Токоподвод обожженного анода алюминиевого электролизера

Изобретение относится к токоподводу обожженного анода алюминиевого электролизера. Токоподвод содержит токоподводящую штангу, траверсу, удерживающую токоподводящие ниппели, обеспечивающую распределение электрического тока между ними, при этом токоподводящие ниппели выполнены в виде горизонтальных металлических пластин, размещенных в пазах в верхней части угольного блока, причем длина ниппеля составляет 0,6÷0,8 ширины угольного блока, ширина ниппеля составляет 0,1÷0,15 длины угольного блока, а общая высота ниппеля составляет 0,25÷0,3 высоты угольного блока, а высота участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, составляет 0,5÷0,7 высоты ниппеля. Обеспечивается снижение электрического сопротивления контакта ниппель - анод за счет увеличения площади электрического контакта между анододержателем и телом анода. 2 ил.

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом, и может быть использовано в промышленных электролизерах.

Известно устройство для подвода тока к обожженному аноду алюминиевого электролизера (А.с. СССР №412292 от 28.04.1972, опубл. 25.01.1974), в котором металлический ниппель в своей нижней части выполнен в виде усеченного конуса и снабжен вертикальными компенсационными прорезями, причем конусная часть металлического ниппеля закреплена в теле анода при его прессовании.

Недостатками известного устройства являются: малая площадь контакта угольной части анода с металлическим ниппелем и связанный с этим рост сопротивления последнего.

Известен анодный токоподвод для алюминиевого электролизера (А.с. №537130, от 10.02.1975, опубл. 20.11.1976), имеющий стержень, выполненный из алюминиевого порошка или пудры и снабженный токоотводами, расположенными под углом к оси токоподвода.

Недостатки известного токоподвода: сложность устройства разветвленного токоподвода в сформированном угольном блоке, уменьшение площади контакта токоподвода и угольного блока по мере сгорания последнего и связанный с этим рост сопротивления контакта «ниппель - анод».

Целью настоящего изобретения является снижение электрического сопротивления контакта «ниппель - анод», за счет увеличения площади электрического контакта между анододержателем и телом анода.

Поставленная цель достигается тем, что токоподводящие ниппели выполнены в виде горизонтальных металлических пластин, размещенных в пазах в верхней части угольного блока, при этом длина ниппеля b1 составляет 0,6÷0,8 ширины В угольного блока, ширина ниппеля b2 составляет 0,1÷0,15 длины L угольного блока, а общая высота ниппеля h1 составляет 0,25÷0,3 высоты угольного блока Н, при этом высота h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, составляет 0,5÷0,7 высоты ниппеля h1.

Количество ниппелей, зависит от габаритов угольных блоков, эксплуатируемых в электролизерах различной силы тока, от 120 до 520 кА.

Выполнение ниппелей в виде пластин обусловлено необходимостью увеличения площади контакта «ниппель - угольный блок», снижения электрического сопротивления и плотности тока в данном узле. Например, площадь контакта круглого ниппеля диаметром 140-180 мм, при погружении в угольный блок на глубину 100-130 мм, составляет около 440-740 см2. Площадь контакта металлической пластины шириной 140-180 мм и длиной 400÷600 мм, при погружении в угольный блок на глубину 80÷100 мм, составляет от 860 до 1560 см2. Таким образом, применение пластин обеспечивает увеличение площади контакта в 2÷2,2 раза и более.

Отношение длины ниппеля b1 к ширине угольного блока в пределах (0,6÷0,8):1 выбрано из следующих соображений. Увеличение длины ниппеля выше указанных пределов создает риск их окисления под воздействием электролита по мере сгорания угольного блока и увеличения поступления железа в электролит. Воздействие электролита ускоряет износ ниппеля и снижает качество производимого алюминия. Уменьшение длины ниппеля ниже указанных пределов снизит площадь контакта «ниппель - угольный блок» и увеличит электрическое сопротивление и плотность тока в этом узле.

Отношение ширины ниппеля b2 к длине угольного блока L в пределах (0,1÷0,15):1 обусловлено стремлением обеспечить достаточную площадь контакта «ниппель - угольный блок», а также зазор между пазами в угольном блоке, достаточный для сохранения прочностных характеристик последнего. Увеличение ширины ниппеля выше указанных пределов уменьшит зазоры между смежными пазами, следовательно, ослабит прочность угольного блока. Уменьшение ширины ниппеля менее указанных пределов сократит площадь контакта «ниппель - угольный блок».

Отношение общей высоты ниппеля h1 к высоте Н угольного блока в пределах (0,25÷0,3):1 и отношение высоты h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, к общей высоте ниппеля h1 в пределах (0,5÷0,7):1, обосновывается необходимостью увеличения цикла замены анода, снижения массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера и обеспечения отвода тепла от угольного блока в количестве, обеспечивающем стабильный тепловой баланс электролизера. Увеличение общей высоты ниппеля h1 выше указанных пределов вызовет необходимость более глубокого его погружения в угольный блок, что приведет к более частой замене анодов, по мере сгорания угольного блока до ниппеля, а также увеличит массу анодного огарка, извлекаемого из электролизера. Уменьшение общей высоты ниппеля h1 ниже указанных пределов снизит площадь его контакта с угольным блоком и приведет к увеличению электрического сопротивления и плотности тока в узле «ниппель - угольный блок». Увеличение высоты h2 ниппеля, не погруженного в угольный блок, выше указанных пределов увеличит массу ниппеля и интенсифицирует отвод тепла от электролита до уровня, способного нарушить тепловой баланс электролизера. Уменьшение высоты h2 участка ниппеля, не погруженного в угольный блок, ниже указанных пределов, также способно нарушить тепловой баланс электролизера. В этом случае толщина слоя укрывного материала, защищающего угольный блок от окисления, может оказаться выше высоты h2 участка, не погруженного в угольный блок.

Конструкция заявляемого токоподвода поясняется графически. На фиг. 1 изображен вид сверху анода и токоподвода, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Токоподвод включает токоподводящую штангу 1, траверсу 2, ниппель 3 и угольный блок 4 с пазами 5.

Заявляемый токоподвод работает следующим образом. Электрический ток от ошиновки электролизера (на чертежах не показана) поступает в верхнюю часть токоподводящей штанги 1 и далее, через траверсу 2 и ниппели 3, в угольный блок 4. При прохождении через контакт «ниппель - угольный блок», ток преодолевает сопротивление в 1,5-2 раза ниже, чем при прохождении через «традиционный» круглый ниппель, в связи с параметрами нипеля. Соответственно, падение напряжения также в 1,5-2 раза ниже и составляют 45-60 мВ против 90 мВ в «традиционном» узле.

Преимуществами заявляемого токоподвода являются снижение потерь напряжения в контакте «ниппель - угольный блок» на 45-60 мВ, сокращение удельного расхода электроэнергии на 140-190 кВт·ч/т Аl, увеличение цикла замены анода на 1-2 суток, снижение массы анодного огарка, извлекаемого из электролизера на 50-100 кг.

Токоподвод обожженного анода алюминиевого электролизера, выполненного в виде угольного блока, содержащий токоподводящую штангу, траверсу, удерживающую токоподводящие ниппели с обеспечением распределения электрического тока между ними, отличающийся тем, что токоподводящие ниппели выполнены в виде горизонтальных металлических пластин, размещенных в пазах в верхней части угольного блока, при этом длина упомянутого ниппеля b1 составляет 0,6÷0,8 ширины B угольного блока, ширина упомянутого ниппеля b2 составляет 0,1÷0,15 длины L угольного блока, а общая высота упомянутого ниппеля h1 составляет 0,25÷0,3 высоты угольного блока H, при этом высота h2 участка упомянутого ниппеля, не погруженного в угольный блок, составляет 0,5÷0,7h1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и способу извлечения закорачивающего клина перед повторным включением временно отключенного электролизера в ряду электролизеров для получения алюминия, установленного между токоподводами катодных узлов временно отключенного и предшествующего ему электролизера.

Изобретение относится к области первичной металлургии цветных металлов, а именно электролитического получения алюминия, и может быть использовано при монтаже катодной секции алюминиевого электролизера.

Изобретение относится к ошиновке алюминиевого электролизера при продольном размещении электролизеров в серии. Ошиновка алюминиевого электролизера содержит анодные шины, соединенные с анодами посредством анодных стояков, катодные шины, компенсационный контур, имитационно-подпиточный контур, состоящий из шины контура для имитации магнитного поля соседнего ряда электролизеров и шины контура для компенсации влияния магнитного поля соседнего ряда электролизеров.

Изобретение относится к устройству для электрического соединения электролизеров для получения алюминия в серии последовательно соединенных электролизеров (N-1) и (N) способом Холла-Эру.

Изобретение относится к системе для извлечения клиновидных шунтов при подключении электролизной ванны при электролитическом производстве алюминия на электролизерах с применением технологии обожженных анодов.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия из криолит-глиноземных расплавов, и может быть использовано в конструкции токоотводов катодного устройства.

Изобретение относится к ошиновке последовательно соединенных электролизеров получения алюминия с продольным расположением в корпусе. Ошиновка содержит анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с отдельной катодной шиной.

Изобретение относится к ошиновке электролизеров для получения алюминия при их продольном расположении в электролизном корпусе. Ошиновка последовательно соединенных электролизеров содержит два стояка, расположенных у входного торца катодного кожуха электролизера, две катодные сборные шины на каждой продольной стороне электролизера.

Изобретение относится к способу замены ошиновки алюминиевых электролизеров действующей электролизной серии. Способ включает сначала переключение крайнего гибкого спуска катодной шины, подключенной на входной анодный стояк с лицевой стороны последующего электролизера, на катодную шину, идущую на выходной анодный стояк последующего электролизера с лицевой стороны, затем уменьшение сечения на оставшихся гибких спусках катодной шины, идущей на входной анодный стояк последующего электролизера, и обрезку крайней шины анодного стояка, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в верхней и нижней части анодного стояка.

Изобретение относится к ошиновке электролизеров алюминия с любым подводом тока, размещенных в корпусе продольно в два ряда и соединенных друг с другом в последовательную электрическую цепь.

Изобретение относится к органу перемещения соединителя анодного стержня с анодной рамой электролизера для производства алюминия электролизом расплава, имеющего два боковых пальца для взаимодействия с опорными крюками, жестко соединенными с упомянутой анодной рамой, и расположенными с обеих сторон анодного стержня для прижима анодного стержня к анодной раме. Орган перемещения содержит направляющий орган с вырезом, соединенным с каждым из пальцев и предназначенным для приема пальцев, захватывающий орган с открытым и закрытым положениями, причем упомянутые направляющий орган и захватывающий орган взаимодействуют с обеспечением возможности введения каждого пальца в вырез и выведения из выреза в открытом положении захватывающего органа и возможности ограниченного перемещения каждого пальца в упомянутом вырезе между нижним положением, соответствующим контакту с захватывающим органом, и верхним положением при закрытом положении захватывающего органа, автономную приводную систему, соединенную с захватывающим органом с возможностью его перемещения между открытым и закрытым положениями, и блокирующую систему с заблокированным и разблокированным положениями для блокирования захватывающего органа в ее блокированном положении с возможностью перехода из блокированного положения в разблокированное положение в верхнем положении пальцев. Раскрыты блок подъема и перемещения анода и применение органа и блока перемещения в электролизном цехе для получения алюминия электролизом расплава. Обеспечивается повышение надежности подъема и перемещения анодов алюминиевого электролизера. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 пр.
Наверх