Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера

 

ОПИСАНИЕ „1ОМ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{6t}Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 07. 81 (21) 3317370/22-02 (Я1) М. Кю.з с присоединением заявки Мо

С .25 С 3/14

Государстоеииый коиитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23} Приоритет ($3) УДЦ 669.71 (088. 8) Опубликовано 07.0383. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 0703.83 (72) Автор изобретения

К.К. Рыбкин )

1,, - . .. !

Всесоюзный научно-исследовательдкМй И проектный институт алкыиниевой, магниевой (и электродной промышленности (71)„Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПРОБИВАНИЯ КОРКИ И ЛИКВИДАЦИИ

АНОДНЫХ ЭФФЕКТОВ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

Изобретение относится к области

1электрометаллургии алюминия, в част- ности, к оборудованию для обслуживания алюминиевого электролизера, к устройствам для пробивания корки.

Известно устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера, содержащее подвижную балку с установленным на ней пневмоцилиндром с полым штоком, в верхней части соединенным гибким .шлангом с магистралью сжатого воздуха, а в нижней - с трубкой для подачи воздуха в расплав (1) .

Во время передвижения штока давление в магистрали сжатого воздуха должно быть пониженным, а в крайнем нижнем положении — полное, Недостатки этого устройства состоят в следующем.

Пневмоцилиндр расположен под укрытием электролизера, что снижает. срок его службы. Устройство должно быть снабжено аппаратом редуцирования воздуха с системой автоматического управления, что повышает сложность устройства в целом.

Наиболее близким .к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для

Р пробивания корки н ликвидации анод- ных эффектов алюминиевого электролиэера, содержащее установленный вблизи электролизера, преимущественно, на укрытии, пневмоцилиндр, к штоку которого прикреплен ударный инструмент с осевым каналом н отверстиями в нижней части, соеднненннй с магистралью сжатого воздуха (2)..Соединение канала ударного инструмента с.. . магистралью сжатого воздуха осуществляется гибкими шлангами.

Недостатками известного устройст ва является низкий срок его службы и загрязнение получаемого алкыиния. железом, что снижает его качество.

Низкий срок службы устройства является следствием того, что гибкие шланги находятся под укрытием электролизера, т.е. в зоне агрессивным газов и высоких температур. Кроме того, устройство не позволяет регулировать ход инструмента, а это приводит к тому, что каждый раз (т.е.. через 2-3 мнн) ударный инструмент погружается в расплав алюминия, необходимость же в этом (для гашения анодного эффекта) возникает.1-2 рара в сутки. Это также снижает срок

З0 службы .устройства н снимает качест1002409 чая с его стороны сопротивления, перемещают поршень 17 вниз и вместе с ним перемещаются до упора буртом 13 в верхний торец прилива 19 нижней крышки 6. Затем поршень 12 под давлением сжатого воздуха перемещается по штоку 2 до упора в бурт 13, открывая в конце хода отверстия 16, через которые воздух начинает поступать в полость штока 2, а из нее через отво получаемого алюминия из-за загрязнения железом.

Целью изобретения является повышение срока службы и качества получаемого. алюминия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера, содержащем (установленный вблизи электролизера, преимущественно, на укрытии, пневмо- 1Р цилиндр, к штоку которого прикреплен ударный инструмент с осевым каналом и отверстиями в нижней части, соединенный с магистралью сжатого воздуха, пневмоцилиндр выполнен двухступенча" тым и снабжен вспомогательным поршнем, а шток выполнен с воэможностью соединения его полости с поршневой полостью цилиндра. Соотношение высот ступеней пневмоцилиндра составляет

1 2 — 1,1, На чертеже изображен пневмоцилиндр, продольный разрез.

Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов включа ет пневмоцилиндр 1 с полым штоком 2, на нижнем конце которого закреплен пробойник 3 с отверстиями 4 для выхода сжатого воздухаi пневмоцилиндр 1 имеет верхнюю 5 и нижнюю 6 крышки с отверстиями, соответственно, 7 и 8 для входа и выхода воздуха; гильза пневмоцилиндра 1 выполнена двухступенчатой, причем верхняя ступень 9 имеет меньший диаметр, чем нижняя ступень 10) в нижней части верхней 35 ступени 9 расположено отверстие 11) основной поршень 12 пневмоцилиндра 1 выполнен скользящим вдоль оси штока

2, при этом зона его перемещения по штоку 2 ограничена снизу упором 13, а сверху буртом гайки 14, навинченной на шток 2 и имеющей дросселирующее отверстие 15, через которое полость штока 2 сообщается с полостью верхней ступени 9 пневмоцилиндра 1) 45 между упором 13 и гайкой 14 на штоке выполнены отверстия 16; площадь поперечного кольцевого сечения поршня 12 меньше площади сечения штока 2 в месте их соединения.

5Р

В нижней ступени 10 пневмоцилиндра 1 расположен вспомогательный- поршень 17 с цилиндрическим приливом 18.

Своей внутренней поверхностью вспомогательный поршень 17 смонтирован на цилиндрической поверхности прилива

19 нижней крышки б; зона перемещения вспомогательного поршня 17 ограничена снизу крышкой 6, а сверху — кольцевым торцом верхней ступени 9, т,е. величина зоны определяется высотой 6р нижней ступени 10 пневмоцилиндра 11 высота прилива 19 равна или несколько больше высоты нижней ступени 10, т.е. ее величина находится в пределях 1-1,1 высоты нижней ступени 10 ° 65

Устройство работает следующим образом, В исходном положении нижняя ступень 10 пневмоцилиндра 1 и нижняя полость верхней ступени 9 находятся под напором сжатого воздуха. Шток 2 с поршнем 12 находятся в крайнем верхнем положении, при этом отверстия 16 перекрыты поршнем 12. Для пробивки корки электролита шток 2 должен быть опущен до касания пробойником 3 слоя электролита. Для этого сжатый воздух

4одается в пневмоцилиндр 1 через отверстие 7 и выпускается через отверстие 11, при этом шток 2 с поршнем 12 опускаются вниз до упора нижнего торца поршня 12 в верхний торец цилиндрического прилива 18 вспомогательного поршня 17 (широкая часть штока 2 с буртом 13 входит внутрь прилива 18) Часть сжатого воздуха из верхней полости пневмоцилиндра 1 поступает через дросселирующее отверстие 15 внутрь штока 2, создавая там избыточное давление, препятствующее попаданию электролита внутрь пробойника 3 во избежание его закоксования.

Поскольку площадь сечения нижней ступени 10 (за вычетом .площади сечения прилива 19) больше площади сечения верхней ступени 10 пневмоцилиндра 1, при равенстве давления воздуха сверху на шток 2 с поршнем 12 и снизу на нижний торец поршня 17 усилие сверху будет меньше усилия, т.е, поршень 17 и приливом 18 в этом случае ограничивают высоту перемещения штока 2.

Для подъема штока 2 в верхнее положение сжатый воздух подается через отверстие 11 (нижняя полость нижней ступени 10 также находится под напо« ром), а выход через отверстие 7 перекрывается. При подъеме. штока 2 воздух из верхней полости пневмоцилиндра 1 вытесняется через отверстие 15 в полость штока 2, а йз штока - через отверстия 4.

Для гашения анодного эффекта необходимо пробойник 3 опустить в расплав металла (т.е, ниже слоя электролита) и подать в расплав через отверстия 4 сжатый воздух. С этой целью сжатый воздух подается через отверстие 7 и выпускается через отверстия

11 и 8, Поршень 12 со штоком 2, дойдя до упора в цилиндрический прилив 18 вспомогательного поршня 17 и не встре1002409 верстия 4 в расплав. Ход пробойника

3 при гашении анодного эффекта увеличивается на 50-80% по сравнению с ходом пробойника при пробивке корки.

Для обеспечения этого соотношение .между высотой нижней 10 и верхней 9 ступеней пневмоцилиндра 1 выполняется в пределах 1:2 - 1:1.

Для подъема штока 2 в верхнее положение сжатый воздух подается через отверстие 8 и 11 и вытесняется через )О отверстия 15 и 4 (выход через отверстие 7 перекрыт).

Расположение пневмоцилиндра на укрытом электролизере, а не под ним и воэможность дифференцирования хо- 15 да поршня в зависимостн от задачи (пробивания корки или ликвидация анодного эффекта) позволяет повысить срок службы устройства, а так" же значительно снизит время контак- 7О та ударного инструмента с расплавом алюминия (c 50 мин в день до 20 с), что снизит содержание железа в нем, т.е. повысит:. его качество, Формула изобретения 25

1. Устройство для пробивания корки и ликвидации анодных эффектов алюминиевого электролизера, содержащее установленный вблизи электролизера, преимущественно на укрытии, пневмоцилиндр, к штоку которого прикреплен ударный инструмент с осевым каналом и отверстиями в нижней части, соеди" ненный с магистралью сжатого воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы и качества получаемого алюминия, пневМоци.линдр выполнен двухступенчатым и снабжен вспомогательным поршнем, а шток выполнен с возможностью соединения его полости с поршневой полостью цилиндра.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что соотношение высот ступеней пневмоцилиндра составляет 1:(2-1).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2530831, кл. С 25 С 3/14, опУбдик, 1973, 2. Патент СССР Р 308590, кл. С 25 С 3/14, опублик. 197i..

1002409.

Составитель A.Ëþòèêîâ

Редактор П,Коляда Техред Л.Пекарь

Корректор О.Билак филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4.

Эакаэ 1734 11 Тираж 641 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

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