Система автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер

Авторы патента:

Сутурихин Сергей Федорович (RU)

Чичук Евгений Николаевич (RU)

Петров Александр Михайлович (RU)

Галиев Алексей Юрьевич (RU)

Нирконен Денис Иванович (RU)

Концур Константин Евгеньевич (RU)

Голоскин Евгений Степанович (RU)

C25C3/14 - устройства для подачи на корку или проламывания корок

Владельцы патента RU 2407826:

ЮНАЙТЕД КОМПАНИ РУСАЛ Ай Пи ЛИМИТЕД (CY)

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению алюминия на электролизерах с верхним токоподводом к самообжигающемуся аноду. Система автоматической подачи сырья (АПС) состоит из магистрального аэрожелоба, соединенного с узлом разгрузки прикорпусного силоса глинозема, раздающих аэрожелобов, обеспечивающих транспортировку сырья от магистрального аэрожелоба до бункера глинозема, установленного на катодном кожухе электролизера. В бункере глинозема расположен объемный дозатор клапанного типа, соединенный посредством подающей трубы с газосборным колоколом. Пробойник электролитной корки установлен на анодном кожухе электролизера. Магистральный и раздающие аэрожелоба выполнены из секции аэрожелобов, связанных между собой. Для подачи воздуха аэрожелоба оснащены дутьевыми комплексами, снабженными центробежным вентиляционным агрегатом и блоком управления транспортом сырья (БУТС), обеспечивающим контроль и управление давлением в дутьевой полости аэрожелобов для регулировки производительности транспортировки глинозема. Объемный дозатор фтористых солей соединен с газосборным колоколом подающей трубой. Обеспечивается автоматическая подача сырья в алюминиевые электролизеры, снижение затрат на транспортировку глинозема, повышение технологических и экологических показателей работы электролизера. 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано на электролизерах с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом для питания их глиноземом и фтористыми солями.

Известно устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер по патенту РФ №2239006, М.кл., C25C 3/14, опубл. 27.10.2004. Известное устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер состоит из бункера, прикрепленного к анодному кожуху электролизера, объемного дозатора клапанного типа, соединенного с бункером, и коаксиально размещенного относительно дозатора пробойника электролитной корки со штоком и приводом. Бункер прикреплен с зазором к анодному кожуху и снабжен коробом, прикрепленным к его нижней части и установленным с зазором к вертикально выполненной стенке газосборного колокола. Задняя стенка бункера снабжена защитным экраном. Дозатор выполнен в виде трубы с возможностью регулирования его объема сменными пластинами различной толщины, прикрепленными к ребрам, центрирующим шток относительно трубы. Дозатор имеет верхний и нижний клапаны. Внешняя кромка верхнего клапана дозатора выполнена со скосами сверху и снизу. Загрузочная горловина бункера снабжена сеткой в виде стакана, а боковые стороны от горловины выполнены наклонными. Короб выполнен в виде раструба.

Известное устройство принято в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.

Недостатками известного устройства являются:

- загрузка глинозема в бункер выполняется только обрабатывающей техникой.

- В бункере не предусмотрен сброс избыточного давления, что приводит к пылению глинозема при загрузке бункера.

- Пробойник электролитной корки со штоком и приводом размещен коаксиально относительно дозатора, что приводит к одновременному срабатыванию пробойника и дозатора. Тем самым исключается возможность раздельной работы пробойника и дозатора.

- Подача фторсолей производится обрабатывающей техникой непосредственно в бункер глинозема, что приводит к запозданию подачи фторсолей непосредственно в электролизер, тем самым невозможности эффективного управления технологическим процессом электролиза.

- Бункер глинозема непосредственно крепится на анодный кожух электролизера, что приводит к значительным нагрузкам на механизмы подъема анода и, как следствие, уменьшению ресурса их работы.

Задачей заявляемого изобретения является повышение технико-экономических и экологических показателей работы системы, исключение аварийной ситуации и снижение технологических нарушений процесса электролиза.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы системы автоматической подачи глинозема из прикорпусного силоса глинозема в электролизер без использования обрабатывающей техники, отдельная подача фторсолей в электролизер и раздельная установка пробойника и дозатора, позволяющая осуществлять раздельную подачу сырья в электролизер.

Технический результат достигается тем, что в системе автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом, включающий катодное устройство, самообжигающийся анод, помещенный в анодный кожух, и газосборный колокол, содержащей бункер для подачи сырья, соединенный с полостью газосборного колокола, объемный дозатор клапанного типа, соединенный с бункером для подачи сырья, и пробойник электролитной корки со штоком и приводом, согласно заявляемому изобретению бункер для подачи сырья закреплен на катодном кожухе катодного устройства и выполнен в виде не менее двух отдельных секций для подачи глинозема и фтористых солей с размещенными внутри секций объемными дозаторами клапанного типа, система содержит магистральный и раздающий аэрожелоба, выполненные в виде отдельных секций, соединенных с источником дутья, подключенных к блоку управления транспортом глинозема, при этом магистральный аэрожелоб одним концом соединен с узлом разгрузки глинозема из прикорпусного силоса, а другим - с раздающим аэрожелобом, соединенным с секцией бункера для подачи глинозема, кроме того, пробойник для пробития электролитной корки со штоком и приводом установлен на анодном кожухе, а газосборный колокол соединен с объемными дозаторами глинозема и фтористых солей подающей трубой.

Основными отличительными признаками заявляемого изобретения, обеспечивающими достижение поставленной задачи, являются следующие:

- система имеет в своем составе отдельные бункеры глинозема и бункер фторсолей, по которым подача глинозема и фторсолей в электролизер производится независимо и раздельно друг от друга;

- для обеспечения раздельной работы пробойников электролитной корки и дозаторов используются отдельно установленные в бункеры глинозема и фторсолей дозаторы с отдельным приводом и пробойники электролитной корки с приводом, установленные на анодный кожух электролизера, что позволяет повысить управляемость технологическим процессом электролиза;

- система автоматической подачи сырья снабжена магистральным и раздающим аэрожелобами, позволяющими осуществлять транспортировку глинозема от прикорпусного силоса до бункеров глинозема без использования обрабатывающей техники в автоматическом режиме. Узлы и соединительные элементы аэрожелобов являются герметичными, что исключает возможность пыления и просыпей глинозема;

- система автоматической подачи сырья совместно с дутьевыми комплексами аэрожелобов оснащена блоками управления транспортом сырья (БУТС), обеспечивающими возможности регулировки производительности транспортировки глинозема, а также контроля и управления давлением в аэрожелобах.

Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что данное предложение отвечает условию патентоспособности "новизна".

Предлагаемое техническое решение испытано в промышленных условиях, следовательно, можно сделать вывод о том, что оно отвечает условиям патентоспособности "промышленная применимость".

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид системы, на фиг.2 - вид спереди.

Система автоматической подачи сырья (АПС) содержит магистральный аэрожелоб (1) соединенный с узлом разгрузки (2) прикорпусного силоса глинозема (3). Раздающие аэрожелоба (4) обеспечивают транспортировку сырья от магистрального аэрожелоба (1) до бункера глинозема (5), установленного на стойке (6) на катодный кожух (7) электролизера. В бункере глинозема (5) установлен объемный дозатор клапанного типа (8). Пробойник электролитной корки (9) установлен на анодном кожухе (10) электролизера, соединенном с газосборным колоколом (11) электролизера. Соединение объемного дозатора (8) с газосборным колоколом (11) выполнено посредством подающей трубы (12). Для подачи воздуха магистральный (1) и раздающие (4) аэрожелоба оснащены дутьевыми комплексами (13), снабженными центробежным вентиляционным агрегатом (14). Дутьевые комплексы (13) подключены к блоку управления транспортом сырья (БУТС) (15), обеспечивающим контроль и управление давлением в аэрожелобах, для регулировки производительности транспортировки глинозема. Дополнительно система АПС оснащена бункером фторсолей (16) и объемным дозатором клапанного типа (17), соединенным с подающей трубой (12).

Заявляемая система работает следующим образом.

На каждом электролизере может быть установлено, например, четыре бункера глинозема (5) и один бункер фторсолей (16). При поступлении сигнала от блока управления транспортом сырья (15) включается узел разгрузки (2) прикорпусного силоса (3). Глинозем из прикорпусного силоса (3) поступает в магистральный аэрожелоб (1), состоящий из самостоятельно функционирующих секций, оснащенных дутьевыми комплексами (13). Одновременно включается дутьевой комплекс (13) первой секции раздающих аэрожелобов (4). Глинозем движется по раздающему аэрожелобу (4) и заполняет бункеры глинозема (5). В процессе заполнения бункеров глиноземом возрастает давление в раздающем аэрожелобе (4). Блок управления транспортом сырья (15) регистрирует повышение давления воздуха и производит отключение дутьевого комплекса (13) раздающих аэрожелобов (4). Одновременно происходит включение дутьевого комплекса второй секции раздающих аэрожелобов (4). Процесс заполнения бункеров глинозема (5) электролизеров и сопутствующее ему повышение давления во второй секции раздающего аэрожелоба (4) протекает аналогично. Таким образом, последовательно включаются в работу третья, четвертая и т.д. до последней секции раздающего аэрожелоба (4). Заполнение последних бункеров глинозема (5) и соответствующее повышение давления в последней секции раздающего аэрожелоба (4) используется как сигнал об окончании процесса загрузки глинозема. После этого система выключается. В дальнейшем глинозем из бункера глинозема (5) при поступлении сигнала на объемный дозатор клапанного типа поступает по подающей трубе (12) в секцию газосборного колокола (11) и далее в пробитую пробойником электролитной корки (9) лунку корки электролита. Подача фторсолей в электролизер из бункера фторсолей (16), загружаемого обрабатывающей техникой, происходит аналогично подачи глинозема из бункера глинозема (5).

Система автоматической подачи сырья в электролизер, содержащая магистральный аэрожелоб, соединенный с прикорпусным силосом глинозема, раздающие аэрожелоба, обеспечивающие транспортировку сырья от магистрального аэрожелоба до бункера глинозема, установленного на опорной стойке на катодный кожух электролизера, пробойник электролитной корки, установленный на анодный кожух электролизера и соединенный для подачи глинозема с объемным дозатором с помощью подающей трубы, обеспечивает подачу глинозема в автоматическом режиме от прикорпусного силоса глинозема в электролизер без использования для транспортировки глинозема обрабатывающей техники.

Промышленные испытания предложенной конструкции показали достаточно высокую надежность работы системы автоматической подачи сырья в электролизеры с самобжигающимся анодом, а также отсутствие пыления и потерь сырья при подаче от прикорпусного силоса в электролизер, улучшая технологические и экологические показатели работы электролизера.

Система автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом, включающий катодное устройство, самообжигающийся анод, помещенный в анодный кожух, и газосборный колокол, содержащая бункер для подачи сырья, соединенный с полостью газосборного колокола, объемный дозатор клапанного типа, соединенный с бункером для подачи сырья и пробойник электролитной корки со штоком и приводом, отличающаяся тем, что бункер для подачи сырья закреплен на катодном кожухе катодного устройства и выполнен в виде не менее двух отдельных секций для подачи глинозема и фтористых солей с размещенными внутри секций объемными дозаторами клапанного типа, система содержит магистральный и раздающий аэрожелоба, выполненные в виде отдельных секций, соединенные с источником дутья, подключенным к блоку управления транспортом глинозема, при этом магистральный аэрожелоб одним концом соединен с узлом разгрузки глинозема из прикорпусного силоса, а другим - с раздающим аэрожелобом, соединенным с секцией бункера для подачи глинозема, пробойник для пробивки электролитной корки со штоком и приводом установлен на анодном кожухе, а газосборный колокол соединен с объемными дозаторами глинозема и фтористых солей подающей трубой.

Изобретение относится к области автоматического управления технологическим процессом производства алюминия и может быть использовано в системах автоматического питания глиноземом (АПГ) электролизных ванн при электролитическом производстве алюминия.

Устройство управления ходом пробойника в системе питания электролизера для получения алюминия // 2378418

Изобретение относится к устройству управления ходом пробойника системы питания электролизера для получения алюминия с расплавом электролита, покрытым коркой. .

Компактный обслуживающий модуль, предназначенный для заводов по производству алюминия электролизом // 2377343

Устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер с обожженными анодами // 2375505

Изобретение относится к получению алюминия на электролизерах с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом. .

Система соединения двух валов в поступательном движении // 2357112

Изобретение относится к системе механического и электрического соединения между концами двух по существу коаксиальных валов, к оборудованию электролизера для электролизного производства алюминия и к устройству пробивания и измерения.

Устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер // 2354755

Изобретение относится к устройству для питания алюминиевых электролизеров глиноземом. .

Способ и система управления добавлениями порошкообразных материалов в ванну электролизера, предназначенного для получения алюминия // 2347014

Изобретение относится к способу управления подачей порошкообразных материалов в электролизер для получения алюминия электролизом в расплавленных солях, оборудованный, по меньшей мере, одним дозатором порошкообразных материалов и, по меньшей мере, одним пробойником с приводом, и системе для его осуществления.

Устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер // 2343229

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройству для подачи сыпучих грузов в электролизер с верхним токоподводом к самообжигающемуся аноду. .

Способ питания алюминиевых электролизеров // 2332527

Изобретение относится к способу питания алюминиевых электролизеров глиноземом и фторидом алюминия. .

Устройство для разрушения корки электролита в электролизерах для получения алюминия // 2323274

Изобретение относится к средствам механизации электролитического производства алюминия, в частности к устройству для разрушения корки электролита в электролизерах для производства алюминия.

Устройство для пробивания корки, предназначенное для пробивания корки, образовавшейся на поверхности ванны жидкого металла // 2413798

Изобретение относится к металлургии

Способ управления алюминиевым электролизером // 2425180

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия на электролизерах с предварительно обожженным анодом, и может быть применено для управления пневматическим цилиндром пробойника системы автоматической подачи глинозема в расплавленный электролит

Электролизер для получения алюминия // 2444581

Изобретение относится к устройству пробойника-дозатора системы автоматического питания сырьем алюминиевого электролизера

Дозатор для питания алюминиевого электролизера сыпучими реагентами // 2479676

Изобретение относится к дозатору для питания алюминиевого электролизера сыпучими реагентами

Система автоматической подачи сырья в электролизеры с самообжигающимися анодами // 2506350

Изобретение относится к автоматической подаче сырья в электролизеры для получения алюминия с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом для питания их глиноземом и фтористыми солями. Система содержит магистральный аэрожелоб, соединенный одним концом с узлом разгрузки глинозема из прикорпусного силоса, а другим - с раздающим аэрожелобом, соединенным с бункером модуля автоматической подачи глинозема АПГ, пробойник модуля АПГ со штоком и приводом, бункер модуля автоматической подачи фторсолей АПФ, систему воздухоснабжения. Бункеры модуля АПГ установлены на стойках анодной ошиновки, наклонная часть бункера модуля АПГ защищена футеровочным материалом с коэффициентом трения, меньшим коэффициента трения глинозема, а пробойник модуля АПГ оснащен двумя ступенями электроизоляции. В систему воздухоснабжения входят радиальные вентиляторы высокого давления, механические задвижки и коллектор, спутниковый трубопровод и датчик давления. Бункер модуля автоматической подачи фторсолей АПФ установлен на анодном кожухе. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы, снижение количества использованного оборудования, снижение затрат на изготовление, монтаж и обслуживание системы. 2 ил.

Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер // 2548354

Изобретение относится к устройствам для подачи сырья, в частности глинозема, фторида алюминия, дробленого электролита, в алюминиевый электролизер. Устройство содержит бункер дозируемого материала, дозировочную камеру с установленным штоком и пневмоцилиндром. На штоке жестко закреплен в верхней части клапан. На конце штока закреплен запорный элемент, состоящий из конусного клапана, поршня и конической крышки. В верхней части дозировочной камеры выше основания бункера расположены по периметру загрузочные окна. Верхние границы загрузочных окон расположены выше верхнего положения клапана, чтобы при подъеме штока клапан ворошил сырьевой материал. Расстояние от основания конусного клапана запорного элемента до нижнего среза дозировочной камеры - не менее расстояния от нижней поверхности клапана до нижней границы загрузочных окон. Коническая крышка в составе нижнего запорного устройства жестко установлена на штоке. При движении штока вверх центрирование крышки нижнего запорного элемента, установленного на штоке, обеспечивается конусным клапаном и поршнем. Дозируемый сыпучий материал загружается в дозировочную камеру только при закрытом нижним запорным элементом выпускном отверстии дозатора, а выгрузка из дозировочной камеры осуществляется только при закрытом верхнем клапане. Обеспечивается стабильность дозы сырья, подающегося в электролизер. 2 ил.

Устройство для пробивки корки // 2556160

Изобретение относится к устройству для пробивки корки на расплаве металла. Устройство содержит пневмоцилиндр, имеющий корпус, поршень, установленный с возможностью осевого перемещения внутри корпуса, и шток, закрепленный на поршне и выведенный через отверстие в корпусе с возможностью перемещения штока между крайним выдвинутым и крайним втянутым положениями при осевом перемещении поршня, электронный блок управления и клапанную систему, управляемую электронным блоком управления и связанную рабочими линиями с подпоршневой камерой и надпоршневой камерой, находящимися в корпусе пневмоцилиндра, по меньшей мере одну металлическую пластину, неподвижно установленную внутри корпуса пневмоцилиндра и определяющую крайнее положение поршня или штока, причем металлическая пластина и поршень электрически связаны с блоком управления таким образом, что контакт поршня с металлической пластиной вызывает замыкание электрической цепи, сигнализирующей блоку о достижении поршнем и штоком поршня крайнего положения. Обеспечивается возможность простыми средствами надежно и точно сигнализировать о достижении поршнем крайнего положения. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система автоматической подачи сырья в электролизеры с самообжигающимися анодами // 2561940

Изобретение относится к системе автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом. Система содержит магистральный аэрожелоб, бункер модуля АПГ, систему воздухоснабжения, содержащую радиальные вентиляторы высокого давления, задвижки, коллектор спутникового трубопровода. Подача глинозема в бункеры модуля АПГ осуществляется с помощью раздающей аэрационной трубы, выполненной из высокопрочного материала с герметично установленными разгрузочными патрубками и состоящей из аэрирующей трубы, разгонной секции и транспортирующей секции или секций, а нагнетание воздуха через спутниковый трубопровод в дутьевые полости магистрального аэрожелоба и аэрирующей трубы осуществляется системой воздухоснабжения, содержащей по крайней мере два вентилятора высокого давления, а коллектор спутникового трубопровода снабжен поворотными автоматически управляемыми задвижками. Обеспечивается повышение надежности автоматической подачи и отсутствие пыления и потерь сырья. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для дозированной подачи сырья в алюминиевый электролизер (варианты) // 2566118

Изобретение относится к устройству для подачи сырья в алюминиевый электролизер и может быть использовано для подачи глинозема, фторида алюминия, дробленого электролита в алюминиевый электролизер. Устройство содержит бункер дозируемого материала, дозировочную камеру с загрузочными окнами, расположенными по периметру в верхней части дозировочной камеры выше основания бункера, шток с пневмоприводом, жестко закрепленный на штоке в верхней части дозировочной камеры верхний запорный элемент, расположенный в верхнем положении штока между нижним и верхним срезами загрузочных окон, и нижний запорный элемент, закрепленный на конце штока, расположенный в верхней части дозировочной камеры над верхним запорным элементом, по меньшей мере, один челночный клапан. Челночный клапан жестко закреплен на штоке таким образом, что верхняя кромка челночного клапана в исходном положении штока находится ниже верхнего среза загрузочных окон. По второму варианту внутри бункера выше верхнего запорного элемента установлены не менее чем одно закрепленное в верхней части дозировочной камеры круговое ребро, закрепленные на стенках бункера по меньшей мере одно ребро и не менее чем одна поперечная перегородка с возможностью прохода материала через зазоры между кромками перегородки и стенками бункера и дозировочной камеры. Обеспечивается повышение стабильности дозы сырья, улучшение технологических показателей работы электролизера. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Рабочий орган машины для пробивки корки алюминиевого электролизера // 2596550

Изобретение относится к рабочему органу машины для пробивки корки электролита в электролизере для производства алюминия. Рабочий орган содержит кривошипно-шатунный механизм пробивки корки с пробойником, закрепленный на стреле, коленчатый вал и механизм отклонения пробойника. Гидромотор соединен с консолью коленчатого вала посредством муфты с эластичным элементом. Пробойник закреплен на наконечнике ползуна механизма пробивки корки с возможностью разъема посредством байонетного прижима. Упругие элементы выполнены в виде пружин растяжения, закрепленных одним концом в отверстиях, выполненных на противоположных сторонах поворотной головки, и другим концом закрепленных на кронштейне стрелы. Механизм отклонения пробойника выполнен в виде двустороннего пружинного демпфера. Коленчатый вал установлен в подшипниках качения. Узел подачи смазки установлен на оси привода коленчатого вала. Обеспечивается мягкая подвеска механизма пробивки корки, снижение передачи динамических нагрузок на машину и уменьшение вибрации. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.