Контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обеспечения работы электролизера по производству алюминия. Техническим результатом изобретения является снижение потерь электроэнергии в месте контакта, увеличение эксплуатационной надежности узла, снижение материалоемкости на изготовление переходного элемента. Указанный технический результат достигается тем, что в контактном соединении узла токоподвода к катодной секции электролизера, содержащем алюминиевую токоведущую шину, выполненную в виде набора гибких алюминиевых полос, соединенную с блюмсом катодной секции электролизера болтовым соединением через переходный элемент, новым является то, что переходный элемент выполнен из триметалла медь-сталь-алюминий, при этом медный слой переходного элемента контактирует с поверхностью блюмса катодной секции электролизера, к алюминиевому слою переходного элемента присоединен набор гибких алюминиевых полос токоведущей шины, а прижимные поверхности болтового соединения контактируют со стальным слоем переходного элемента. Переходный элемент изготовлен сваркой взрывом. Медный и алюминиевый слои переходного элемента расположены на противоположных сторонах стального слоя, причем алюминиевый слой занимает часть поверхности стального слоя. Или медный и алюминиевый слои расположены на взаимно перпендикулярных сторонах стального слоя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обеспечения работы электролизеров по производству алюминия.

Известно соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера через медную пластину крепежными элементами [Полезная модель 15732, 7 С 25 С 3/16, БИПМ, 31, 2000г.].

Известно соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера, при котором соединение выполняется через биметалл алюминий - медь [Полезная модель 15341, 7 С 25 С 3/16, БИПМ, 28, 2000г.].

Недостатком данных технических решений является невозможность достижения плотного электрического контакта из-за ограничения усилий сжатия ввиду малой прочности на смятие медной и алюминиевой пластин. Ограничение усилий сжатия в болтовом соединении в свою очередь приводит к ухудшению электрического контакта, нагреву в месте контакта и появлению зазоров в соединении, что требует дополнительной затяжки болтового соединения.

Наиболее близким техническим решением является контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера через наконечник, выполненный из медной и алюминиевой пластин, соединенных между собой внахлест сваркой взрывом и образующих переходный элемент [Патент РФ 2165483, 7 С 25 С 3/16, БИПМ, 11, 2000г.] (прототип).

Недостатком данного решения является ухудшение электрического контакта в месте соединения, а также повышенный расход меди на изготовление переходного элемента.

Одним из основных технико-экономических показателей, определяющих эффективность производства алюминия, является расход электрической энергии на тонну выпускаемого металла. Изобретение направлено на снижение расхода электрической энергии путем уменьшения падения напряжения в катодной секции электролизера.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь электроэнергии в месте контакта, увеличение эксплутационной надежности узла, снижение материалоемкости на изготовление переходного элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что в контактном соединении узла токоподвода к катодной секции электролизера, содержащем алюминиевую токоведущую шину, выполненную в виде набора гибких алюминиевых полос, соединенную с блюмсом катодной секции электролизера болтовым соединением через переходный элемент, новым является то, что переходный элемент выполнен из триметалла медь - сталь - алюминий, при этом медный слой переходного элемента контактирует с поверхностью блюмса катодной секции электролизера, к алюминиевому слою переходного элемента присоединен набор гибких алюминиевых полос токоведущей шины, а прижимные поверхности болтового соединения контактируют со стальным слоем переходного элемента. Переходный элемент изготавливается сваркой взрывом. Медный и алюминиевый слои переходного элемента расположены на противоположных сторонах стального слоя, причем алюминиевый слой занимает часть поверхности стального слоя. Или медный и алюминиевый слой могут быть расположены на взаимно перпендикулярных сторонах стального слоя.

На фиг.1 показан переходной элемент, выполненный из триметалла, где медный слой 1, алюминиевый слой 2 расположены на противоположных сторонах стального слоя 3, причем алюминиевый слой занимает часть поверхности стального слоя, и набор гибких алюминиевых полос токоведущей шины 4 присоединен к алюминиевому слою переходного элемента, а другой конец полос жестко соединен с катодной ошиновкой электролизера 5.

На фиг.2 показан переходной элемент, где медный слой 1, алюминиевый слой 2 расположены на взаимно перпендикулярных сторонах стального слоя 3.

Электрический ток от катодной ошиновки 5 через набор гибких полос 4 и через переходной элемент поступает на катодный стержень 6, при этом падение напряжения в плоскости контакта блюмс - переходный элемент уменьшается за счет увеличения усилий затяжки болтового соединения 7, прижимные поверхности которого контактируют со стальной поверхностью переходного элемента.

Использование данного контактного соединения позволяет снизить потери электроэнергии в узле токоподвода катодной секции электролизера и сократить расход меди и алюминия при изготовлении переходного элемента.

Формула изобретения

1. Контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера, содержащее алюминиевую токоведущую шину, выполненную в виде набора гибких алюминиевых полос, соединенную с блюмсом катодной секции электролизера болтовым соединением через переходный элемент, отличающееся тем, что переходный элемент выполнен из триметалла медь-сталь-алюминий, при этом медный слой переходного элемента контактирует с поверхностью блюмса катодной секции электролизера, к алюминиевому слою переходного элемента присоединен набор гибких алюминиевых полос токоведущей шины, а прижимные поверхности болтового соединения контактируют со стальным слоем переходного элемента.

2. Контактное соединение по п.1, отличающееся тем, что переходный элемент изготовлен сваркой взрывом.

3. Контактное соединение по п.2, отличающееся тем, что медный и алюминиевый слои переходного элемента расположены на противоположных сторонах стального слоя, причем алюминиевый слой занимает часть поверхности стального слоя.

4. Контактное соединение по п.2, отличающееся тем, что медный и алюминиевый слои расположены на взаимно перпендикулярных сторонах стального слоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2