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.

Изобретение относится к устройству для извлечения закорачивающего клина, вставленного между двумя проводниками для отключения электролизера в ряду электролизеров для получения алюминия. Устройство содержит средство захвата клина и по меньшей мере один силовой цилиндр, ориентированный вертикально и содержащий корпус и поршень со штоком, причем корпус или шток жестко соединен с по меньшей мере одной горизонтальной опорной поверхностью, ориентированной книзу и расположенной с обеспечением извлечения клина, когда извлекающее устройство установлено над клином, верхняя горизонтальная поверхность каждого проводника находится на одном уровне с горизонтальной опорной поверхностью, а также со средством захвата клина для обеспечения извлечения клина посредством силового цилиндра, оказывающего противоположные усилия на проводники и на клин для их раздвигания. Обеспечивается повышение надежности и безопасности работы с возможность контролирования траектории выталкивания клиньев. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к токоподводу электролизера для производства алюминия и способу его изготовления. Токоподвод содержит алюминиевую штангу и стальную траверсу, соединенные биметаллическим переходником, изготовленным сваркой взрывом, при этом в биметаллическом переходнике, имеющем плоскую границу раздела сталь - алюминий, выполнено конусно-цилиндрическое отверстие в центральной области, в котором размещена стальная заклепка для усиления соединения металлов. При этом конусная часть [3] расположена в алюминиевой части переходника и по высоте совпадает с ее толщиной, а цилиндрическая - в стальной, и по высоте совпадает с ее толщиной, максимальный диаметр конусной части заклепки превышает диаметр ее цилиндрической части на 40-60%. В способ изготовления переходника включают поэтапное плакирование стали алюминием перед соединением алюминиевой штанги и стальной траверсы и выполнение со стороны стальной части по центру цилиндрического отверстия на глубину, равную ее толщине, а в алюминиевой части аксиально выполняют конусное отверстие, в полученное конусно-цилиндрическое отверстие помещают стальную заклепку, совпадающую с ним по форме и размерам, подпрессовывают и фиксируют по торцу цилиндрической части. Обеспечивается упрощение конструкции сталь-алюминиевого переходника и изготовление токоподвода с одновременным увеличением его эксплуатационной надежности, долговечности и снижение потерь электроэнергии. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электролизеру для электролитического производства алюминия. Электролизер содержит кожух с ванной электролита, имеющий нижнюю и боковую стенки, катод, установленный на нижней стенке, и средства для проведения электрического тока электролиза от одного электролизера к другому, соединенные с катодом и проходящие через боковую стенку кожуха на высоте зоны, расположенной между верхней поверхностью катода и верхним краем боковой стенки кожуха. Обеспечивается снижение тепловых потерь. 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к анодной ошиновке алюминиевых электролизеров с обожженными анодами при поперечном или продольном их расположении в корпусе. Ошиновка содержит шинопровод, состоящий из шин, образующих с помощью алюминиевых перемычек замкнутый контур и соединенных между собой поперечными стальными распорками, аноды, закрепленные с заданным шагом на шинах шинопровода с помощью зажимов. Шины в шинопроводе выполнены разной толщины, образуя при этом переменное сечение шинопровода по его длине с уменьшением сечения по направлению течения тока в шинопроводе, а толщина шины (b, мм) на определенной длине шинопровода, кратной шагу установленных на шинопроводе анодов, составляет: где: jcp - средняя плотность тока в шинопроводе, А/мм2; Н – высота шины, мм, Ii - сила тока, измеренная по направлению тока в сечении шины перед каждым анодом, закрепленным на данной шине, А; К - количество анодов, закрепленных на одной шине, шт.; при этом средняя плотность тока в шинопроводе составляет 0,2-0,8 А/мм2, а высота шины Н является постоянной величиной. Обеспечивается более эффективное использование токоведущих шин на электролизере, равномерное распределение тока по анодной ошиновке и снижение веса и расхода материала (алюминия) токоведущей конструкции. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ошиновке алюминиевого электролизера большой мощности при поперечном расположении электролизеров в корпусе электролиза. Ошиновка содержит сборные и обводные катодные шины и спуски, установленные вдоль входной и выходной сторон катодного кожуха предыдущего электролизера, в которой анодная ошиновка последующего электролизера соединена с катодными шинами предыдущего электролизера посредством стояков, при этом каждый из пакетов катодных шин, огибающих торцы электролизера, передает 35-50% тока входной стороны. Ошиновка содержит ферромагнитный экран, выполненный в виде утолщенной продольной стенки катодного кожуха, размещенной между анодными стояками входной стороны электролизера и расплавом в электролизере, при этом ферромагнитный экран выполнен по высоте и длине больше проекции расплава на экран. Обеспечивается снижение негативного воздействия магнитного поля на расплав в электролизере. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в медной промышленности. Техническим результатом является обеспечение процесса наложения переменного тока на постоянный ток для электровыделения и электрорафинирования меди в промышленных аккумуляторных процессах. Система наложения переменного тока на постоянный, питающий группу аккумуляторов для электровыделения или электрорафинирования меди и других продуктов, характеризуется: (а) включением индуктора, подсоединяемого между терминалами двух последовательных промежуточных аккумуляторов из группы аккумуляторов, причем функции индуктора состоят в том, чтобы выступать в качестве фильтра для переменного тока и проводника для постоянного тока; (б) включением конденсатора, подсоединяемого параллельно исходному источнику постоянного тока, причем функции конденсатора состоят в том, чтобы выступать в качестве проводника для переменного тока и фильтра для постоянного тока; и (в) включением источника переменного тока, подсоединяемого к терминалам индуктора, установленного в промежуточной точке группы аккумуляторов. 4 н.п. ф-лы, 8 ил.

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.

Наверх