Катодный кожух электролизера для получения алюминия Советский патент 1991 года по МПК C25C3/08 

1

(21)4422600/02

(22) 100588

(46)23 08.91 Б юл

(71)Сибирский металлургический ин.. им.Серго Орджоникидзе

(72)А М Кирносов, В С Гаряшин Ю С Самсонов, И Г Тюменцее, ft H Казанцев

и В.Н.Гульняшкин

(53)669.71372(0888)

(6) Авторское свидетелрстно СССР

N- 5ЬБГ70 кл 25 С 3/СЯ, 1975

(F4j КАТОДНЫЙ КОЖУХ ЗЛЕКТРГ (ИЗЕРА

. ПЯ ПО 1УЧЕНИЯ ЛЛЮМЛНИЯ

(57) И. обре е -ие относ тт- к цветной не

(ачугургии, в частности к обор/довэь -ю для

электролитического по/ учении алюминия

Целью изобретения лсыгется понышение

сро-а службы электролизера за счет обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкости и массе. Для этого наружная сюрона стенок кожуха выполнена в виде металлических труб, разделенных на секции каждая из которых снабжена патрубком для подачи и отвода хладагента. Внутренняя стечка кожуха выполнена в вида бл ки из стального листа, к которому приварены продольные ребра например, таврового сечения Перепад температур между стенками вызывает термические на- пр «ения, а наличие секционированного колл -ктора обеспечивает компенсацию на- прожений без разрушения кожуха. 1 з.п.ф- л ь1, и fe

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию для электролитического получения алюминия. Целью изобретения является увеличение срока службы электролизера за счет обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкости и массе. Для этого наружная сторона стенок кожуха выполнена в виде металлических труб, разделенных на секции, каждая из которых снабжена патрубком для подачи и отвода хладагента. Внутренняя стенка кожуха выполнена в виде балки из стального листа, к которому приварены продольные ребра, например, таврового сечения. Перепад температур между стенками вызывает термические напряжения, а наличие секционированного коллектора обеспечивает компенсацию напряжений без разрушения кожуха. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобре ние относится к области цветной металлургии в частности к обору дованигО для электролг 1тич ;с ого получения алюминия

Целью t1 юбретеч1.,н янл«ется повышение срока спужбы электролизер путем обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкое 4 и и весе

В электролизере, имеющем анодное устройство и катод с металлическим разъем нь-м кожухом, выполненным из продольных и торцовых балск (стенок), соединенных с возможностью взаимного перемещения, наружная сторона станок кожуха выполне на в виде металлических труб, разделенных на секции, каждая ич которых снабжена пат- дня подачи и отвода хладагента

Внутренняя стойка кожуха выполнена в оалки из стального листа, к которому приварены продольные ребра, например, таврового сечзния. Наружная стенка кожуха рыголненэ из металлических труб, прива- ренны . к ребрам.

Вследствие перепада температур между внутренней и наружной поверхностями стенок во время работы электролизера воз- никиет напряженное состояние стенки кожуха Внутренняя поверхность стенки, контактирующая с футеровкой, нагревается за счет притока тепла со стороны ванны. Наружная поверхность стенки охлаждается за счет принудительной регулируемой циркуляции воздуха в секциях труб. Перепад температур между внутренней и наружной поверхностями стенок вызывает термические напряжения в стенке и ее изгиб. Стрела

О VI

CJ С

прогиба стенки направлена в сторону ванны с алюминием. Температура внешней стороны стенки поддерживается и регулируется путем изменения интенсивности продувки, например, воздуха. При этом разность температур внутренней стенки и наружной, состоящей из труб, обеспечивает различную податливость отдельных участков балки.

Отличительным признаком предлагаемого электролизера является то, что наруж ная сторона стенок кожуха предс эвля«т собой коллектор для принудительной и регулируемой в процессе работы электролизера циркуляции воздуха и выполнена в виде не сообщающихся одна с другой секций с целью регулирования изгиба гтенки по участкам и достижения наиболее равномерно- го распределения давления на футеровку, что осуществляется дифференцированным охлаждением отдельных секций труб.

В предлагаемом электролизере коллектор является частью стенки кожуха и служит для создания напряженного состояния стенки путем охлаждения самого себя. Это обеспечивает приспособление кожуха к конкретным изменяющимся условиям работы электролизер;, срок C lyxot. c C повышается.

На фиг 1 изображен эчгчпрояизер. общий вид; н Фиг 2 - тс же, сечеч е.

Кэтоднь-й кожух состоит м.т металг, схого ,;стодного кожуха, име«ие о днище 1. футерованное уольными блоками 2 и огнь упорными кирпичами 3, теп оизоляцио, ной засыпки 4, ТОКСПОДВОДЯЩЛУ блюмсов 5. двух продольных и дьух торцоьых г;анок (балок 6 и 7), соединенных с возможностью взаимного перемещения Пои это цы продольных л торцовых балок, приле ю- щие одна к другой, выполнены в виде вип- кообрязгюй и Т-обоззной формы -, кронштейнами 6, выполкзнчыки г отверстиями, ч которые эставлень vnp/гие элементы, в виде гюдпружмгенных болтов 9, шарнирно связзчные с битами Банки воздуха выполнены из стального листа 10, образующего внутрэннюю стенку, продольных ребер 11, например, таврового сечения и металлических труб 12 Все элементы балки соединяются сваркой,

Трубы соединены в секции по длине балки, так и по ее высоте Для подачи и отвода хладагента каждая сегиия снабжена патрубками 13 Регулирование степени охлаждения отдельных секций труб, т е. ре гулирование податливости отдельных участков балки осуществляется в соответствии с показаниями датчиков М давления или температуры, установленных на знут

ренней стенке балки Датчики давления устанавливают между футеровкой и внутренней стенкой, для регистрации усилий, с которыми футеровка воздействует на балку. Датчики температуры могут быть установлены на внешней, относительно катода, стороне стального листа 10.

При изгоювлении кожуха трубы 12 перед сваркой нагревают до 150-200°С, а

0 стальной лист и ребра имеют температуру окружающей среды Такая техноллгия изготовления обеспечивает предварительное нэпряженное состояние балок, г.е более высокую жесткость на 20-25%, или же соот5 ветствующее снижение веса при номинальной жесткости балок

Во время работы /геройства при расширении футеровки усилие от нее передается а балки 6 и 7, которые, перемещаясь,

0 сжимают пружины. Одновременно идет интенсивное охлаждение труб 12,что обеспечивает наибольшую жесткость стенок и их прямолинейность. После того как стенки отодвинутся на величину, допустимую сжа5 тием пружины, начинается регулирование охлаждения секций таким образом, что каж- дяч ожухэ кзтода принимает фоому r-jtu//p лиейся фут . рэью, и ойесгечинает три JI OM отим пьное давление ня послед0 t.a no длине TeHKV T3k и по ьыготе футеровки.

Вклк -ttiHwe регулировки системы охлаждения и vnpaar.env.fl ре, улирогзнием ох- г ждения секций сс/щестнляегся в

S зарисимо и от авлч .ия футеоовки на . регистрируемого flaTMH af n л даа- лечиг, При приближении давления к крити ческпму (р -, 3 МПа опре.еляемсму прилностью футе о чки, осуществг мие со0 oiвс .ствующи х секций уменьшается и дан- ный участок стенки кожуха становится менее жестким (бопее подэ-лиеьм) и отхо- АЛГ.

Пр уменьшении давления (t рч падеF -ии температуры футерррки) интенсивность охлаждения секции возрастает, ко лектор, образующий нпружныЛ пояс стенки, укорачивается и тем самым прижимает сгенку к фу « еровке.

0 Технико-экономические преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с известной обусловлены тем, что секционированный воздухоохлаждэемый коллектор обеспечивает определенную жесткость, а

5 следовательно, равномерное, допустимое давление футеровки на стенку кожуха като- дз по всей длине и высоте футеровки и при различных режимах работы электролизера. Это СРОДИТ к минимуму возможность раэру ( футеровки и следовательно.

утечки алюминия, исключает пластическую деформацию стенок кожуха, а значит, обеспечивает плотное прилегание футеровки и стенок кожуха и возможность повторного использования стенок кожуха после ремонта, а также увеличение межремонтного периода. Предварительно напряженное состояние стенок обуславливает повышение прочности по сравнению с известной конструкцией на 20-25%, что позволяет уменьшить вес и металлоемкость кожуха и, следовательно, снизить затраты на проведение ремонтов.

Нагревшийся воздух из коллектора можно использовать, например, при обогреве теплиц, производственных помещений.

Формула изобретения

стенки которого выполнены с поясом жесткости, имеющим внутренние и наружные стенки, соединенные ребрами жесткости, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы элекролизера за

счет обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкости и весе, наружные стенки выполнены в виде дополнительного коллектора из металлических труб, разделенных

на секции.

11 70 /

77 v ч /

2 5

-3 4

Ш

0ue2