Соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обеспечения работы электролизера по производству алюминия. Техническим результатом изобретения является снижение электрических потерь в месте контакта соединения с катодным стержнем и в месте соединения катодного спуска с переходником. Указанный технический результат достигается тем, что в соединении шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера, содержащем гибкий катодный спуск в виде полос, жестко связанный с шиной и жестко соединенный разъемным соединением в виде крепежных элементов через биметаллические пластины с концом катодного стержня, поверхности которого обработаны под электрический контакт, новым является то, что биметаллическая пластина выполнена из стальной и медной частей, полосы катодного спуска соединены между собой и сваркой взрывом со стальной частью пластины для образования единого переходника в соединении катодного спуска с биметаллической пластиной. На стальной части биметаллической пластины выполнен скос, и полосы катодного спуска соединены со стальной частью пластины по прямой поверхности и поверхности скоса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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

Известно соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера через медную пластину, которая одним концом жестко связана с гибким алюминиевым катодным спуском, а вторым - со стальным катодным стержнем крепежными элементами [Полезная модель 15732, С 25 С 3/16, БИПМ 31, 2000г.].

Известно контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера через наконечник, выполненный из медной и алюминиевой пластин, соединенных между собой внахлест сваркой взрывом [Патент РФ 2165483, С 25 С 3/16, БИПМ 11, 2000г.].

Недостатком данных технических решений является невозможность достижения плотного электрического контакта из-за ограничения усилий сжатия в болтовых крепежных элементах в виду малой прочности на смятие меди.

Известно соединение в катодной секции электролизера и способ его изготовления [Патент РФ 2175689, С 25 С 3/16, БИПМ 31, 2001г.], при котором соединение производят через биметаллический стале-алюминиевый переходник, алюминиевый слой которого соединяют аргонодуговой сваркой с первыми концами алюминиевых полос катодного спуска по 1-5 полос за один прием, с принудительным охлаждением сварных швов; при этом выдерживают температуру линии соединения стального слоя с алюминиевым слоем биметаллического переходника величиной меньше температуры рекристаллизации алюминия.

Недостатком данного решения является повышенное контактное электросопротивление на границе соединения катод-переходник, т.к. эта граница представляет контакт сталь-сталь, а также повышение электросопротивления из-за применения аргонодуговой сварки плавлением. Кроме того, применение аргонодуговой сварки усложняет технологический процесс изготовления соединения, т.к. при обычно применяемом количестве полос катодного спуска - 70 штук, количество переходов при сварке будет составлять 14-70.

Наиболее близким техническим решением является соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера через биметаллические пластины, одна из двух частей которых выполнена из алюминия и соединена с гибким катодным спуском [Полезная модель 15341, С 25 С 3/16, БИПМ 28, 2000г. (прототип)].

Недостатком данного соединения является ограничение усилий сжатия в болтовом соединении, что приводит к потере плотного электрического контакта.

Изобретение направлено на уменьшение энергоемкости процесса получения алюминия путем уменьшения падения напряжения в контактных узлах катодной секции электролизера.

Техническим результатом изобретения является снижение электрических потерь в месте контакта соединения переходника с катодным стержнем и в месте соединения катодного спуска с переходником.

Указанный технический результат достигается тем, что в соединении шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера, содержащем гибкий катодный спуск в виде полос, жестко связанный с шиной и жестко соединенный разъемным соединением в виде крепежных элементов через биметаллические пластины с концом катодного стержня, поверхности которого обработаны под электрический контакт, новым является то, что биметаллическая пластина выполнена из стальной и медной частей, полосы катодного спуска соединены между собой и сваркой взрывом со стальной частью пластины для образования единого переходника в соединении катодного спуска с биметаллической пластиной. На стальной части биметаллической пластины выполнен скос, и полосы катодного спуска соединены со стальной частью пластины по прямой поверхности и по поверхности скоса.

На фиг. 1 представлено соединение, в котором биметаллическая пластина выполнена из стальной 1 и медной 2 частей, а полосы катодного спуска 3 сваркой взрывом соединены между собой и со стальной частью пластины, образуя единый переходник. Имеется шина 4, катодный стержень 5 и болтовое соединение 6.

На фиг.2 представлено соединение, при котором на стальной части 1 биметаллического переходника выполнен скос, и полосы катодного спуска 3 соединены со стальной частью пластины по прямой поверхности и по поверхности скоса.

Электрический ток от катодной ошиновки 4 поступает на катодный стержень 5 через единый переходник, состоящий из биметаллической сталь-медной пластины, к стальной части которой присоединены полосы катодного спуска сваркой взрывом. Единый переходник связан с катодным стержнем болтовым соединением, при этом нажимные плоскости болтового соединения контактируют со стальной поверхностью биметаллической пластины, что позволяет увеличивать усилия сжатия и таким образом повышать проводимость контакта переходник - катодный стержень.

Формула изобретения

1. Соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера, содержащее гибкий катодный спуск в виде полос, жестко связанный с шиной и жестко соединенный разъемным соединением в виде крепежных элементов через биметаллические пластины с концом катодного стержня, поверхности которого обработаны под электрический контакт, отличающееся тем, что биметаллическая пластина выполнена из стальной и медной частей, полосы катодного спуска соединены между собой и сваркой взрывом со стальной частью пластины для образования единого переходника в соединении катодного спуска с биметаллической пластиной.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на стальной части биметаллической пластины выполнен скос и полосы катодного спуска соединены со стальной частью пластины по прямой поверхности и поверхности скоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2