Кронштейн анододержателя



Кронштейн анододержателя
Кронштейн анододержателя
Кронштейн анододержателя
Кронштейн анододержателя

 


Владельцы патента RU 2535438:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Изобретение относится к кронштейну анододержателя алюминиевых электролизеров при производстве алюминия. В кронштейне анододержателя, содержащем траверсу с площадкой для крепления биметаллического переходника, ветви и ниппели, траверса выполнена в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды и имеет отверстие в центральной части, при этом углы при основании траверсы и ветвей составляют не менее 45°. Ветви в поперечном сечении могут быть выполнены треугольной формы, в форме трапеции или овала. Обеспечивается возможность снизить накопление сырья на поверхностях элементов кронштейна и уменьшить площади прямого контакта кронштейна с биметаллическим переходником. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в конструкциях алюминиевых электролизеров при производстве алюминия.

Известен кронштейн анододержателя, содержащий горизонтальную балку с прикрепленной к ней штангой и ниппели. В поперечном сечении горизонтальная балка имеет форму прямоугольника со скругленными радиально углами и радиально переходит в ниппель под углом 60° (патент RU №2210634, C25C 3/12, опубл. 20.08.2003).

Наиболее близким к заявленной конструкции является кронштейн анододержателя для анодов электролизера для получения алюминия, выполненный из стального литья или путем сварки отдельных элементов из стального проката и, состоящий из траверсы с площадкой под биметалл, ветвей с круглым, прямоугольным или Т-образным сечением, цилиндрическими ниппелями с однорядным или двухрядным их расположением. Кронштейн анододержателя ниппелями устанавливается в отверстия углеродных анодов (электродов) и закрепляется. Биметаллический сталь-алюминиевый переходник устанавливается на площадку его траверсы и обваривается сваркой по периметру прилегания (Э.Я. Янко, «Аноды алюминиевых электролизеров». Москва. Издательский дом «Руда и металлы», 2001, стр. 493-496).

Недостатком аналога и прототипа является то, что в процессе эксплуатации электролизера углеродная часть анодов укрывается сырьем до 80-100 мм от окисления. При этом элементы кронштейна анододержателя, особенно с двухрядными ниппелями, покрываются слоем сырья местами до 50 мм. Кроме того, накопление пылевидной фракции сырья на элементах кронштейна происходит и из-за работы автоматической системы подачи сырья. Учитывая, что сырье (глинозем) является хорошим теплоизолятором, даже незначительное его количество на кронштейне анододержателя ведет к снижению теплопередачи через его поверхность. По мере расхода углеродной части анода (сгорания) из-за приближения к электролиту, температура кронштейна увеличивается. При этом дополнительное утепление сырьем способствует разогреву (перегреву) площадки для крепления биметаллического переходника до критичных для сталь-алюминиевых биметаллических переходников, при которых происходит снижение на 50-70% несущей способности. Аноды современных электролизеров обладают массой около 3 тонн, поэтому столь значительная потеря несущей способности ведет к разрушению биметаллического переходника и падению анода с кронштейном на подину электролизера и, как следствие, к нарушению технологии.

Задачей предложенного изобретения является снижение возможности увеличения температуры траверсы кронштейна в процессе эксплуатации, которое ведет к разрушению биметаллического проводника и нарушению технологического процесса производства алюминия.

Техническим результатом является снижение возможности накопления сырья на поверхностях элементов кронштейна, уменьшения площади прямого контакта кронштейна с биметаллическим переходником.

Технический результат достигается тем, что в кронштейне анододержателя, включающем траверсу с площадкой для крепления биметаллического переходника, ветви и ниппели, траверса выполнена в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды и снабжена отверстием в центральной части, при этом углы при основании траверсы и ветвей составляют не менее 45°.

Ветви в поперечном сечении могут быть выполнены треугольной формы, в форме трапеции или овала.

Выполнение траверсы кронштейна анододержателя в виде усеченного конуса или пирамиды, с углами при основании не менее 45°, снижает возможность накопления сырья на их боковых поверхностях. Тем самым исключается вероятность увеличения температуры траверсы за счет дополнительного утепления. Выполнение отверстия в траверсе под площадкой для крепления биметаллического переходника, ведет к уменьшению площади, передающей тепло биметаллическому переходнику путем прямого контакта, увеличивается поверхность теплоотдачи (охлаждения). Выполнение ветвей кронштейна анододержателя, передающих тепло траверсе, в сечении в виде треугольника или трапеции с углами при основании не менее 45° или овала с радиальными углами и с криволинейными сторонами исключает возможность значительного накопления сырья и дополнительного нагрева траверсы. Исключение возможности дополнительного нагрева кронштейна анододержателя из-за значительного накопления сырья на его элементах и увеличения поверхности охлаждения траверсы в месте крепления биметаллического переходника, снижают вероятность увеличения температуры и выхода из строя биметаллического переходника.

На фигуре 1 показан кронштейн анододержателя, на фигуре 2 - траверса в разрезе, на фигурах 3 и 4 - варианты выполнения сечения ветвей траверсы.

Кронштейн анододержателя состоит из траверсы 1 в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды, в верхней части которой выполнена площадка 2 под биметалл с отверстием 3 в средней части, ветвей 4 и ниппелей 5.

Кронштейн анододержателя может быть изготовлен как методом сварки отдельных элементов, так цельнолитым. Траверса 1 выполняется в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды с величиной углов при основании не менее 45°. В средней части площадки под биметалл 2, траверса 1 снабжена отверстием 3, которое может быть выполнено как механически, так и при литье. Ветви 4 кронштейна анододержателя выполняются в сечении треугольной формы, в форме трапеции или в форме овала, с углами при основании не менее 45°.

При выполнении вершин углов сечения ветвей с радиусом, а боковых поверхностей криволинейными сопряженными с радиусами вершин углов (литой вариант), сечение приобретает форму овала. При сварном варианте ветви 4 привариваются к траверсе, при литом варианте - отливаются совместно с траверсой. Ниппели, имеющие цилиндрическую форму, выполнены заодно с ветвями - литой вариант, могут быть и приваренными к ветвям - сварной вариант.

Выполнение траверсы в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды с углом при основании не менее 45° и поперечного сечения ветвей с углами при основаниях не менее 45° обусловлено сыпучестью сырья. Каждый сыпучий материал имеет предельные значения угла естественного откоса. Глинозем является основным сырьем для получения алюминия и в зависимости от состояния (влажность, фракционный состав, примеси) его угол меняется в широком диапазоне. Выполнение поперечного сечения ветвей с углами при основании менее 45° ведет к увеличению их размеров в горизонтальной плоскости, тем самым увеличивается возможность накопления сырья на их поверхностях. Отверстие в траверсе увеличивает поверхность охлаждения траверсы и уменьшает площадь прямого контакта с биметаллическим переходником.

При эксплуатации электролизера углеродный анод, с целью снижения окисления и потерь тепла, укрывается сырьем. Сырье, попадая на кронштейн анододержателя, ссыпается с его элементов, не происходит его накопления. При выполнении отверстия в центральной части траверсы, уменьшается площадь прямого контакта с биметаллическим переходником, снижается до 5% масса траверсы. Снижение возможности дополнительного нагрева из-за сырья, увеличение поверхности охлаждения траверсы и уменьшение площади прямого контакта снижает вероятность увеличения температуры в биметаллическом переходнике до разрушения и нарушение технологии электролиза из-за его разрушения.

В настоящее время опытные кронштейны анододержателей проходят испытания на действующих электролизерах высокой мощности.

1. Кронштейн анододержателя, содержащий траверсу с площадкой для крепления биметаллического переходника, ветви и ниппели, отличающийся тем, что траверса выполнена в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды и имеет отверстие в центральной части, при этом углы при основании траверсы и ветвей составляют не менее 45°.

2. Кронштейн по п.1, отличающийся тем, что ветви в поперечном сечении имеют треугольную форму или форму трапеции или овала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов. Способ включает направление оксида углерода в виде СО под подошву анода через выполненные в аноде каналы под давлением 1,1-1,2 атм с расходом около 1000-1050 м3 СО на тонну алюминия, причем СО получают из образующихся при электролизе отходящих газов после их газоочистки, фторирования и отмывки от СО2.
Изобретение относится к обслуживанию анода электролизеров с верхним токоподводом, а именно к способу формирования вторичного самообжигающегося анода. Способ включает загрузку анодной массы, перестановку штырей, формирование вторичного анода путем загрузки дозированного количества подштыревой массы в лунку при перестановке штырей, поддержание заданных значений плотности тока и уровня электролита, прорезку периферии анода и уплотнение верхнего слоя анодной массы, при этом прорезку периферии анода осуществляют совместно с уплотнением верхнего слоя анодной массы и обработкой ультразвуком в течение 5-10 мин, частота которого составляет f=18-35 кГц.

Изобретение относится к электрохимическому способу получения металлов, за исключением щелочных и щелочно-земельных, и/или сплавов металлов. Способ включает восстановление металлов и/или сплавов в кальцийсодержащем оксидно-галогенидном расплаве из соединений получаемых металлов и/или из смесей соединений металлов получаемых сплавов.

Изобретение относится к способу электролитического получения металлов. .

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано в технологии переработки отходов легкоплавких сплавов. .

Изобретение относится к способу получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия. .

Изобретение относится к способу получения тугоплавких металлов из рудных концентратов, включающему наведение шлаковой ванны в кристаллизаторе, проведение восстановления в шлаковом расплаве пропусканием электрического тока.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к оборудованию для переплавки цветных металлов. .
Изобретение относится к получению сплавов благородных металлов, в частности к способу получения сплавов иридий-платина. .
Изобретение относится к холоднонабивной подовой массе для футеровки подины алюминиевого электролизера. Холоднонабивная подовая масса содержит электрокальцинированный антрацит, пластификатор и жидкое углеродное связующее, включающее каменноугольный пек, поглотительное масло и карбонат лития в качестве модифицирующей добавки. Обеспечивается повышение эксплуатационных свойств и стойкости катодного устройства, увеличение срока службы электролизера и его производительности и улучшение сортности получаемого алюминия при снижении удельного расхода электроэнергии за счет снижения электрического сопротивления в межблочном пространстве катодной футеровки. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к составу электролита для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Электролит содержит, мас.%: фторид натрия 26-43, фторид калия - до 12, фторид лития - до 5, фторид кальция 2-6, глинозем 2-6, фторид алюминия и примеси - остальное. Обеспечивается повышение растворимости глинозема в электролите при температуре 830-930°С, при этом не разрушаются углеродные и инертные электродные материалы и не требуется применение специальных методов очистки алюминия от компонентов расплава. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к элементу конструкции укрытия пространства над расплавом электролизера для производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов. В укрытии электролизера для производства алюминия, контактирующем с парогазовой фазой в процессе работы электролизера, содержащем центральные и периферийные секции, установленные с возможностью перемещения относительно друг друга, центральные и периферийные секции выполнены из коррозионностойкого и эрозионностойкого материала, содержащего 80,0-99,0 мас.% фторфлогопита и 20,0-1,0 мас.% огнеупорного наполнителя. Центральные секции укрытия жестко закреплены на каждой анодной штанге, а периферийные секции выполнены в виде выпуклых створок, жестко закрепленных на верхней поверхности катода с возможностью съема и опирающихся на центральную секцию укрытия. В качестве огнеупорного наполнителя использованы следующие химические соединения: глина, фторид кальция, рутил, алюмосиликат натрия, фторапофилит, нефилин, оливин, фторид магния, шпинель. На торцевой и боковые стыки центральных и периферийных укрытий нанесен слой герметика в виде слоя глинозема, кроме этого на центральной секции укрытия могут быть выполнены отверстия. Обеспечивается герметичность укрытия, надежность и безопасность конструкции, снижение энергозатрат. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх