Способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров Советский патент 1978 года по МПК B23P7/04 

1

Изобретение относится к способам ремонта стояков алюминиевых электролизеров с использованием сварки.

Известен способ ремонта сваркой анодных стояКов алюминиевых электролизеров, при котором снижают воздействие магнитного поля, создаваемого в зоне сварки токами, перетекающими по катодной ошиновке электролизера, установкой временных шунтов в катодной ошиновке 1.

Недостатком известного сиособа является необходимость либо полного отключения серии, либо разрыва одной стороны катодной ошиновки.

Отключение серии на время сварки приводит к снижению выпуска алюминия и к расстройству технологического процесса из-за колебания температуры электролита. Разрыв одной стороны катодной ошиновки не обеспечивает качественной сварки анодных стояков с анодной ошиновкой, при этом часть швов не удается выполнить совершенно и для их сварки все равно приходится отключать электролизную серию.

Основной причиной, не позволяюш,ей выполнить качественную сварку шин анодного стояка с анодными шинами без снятия токовой нагрузки серии, является переток между свариваемыми шинами и магнитное поле, образуемое Перетоксм. Оказывает вредное влияние и

внешнее магнитное поле, создаваемое в основном ближайшими анодными стояками и ошиновкой работаюш,их электролизеров.

Когда сварщик, при наличии перетока (при

наличии разности потенциалов между свариваемыми шинами порядка 10 и более милливольт), пытается сделать металлическую перемычку из расплавленного электрической дугой металла, то по этой перемычке сразу начинает течь большой ток, который перел игает эту перемычку и раскаленный металл фейерверком разбрасывается в стороны.

В образовавшейся из жидкого металла перемычке (пока она не перегорела) течет ток

с очень большой плотностью, порядка нескольких сотен ампер па мм . Поэтому вокруг перемычки образуется магнитное иоле высокой напряженности (до 250000 а/м или до 3000 эрстед), которое, взаимодействуя с электронным

потоком электрической дуги, создает электродииамическую силу, отбрасывающую электрическую дугу в сторону. Затем перемычка сгорает. Дуга образует новую перемычку и процесс повторяется.

Целью изобретения является выполнение ремонта анодных стояков без отключения электролизной серии.

Поставленная цель достигается тем, что пакет катодной ошиновки ремонтируемого электролизера замыкают полностью, устанавливая

временные шуиты перед входными стояками реЛЮнтируемого электролизера но ходу тока ъ алектролнзиой серии.

Ма фиг. i изо&ражена приндиниальная схема одной стороны ОН1ИНОВКИ капитально ремонтируемого электролизера; на фнг. 2 - выполнение узла, замыкающего все шины катодного пакета; на фиг. 6 - установка ферромагнитных экранов.

Иа фиг. i нзобрал :ены 1 - входной стояк; 2 - свариваемая зона; d и 4 - шунтирующие ремонтируемый электролизер узлы; о - выходной стояк; б - анодная ошиновка; 7 - узел, замыкающий все шины катодного пакета; а, t), с, и, е, /, g - шины катодного накета; 1 со стрелкой - направление тока серии.

На фиг. 2 ноказаны б - замыкающие сухари; У - гнбкая связь между наиболее загруженными сухарями.

На фиг. 6 изображен ферромагнитный экран, который одновре.менно является хомутом для стягивания свариваемых шнн, где iU - анодные шины; 11 - шины анодного стояка; 12 - стенки экрана (вынолняются из мягкон ферромагнитной стали, из 1-3 листов суммарной толщиной 2U-dU AiMj; 1 - реора жесткости; 14 - зона сварки; 15 - стяжиой винт (0 Ь2 мм н более, MMJ ; 16 - нроушииы для заценления мостовым краном; Г/ - отверстия для шкворня, который вставляют до затяжкн стяжного винта.

Неретоки между свариваемыми шинамн образуются нз-за уменьшенной электронроводимости в катодиой ошиновке ремонтируемого электролизера. Например, ток с катодных шин d, е не имеет выхода, кроме как по шинам входного стояка 1 через зону сварки 2, на катодные шпны а, Ь, с.

Ь существующнх шунтирующих узлах 3 н 4 могут оыть разные потери нанрял ения в контактах отдельных шнн, что также создает условие для образования перетока по стоякам.

Нарушение симметрии в нроводимости катодной ошиновки одной стороны электролизера относительно другой создает условие для перетекания тока но шинам стояков через тело анода с одной стороны электролизера на другую, например с г.чухой па лицевую.

Особенно тяжело варятся выходные стояки 5, так как если их варить с замкиутыми шунтнрующими узлаЛЩ и 4, то анодная ошиновка о шунтирует катодиую ошнновку, а так как нроводимость катодной ошииовки у ремонтируемого электролизера умеиьшепа,то но анодной ошнповке, а следовательно, и по выходному стояку Ь, течет большой ток, норядка номинального относительно выходного стояка (только обратного направления), пели варить с разомкнутым шунтирующим узлом 3, то образуется цень тока: шины f, g - выходной стояк 5 - анодная ошиновка; 6 - входной стояк 1 - шины а, Ь, с.

Если варить с разомкнутыми шунтирующими узлами 3 и 4, то образуется цепь тока; шины I, g - выходной стояк - анодная ошпновка - штыри - тело анода - штыри - анодная ошиновка другой стороны - противоноложиые стояки - катодиая ошиновка другой стороиы электролизера. У1з-за того, что ток с шин d и е не имеет выхода, несколько катодных блоков на нредыдущед электролизере ио ходу тока не раоотают, что нриводит к расстройству технологии этого электролизера (па время ремонта электролизера;.

и соответствии с изо5ретеиием поставленная цель достигается тем, что нереток между сварнваемыми шннами и магнитное поле, создаваемое перетоком, ликвидируют (резко ослабляют; путем замыкания всех шин катодного накета перед входными стояка.ми ремонтируемого электролизера с помощью замыкающего узла У. При этом все перетоки будут перетекать по замыкающему катодную ошииовку узлу /, минуя зону сваркн шин z.

внешнее магнитное ноле, оказывающее вредное влняние иа качеетво сварки анодиых стояков с аиоднои ошиновкой, создаваемое в оеновном ближапшим стояком раоотающего

электролизера, ликвидируют нутем установки ферро.магннтного экрана между сварнваемым стояком н стояком раоотающего электролизера, олилсе к свариваемому стояку, на уровне зоны сварки. Ферромагнииныи экран частнчно

или нолностью охватывать зону сварки, прн ЭТОЛ1 снловые линии Л1агн1ггного ноля, создаваемого анодным стояко.м раоотающего электролизера, в зоне сварки нроходят но ферромагннаному экрану, минуя зону сварки.

перед отключеннем электролизера на капитальнын ремонт или сразу после его отключения устанавливают замыкающий узел /, которым замыкают весь накет шнн кагодной ошииовки. зел / устанавливают с обеих стороп

электролизера, если позволяет место, перед входными стоякамн ремонтируемого электролизера, если нет, то перед выходными стояками предыдущего э 1ектролизера. При этом следует обратить особое внимаине иа высокое качество контактов в замыкающем уз.че / и на соблюденне носледовательностп выполняемых онераций.

К онтактирующнеся новерхностп шин п сухарей необходимо зачистить. Узел крепко

, сухарп простучать кувалдой (сооку), затем еще подл.ать. Нотеря напрял ения любой парой шин в замыкающем }зле не доллша быть более 1U-15 милливольт. При простукиваппп сухарей в слсато.м состоянии

разрушается окисная плепка и контакт резко улучшается. Ширину сухарей и гибких связей следует брать порядка ЗОи-350 мм. Контакт улучшить (уменьшить перепад папрялсения меледу шииами), если в некотором удалении от сухарей замыкающего узла / забить медные клннья, желательно с продольными .рпскамй.

Затем надеть на свариваемые шины ферромагнитные экраны. Экран молсет быть надет

до или после затягивания шин стояка,

Контактирующиеся поверхности в свариваемом узле (зона сварки) должиы быть зачищены и крепко сжаты. Для улучшения контакта в свариваемом узле постучать по шине стояка после их сжатия, затем свариваемый узел еше подтянуть (перед началом сварки перепад папряжения между свариваемыми шинами не должен превышать 5 милливольт).

Входные стояки надо варить до заводки выходных стояков.

Перед началом сварки путем простукивания и поджатия обновить контакты в замыкаюш,ем узле 7, шунтируюш;ие узла 3 и 4 замкнуты. Зазоры между шинами в зоне сварки выбрать алюминиевыми, хорошо зачишенными полосами - клиньями, затем узел, как уже говорилось, крепко сжать.

Выходной стояк варить с разомкнутым шунтирующим узлом 3, т. е. без разрыва стороны. Для симметрии желательно разомкнуть узел 3 и на противоположной стороне электролизера. В порядке исключения допускается варить выходной стояк одновременно с приваркой катодных спусков с разомкнутыми шунтирующими узлами 3 и 4.

Процесс электросварки желательно начинать с наиболее трудных швов. Сначала электрической дугой наплавить рядом две ванночки, одну на анодной щине, другую на шине стояка. Затем эти ванночки быстро объединить и отвести электрод. Металл застынет и образует перемычку. После образования двух - трех перемычек сварку вести обычным путем.

Использование предлагаемого способа сварки анодных стояков с анодной ошиновкой исключает необходимость отключения всей серии алюминиевых электролизеров на время сварки стояков, что позволяет повысить производительность алюминиевых электролизеров; улучшает технологический ход предыдущего но ходу тока электролизера; улучшает качество сварного контакта, что приводит к уменьшению потерь электроэнергии в свариваемом (переходном) контакте анодный стояк - анодная ощиновка.

Формула изобретения

Способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров в действующем электролизном корпусе, при котором снижают воздействие магнитного поля, создаваемого в зоне сварки токами, перетекающими по кагодной ощиновке электролизера, установкой временных пунктов, отличающийся тем, что, с целью выполнения ремонта анодных стояков без отключения электролизерной серии, пакет катодной ошиновки ремонтируемого электролизера замыкают полностью, устанавливая временные шунты перед входными стояками ремонтируемого электролизера по ходу тока в электролизной серии.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Перун И. В., Гаген Ю. Г. О магнитном иоле в зоне сварки анодных стояков алюминиевых электролизеров. - Цветные металлы, 1972, № 6, с. 33.

. 2

W№

f