Токоподвод к электродам электролизера для получения магния

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству магния электролизом расплавленных хлоридов металлов. Техническим результатом является облегчение обслуживания электролизеров как при монтаже, так и при эксплуатации токоподводящей части электролизера, это позволит улучшить контакт между участками токоподвода, повысить надежность конструкции, снизить капитальные затраты. Токоподвод к электродам электролизера для получения магния включает монолитные участки, присоединенные к магистральному шинопроводу и к электроду. Новым является то, что токоподвод выполнен из двух монолитных участков и одного участка из наборного пакета пластин, участки жестко соединены между собой полуавтоматической дуговой сваркой. Площади поперечного сечения монолитного и наборного участков равны, при этом монолитные участки выполнены прямоугольной формы, а наборный участок - в виде параллелограмма. Наборный участок размещен между монолитными участками. Кроме того, угол наклона боковых сторон параллелограмма наборной части выполнен под углом 20-40°. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству магния электролизом расплавленных хлоридов металлов.

Известен токоподвод к электродам электролизера для получения магния (кн. Электролитическое производство магния. - Г.С.Смаглин. - Изд. Металлургия, M. 1965, стр.97-100), включающий пакет из алюминиевых шин сечением 29×250, 35×310 или 50×350 мм. Шины прямоугольного сечения стянуты по длине в определенных местах в пакеты и расстояние между шинами в пакете приблизительно равно толщине шины.

Недостатком такого токоподвода является то, что подсоединение его к электродам и к магистральному шинопроводу требует больших трудозатрат, так как приваривать необходимо каждую пластину, которая в процессе сварки деформируется и образует плохой электроконтакт.

Известен токоподвод к электродам электролизера для получения магния (А.с. СССР № 461153, опубл. 25.02.1975, бюл.7), включающий шины прямоугольного сечения, стянутые по длине в определенных местах в пакеты, и расстояние между шинами в пакете приблизительно равно толщине шины. Пространство между шинами заполнено металлом с электропроводностью, близкой к электропроводности металла шин, например алюминия.

Недостатком такого токоподвода является то, что подсоединение его к электродам и к магистральному шинопроводу требует больших трудозатрат, так как приваривать необходимо каждую пластину, которая в процессе сварки деформируется и образует плохой электроконтакт. Кроме того, заполнение металлом пространства между шинами также требует больших трудозатрат.

Известен токоподвод к электродам электролизера для получения магния (кн. Производство магния электролизом. - Иванов А.И., Криворученко В.В., Ильичев В.А. - М. Металлургиздат, 1962. - стр.132-133), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и состоящий из двух металлических монолитных участков, жестко соединенных между собой сваркой или стяжными плитами на болтах. Один участок присоединен к шинопроводу (анодному и катодному), выполненному из пакета алюминиевых пластин, а другой участок присоединен к ошиновке электродов (анодов и катодов).

Недостатком такого токоподвода является сложность обслуживания при монтаже токоподвода, большие трудозатраты при установке токоподвода между шинопроводом и ошиновкой электродов, сложное конструктивное оформление.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет облегчить обслуживание электролизеров как при монтаже, так и при эксплуатации токоподводящей части электролизера, это позволит улучшить контакт между участками токоподвода, повысить надежность конструкции, снизить капитальные затраты.

Технический результат достигается тем, что предложен токоподвод к электродам электролизера для получения магния, выполненный из двух монолитных участков, присоединенных к магистральному шинопроводу и к электроду, новым является то, что токоподвод выполнен из двух монолитных участков, жестко соединенных полуавтоматической дуговой сваркой с одним наборным участком из пакета пластин, размещенным между монолитными участками, при этом площади поперечного сечения монолитного и наборного участков равны и монолитные участки выполнены прямоугольной формы, а наборный участок - в виде параллелограмма. Кроме того, угол наклона боковых сторон параллелограмма наборного участка выполнен под углом 20-40°.

Токоподвод, выполненный из двух монолитных участков и одного наборного участка, позволяет повысить надежность установки и крепления за счет наличия наборного участка между монолитными участками, который является гибким и более надежным. Кроме того, наборный участок позволяет устанавливать токоподвод без затруднений при монтаже и в процессе эксплуатации электролизера быстро и удобно устранять неполадки в контактах.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном токоподводе к электродам электролизера для получения магния, изложенных в пунктах формулы изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не было обнаружено новых источников и заявленные объекты не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень"

На чертеже показан токоподвод к электродам электролизера для получения магния, состоящий из монолитных участков 1 и 2, наборного участка 3, выполненный из алюминиевых пластин 4 в виде параллелограмма, угол наклона боковых сторон которого равен 20-40°, участки жестко соединены между собой сварным швом 5 полуавтоматической дуговой сваркой, монолитный участок 1 присоединен к магистральному шинопроводу 6, а монолитный участок 2 - к электроду 7.

Токоподвод работает следующим образом.

На отдельном стенде готовят токоподвод, для чего между двух алюминиевых монолитных участков 1 и 2 прямоугольной формы толщиной, например, 29 мм размещают наборный участок 3, выполненный в виде параллелограмма с наклоном боковых сторон под углом 20-40° из набора алюминиевых пластин 4 толщиной 1 мм каждая (всего 29 пластин) и жестко соединяют между собой сварным швом 5 полуавтоматической дуговой сваркой. Готовый токоподвод монолитным участком 2 приваривают к электроду 7 (к металлической ошиновке анода и катода), другим монолитным участком 1 присоединяют болтовым соединением к шинопроводу 6.

Через шинопровод 6 и токоподвод, выполненный в виде монолитных участков 1 и 2 и наборного участка 3 из пластин 4, подводят от подстанции постоянный электрический ток, например, 120 кА к анодам и катодам. В электролизер загружают электролит и хлормагниевое сырье - расплавленный карналлит при температуре 700±20°С при содержании хлорида магния не менее 51,5%. В процессе электролиза происходит электролитическое разложение хлорида магния на магний и хлор. Магний выводят в сборные ячейки и вакуум-ковшом извлекают из электролизера, а хлор по хлоропроводу удаляют из электролитических отделений и направляют потребителю. В процессе электролиза содержание хлорида магния уменьшается до 4-6%, отработанный электролит периодически извлекают из электролизера и подгружают новую порцию хлормагниевого сырья (по графику).

Таким образом, предложенная конструкция токоподвода позволяет облегчить обслуживание электролизеров как при монтаже, так и при эксплуатации токоподводящей части электролизера, это позволит улучшить контакт между участками токоподвода, повысить надежность конструкции, снизить капитальные затраты.

1. Токоподвод к электродам электролизера для получения магния, выполненный из двух монолитных участков, присоединенных к магистральному шинопроводу и к электроду, отличающийся тем, что токоподвод выполнен из двух монолитных участков, жестко соединенных полуавтоматической дуговой сваркой с одним наборным участком из пакета пластин, размещенным между монолитными участками, при этом площади поперечного сечения монолитного и наборного участков равны и монолитные участки выполнены прямоугольной формы, а наборный участок - в виде параллелограмма.

2. Токоподвод по п.1, отличающийся тем, что угол наклона боковых сторон параллелограмма наборного участка выполнен под углом 20-40°.