» тележек и цепи и не допускает их перегрева. На торцевой стенке 15 печи 1, на высоте не менее половины подового блока 3 закреплены не менее одного ряда разрезных штор 17. Разрезные шторы 17 выполнены из теплоизоляционного материала. При перемещении тележек с блоками в печь или при перемещении их из печи, разрезные шторы 17 отклоняясь от вертикального положения, обеспечивают свободное прохождение тележек 4, а в процессе нагрева занимают вертикальное положение и обеспечивают теплоизоляцию печи.

Система нагрева подовых блоков 3 выполнена из радиационных электронагревателей 18, в качестве которых можно использовать, например, нагреватели типа ЭТ-380-67-152-4505. Электронагреватели 18 помещены в защитные трубы 19, которые закреплены к плоскому своду 13 печи 1 при помощи U-образных подвесов 20. Защитные трубы 19 с электронагревателями 18 расположены параллельно каждому конвейеру 2 и в количестве не менее одного в проекции подового блока 3, например двух. В проекции подового блока 3, введены через свод 13 печи 1 датчики контроля температуры 21, выполненные в виде, например, термопары для регулирования температуры электронагревателей 18 и контроля температуры подового блока 3. Датчики 21 подключены к входу программируемого логического контроллера, где происходит сравнение измеренного значения температуры с заданным значением температуры. При превышении заданного значения температуры, регулятор, в соответствии с управляющим сигналом, изменяет мощность, подающуюся на нагревательные элементы.

Установка работает следующим образом.

Подовые блоки 3 со склада завозятся на участок и складируются для промежуточного хранения. Затем подовые блоки 3 поочередно подаются и устанавливаются на тележки 4, находящиеся в положении загрузки, в одной из зон 10 или 11. Затем производят сборку катодных секций. На тележке 4 собранные катодные секции подаются в зону нагрева в печь 1. Включение хода тележечного конвейера 2 производится с пульта управления. Остановка в исходном положении тележки 4 от датчика перемещения, от него же поступает разрешение на включение нагрева. Нагрев подовых блоков длится в течение заданного по технологии времени. Каждый ряд тележечных конвейеров 2 может запускаться самостоятельно, что позволяет сдвинуть график прогрева каждой секции на 15-20 минут для проведения поочередной заливки катодной секции чугуном. Температура катодного стержня по окончании нагрева составляет до 470-520°С, с равномерностью прогрева по поверхности стержня ±20°С. По окончании заданного времени нагрева, происходит оповещение звуковым сигналом об окончании нагрева. В нагревательную печь 1 перемещаются другие тележки 4 и цикл нагрева повторяется. Заливка жидкого чугуна производится из разливочного ковша, каждая катодная секция заливается за один прием. Готовые к монтажу секции с помощью крана укладываются на специализированный трал и с помощью тягача доставляются для проведения дальнейших работ по монтажу секций в катод электролизера.

Установка обеспечивает работу в закрытом помещении цехов алюминиевого производства. Использование установки для нагрева позволяет избежать термоудара и максимально исключить образование температурных трещин подовых блоков, что оказывает положительное влияние на снижение количества отключений электролизеров.

Изобретение относится к установке для нагрева подовых блоков при монтаже подины алюминиевого электролизера. Установка содержит печь с футерованными стенками и сводом, закрепленную на своде систему нагрева блоков и устройство для загрузки- выгрузки блоков. Печь выполнена из нескольких секций, отделенных друг от друга теплоизоляционными перегородками, закрепленными параллельно продольным стенкам печи, при этом торцевые стенки печи футерованы в верхней части, а в их средней части закреплены не менее одного ряда разрезных штор, нижняя часть печи не футерована, система нагрева блоков выполнена из электронагревателей, закрепленных на своде каждой секции печи, и снабжена датчиками контроля температуры, устройство для загрузки-выгрузки блоков выполнено из двух и более параллельно расположенных рядов горизонтальных тележечных конвейеров, причем установленные на конвейере тележки связаны между собой попарно с возможностью остановки одной тележки под сводом печи. Обеспечивается улучшение эксплуатационных характеристик установки, повышение равномерности нагрева подовых блоков и повышение надежности и безопасности ее работы. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для нагрева подовых блоков алюминиевых электролизеров, содержащая печь с футерованными стенками и сводом, закрепленную на своде систему нагрева блоков и устройство для загрузки и выгрузки блоков, отличающаяся тем, что печь выполнена из нескольких секций, отделенных друг от друга теплоизоляционными перегородками, закрепленными параллельно продольным стенкам печи, при этом торцевые стенки печи футерованы только в верхней части, а в их средней части закреплены не менее одного ряда разрезных штор, система нагрева блоков выполнена из электронагревателей, закрепленных на своде каждой секции печи, и снабжена датчиками контроля температуры, устройство для загрузки и выгрузки блоков выполнено из двух и более параллельно расположенных рядов горизонтальных тележечных конвейеров, причем установленные на конвейере тележки связаны между собой попарно с возможностью остановки одной тележки под сводом печи.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разрезные шторы закреплены на каждой торцевой стенке печи на высоте не менее половины подового блока.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разрезные шторы выполнены с возможностью отклонения от вертикального положения.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разрезные шторы выполнены из теплоизоляционного материала.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что количество секций печи соответствует количеству конвейеров для загрузки и выгрузки блоков.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электронагреватели помещены в защитные трубы.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что электронагреватели закреплены на U-образных подвесах параллельно каждому конвейеру и в количестве не менее одного в проекции подового блока.

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что для остановки тележек предусмотрены датчики перемещения.

9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что тележечный конвейер содержит привод и натяжную станцию с системой роликов.

10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что тележки перемещаются по двум направляющим рельсам при помощи приводной цепи.