Анодный расходуемый токоподвод электролизера для получения алюминия

Анодный расходуемый токоподвод электролизера для получения алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сфюэ Советских

Социалистичесинх

Республик о>885360

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 01. 80 (21) 2867045/22-02 с присоединением заявки М р1 }и. к.з

С 25 С 3/16

Государственный коинтет

СССР но деавм изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1181. Бюллетень N9 44

Дата опубликования описания 30. 11. 81 (53} УДК 669. 713. .723.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. К. Кулеш, H.A. Калужский, И. Г. Турушев, В.Н. Ратманьв, М.Ф. Синани и Е.Н. Максютьв

1 у

) Всесоюзный научно-исследовательский н проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (71) Заявитель (54 ) АНОДНЫЙ РАСХОДУЕМЫЙ ТОКОПОДВОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к оборудованию электролитического производства, в частности к конструкции анодного устройства алюминиевого электролиэера с самообжигающимся анодом и

5 верхним токоподводом.

Известен токоподвод к самообжигающемуся аноду, который расходуется в процессе электролиза перемещаясь вместе с анодом по мере его сгорания Г1).

Такие токоподводы, выполненные например, из алюминия в виде штырей, решетки, сетки или труб, т5 устанавливают вертикально, поэтому под ними от подсшвь анода до изотермы, соответствующей температуре плавления металла, образуются полости, следовательно, площадь 20 контакта скоксовавшейся части анода д токоподводом невелика. Охлаждение трубчатых токоподводов воздухом, пропускаемым внутрь, или покрытие иэ защитным слоем, например углеродистой массой, не обеспечивает значительного увеличения контактной поверхности и заметного снижения расхода электроэнергии, в то время как . трудозатраты при этом возрастают. 30

Известен анодный токоподвод алюминиевого электролизера, имеющий вертикальный стержень, выполненный из алюминиевого порошка и пудры, с токоотводами, которые расположены под углом к его оси (2). указанное техническое решение неэффективно в связи с тем, что во время работы электролизера после расплавления токоподвода в аноде образуется большое количество направленных вверх полостей, которые ухудшают качество анода и увеличивают падение напряжения. Изготовление анодных токоподводов из алюминиевых порошка и пудры связано с большими трудозатрами.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и трудозатрат, повышение стабильности технологичес» кого режима электролизера эа счет выравнивания высоты конуса спекания и улучшения качества анодов.

Эта цель достигается тем, что анодный расходуемый токоподвод алюминиевого электролизера, состоящий из наращиваемого. вертикального элемента, подключенного к шинопроводу, дополнительно снабжен горизонтальным.элементом, жестко соединенным

) 885360 с вертикальным элементом и расположенным параллельно продольной или поперечной оси электролизера. Жесткое соединение элементов обеспечивает их взаимноперпендикулярное расположение при установке в анод и последующем запекании. Токоподводы размещают параллельно друг дру у таким образом, что вертикальные элементы образуют один или несколько поперечных и продольных рядов; причем устанавливают их по нескольким горизонтам.

Для того, чтобы уменьшить количество образующихся микротрещин в аноде при его усадке и тепловом расши- 15 рении токоподвода, горизонтальный элемент выполняют полым по всей его длине или на отдельных участках.

Горизонтальный элемент и нижнюю часть вертикального элемента до изо- 2О термы.его плавления выполняют с поперечным сечением от 10 до 30000 мм, причем предусматривают переменное сечение на отдельных участках элемента или по всей его длине, например, изготавливают в виде тающего стержня.

С целью снижения трудозатрат и экономии металла вертикальный элемент прикрепляют к одному из концов или к середине горизонтального элемента. Хотя при необходимости, напри.мер, для удобства обслуживания анодного устройства, возможно присоединение к одному горизонтальному элементу двух и болея вертикальных элементов.

Для обеспечения рационального размещения шинопроводов, несущих конструкций, механизмов подъема анода 40 и т.п. вертикальный элемент распо" лагают так, что его продольная ось делит горизонтальный элемент на две неравные части, при этом отношение меньшей части к большей устанавливают д в пределах от 0,001 до 0,999. Если это отношение <0,001 или 0,999,то размещение узлов анодного устройства будет аналогичным тому, какое имеют в случае прикрепления вертикального элемента к одному из концов или к середине горизонтального.

Продольная ось вертикального элемента предлагаемого токоподвода смещена относительно ближайшего конца горизонтального элемента на расстояние С, а продольная ось последнего относительно нижнего конца вертикального элемента на расстояние О;

С причем отношение — устанавливают в

0 пределах от 0,005 до 0,7, которые обеспечивают надежную работу токоподвода даже в том случае, когда вертикальный элемент установлен вплотную к анодному кожуху. При от- Я

С ношении — (0,005 токоподвод не надежен в работе, т.е. происходит преждевременное нарушение контакта между вертикальным и горизонтальным элеменС тами. Если — ) 0,7, то значительно увеличивается падение напряжения в аноде и возможность образования неровностей на его подошве.

Элементы токоподвода выполняют в виде полосы, швеллера, двутавра, уголка,,трубы или стержня, поперечное сечение которого имеет форму круга или его части, эллипса, сегмента, треугольника, параллелограмма, многоугольника. Токоподвод изготавливают цельным или разборным иэ отдельных секций, которые собирают перед установкой его в анод. Для упрощения технологии производства токоподводов участок, соединяющий горизонтальный и вертикальный элементы,выполняют с различной конфигурацией, например в виде дуги или прямоугольного уступа.

При установке токоподвода его нижнюю часть погружают в жидкую фазу анода до упора горизонтального элемента в конус спекания. В дальнейшем горизонтальный элемент постепенно приближается к подошве анода, а затем вместе с нижней частью вертикального элемента вытекает в электролит. После этого верхнюю часть токоподвода, выступающую над конусом спекания анода, удаляют.

Для того, чтобы облегчить операцию извлечения выступающей части токоподвода, площадь его поперечных сечений вблизи поверхности конуса спекания должна быть меньше площади сечений, ра положенных выше. Вместо израсходованного токоподвода устанавливают очередной, и цикл повторяется.

При работе электролизера по мере расходования анода и приближения горизонтального элемента к подошве вертикальный элемент наращивают,используя его одновременно и для подвески анода.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известными анодными расходуемыми токоподводами следующие преимущества: снижается падение напряжения в аноде, улучшается качество анода, повышается стабильность технологического. режима, уменьшаются трудозатраты и выделение вредных веществ в атмосферу электролизного корпуса. Внедрение предлагаемого технического решения позволяет снизить падение напряжения в аноде и расход технологической электроэнергии не менее чем на 300 кВт ч на 1 т алюминиясырца по сравнению с величиной. этого показателя,цля электролизеров,осна885360

Составитель A. Костин

Техред А.Савка . Корректор H.Ïoæo

Редактор М. Ткач

Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 10457/38

Филиал ППП ."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 щенных известными анодными расходуемыми токоподводамн.

Годовой экономический эффект в расчете на 1 электролизный корпус составляет 70 тыс.руб.

Формула изобретения

1. Анодный расходуемый токоподвод электролизера для получения алюминия, состоящий из наращиваемого вертикального элемента, подключенного к анодной распределительной шине, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и повышения стабильности работы электролизера, токоподвод снабжен горизонтальным элементом, жестко соединенным с вертикальным.

2. Токоподвод по п.1, о т л и-. ч а ю шийся тем, что горизонтальный элемент выполнен переменного сечения, уменьшающегося по длине от места соединения с .вертикальным элементом;

3. Токоподвод по п.1, о т л ич а ю шийся . тем, .что горизон- 25 тальный элемент частично или полностью выполнен полым.

4. Токоподвод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что вертикальный элемент расположен так, что его соединение с горизонтальным элементом делит длину последнего на части, находящиеся в отношении от 0,001 до

0,999.

5. Токоподвод, по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что продольная ось вертикального элемента смещена относительно ближайшего конца горизонтального элемента, а продольная ось горизонтального элемента смещена относительно нижнего конца вертикального элемента, причем отношение величины смещения находится в.пределах от 8,005 до 0,7.

6. Токоподвод по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что отношение . длины горизонтального элемента к длине или ширине анода устанавливают в пределах от 0,03 до 0,99.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 537130, кл. С 25 С 3/16,1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 572536, кл. С 25 С 3/16, 1977.