Устройство для правки ниппелей анододержателя

Авторы патента:

Петров Александр Михайлович (RU)

Бугаев Андрей Александрович (RU)

Савина Александр Николаевич (RU)

Новикова Екатерина Андреевна (RU)

C25C3/12 - аноды

Владельцы патента RU 2775483:

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

Устройство относится к устройству для правки ниппелей анододержателя. Устройство для правки ниппелей анододержателя, состоящего из штанги, кронштейна с плечами, двух боковых и одного центрального ниппелей, содержит металлическое основание с закрепленной на нем рамой, состоящей из продольных и поперечных пластин, механизм фиксации центрального ниппеля, соединенного кронштейнами с гидроцилиндром, опорную пластину с отверстиями под боковые ниппели, держатель для фиксации штанги анододержателя в вертикальном положении посредством захвата, соединенного с пневмоцилиндром. Кроме того, устройство содержит нагревательные элементы, выполненные в виде индукторов, размещенных на стойках опорной пластины и соединенных с источником тока посредством подводов, при этом нагрев от индукторов, за счет размещения их вокруг боковых ниппелей, вставленных в отверстия опорной пластины, направлен на плечи кронштейна анододержателя. Обеспечивается увеличение скорости проведения операции правки деформированных ниппелей без применения какого-либо дополнительного оборудования для операций нагрева и правки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники

Устройство относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, а именно к обслуживанию и ремонту анододержателей обожженных анодов.

Уровень техники

При получении алюминия на электролизерах с обожжёнными анодами токоподвод осуществляется посредством анододержателя, представляющего собой алюминиевую штангу и чугунный кронштейн с тремя ниппелями. При электролизе угольные блоки анода сгорают и подлежат замене. Демонтированный с электролизера анододержатель с огарком отправляется на анодно-монтажный участок, на котором проходит процесс удаления огарка, зачистки, контроля состояния штанги и ниппелей и правки (при необходимости) деформированных ниппелей с последующим монтажом анодных блоков. На анодно-монтажном участке для правки ниппелей предусмотрена установка для их индивидуального нагрева, после которой анододержатель с нагретыми ниппелями поступает на гидравлический пресс для правки. При реализации такой схемы ремонта анододержателей главными проблемами является длительность выполнения операций нагрева и правки деформированных ниппелей и использования больших производственных площадей и ресурсов (масло/воздух для гидростанций, электроэнергия) по причине выполнения этих операций на отдельных установках.

Известно устройство по заявке DE 3541504 C2, МПК C25C3/12, опубл. 23.11.1985, содержащее правильные губки для правки штанги анододержателя, приводимые в действие гидравлическими цилиндрами двойного действия, правильные губки для правки кронштейна анододержателя с гидравлическим приводом, устройство контроля состояния ниппелей анододержателя в виде подъемного стола с отверстиями под ниппеля, рядом с которыми устанавливаются фотоэлектрические датчики, и одного датчика на верхней боковой части подъемного стола, поворотное устройство, позволяющее производить правку анододержателя в двух плоскостях. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности правки деформированных ниппелей анододержателя. Правка ниппелей происходит на дополнительном устройстве, что влечет за собой увеличение производственных площадей и парка оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство по заявке US 5471860 А, МПК B12D3/16, опубл. 03.05.1994, в котором правка деформированных ниппелей происходит на подвижном правящем столе при помощи правильных губок, приводимых в движение гидравлическими цилиндрами и расположенных внутри стола. Для осуществления правки ниппелей происходит жесткая фиксация анододержателя при помощи верхнего зажима штанги и боковых прижимных губок, которые фиксируют кронштейн анододержателя в положение для правки. Устройство обеспечивает правку всех трех ниппелей анододержателя. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности локального нагрева ниппелей для снижения необходимого усилия для проведения операции правки.

Осуществление изобретения

Задачей изобретения является совмещение таких операций, как нагрев и правка ниппелей, в одном устройстве для снижения ресурсозатрат, снижение производственных площадей и парка оборудования.

Технический результат при реализации заявляемого устройства для правки ниппелей анододержателя заключается в увеличении скорости проведения операции правки деформированных ниппелей без применения какого-либо дополнительного оборудования для операций нагрева и правки.

Технический результат достигается тем, что устройство для правки ниппелей анододержателя, состоящего из штанги, кронштейна с плечами, двух боковых и одного центрального ниппеля, содержащее металлическое основание с закрепленной на нем раме, состоящей из продольных и поперечных пластин, механизм фиксации центрального ниппеля, соединенного кронштейнами с гидроцилиндром, опорную пластину с отверстиями под боковые ниппеля, держатель для фиксации штанги анододержателя в вертикальном положении посредством захвата, соединенного с пневмоцилиндром, согласно заявляемого изобретения, устройство дополнительно содержит нагревательные элементы, выполненные в виде индукторов, размещенных на стойках опорной пластины и соединенных с источником тока посредством подводов, при этом нагрев от индукторов, за счет размещения их вокруг боковых ниппелей, вставленных в отверстия опорной пластины, направлен на плечи кронштейна анододержателя.

Способствует достижению технического результата то, что устройство содержит механизм механической правки боковых ниппелей анододержателя, размещенный между опорными продольными пластинами и закрепленный на упомянутых пластинах посредством кронштейнов, при этом механизм выполнен в виде рычагов с профильными пазами, расположенных параллельно друг другу и приводимых в движение посредством гидроцилиндров.

Дополняют изобретение следующие признаки:

На штоке гидроцилиндра содержится резьбовое соединение, регулирующее длину штока посредством контргайки, и выполненное с возможностью регулирования механизма механической правки боковых ниппелей.

Индуктор выполнен из медной трубки в виде многовитковой катушки индуктивности, при этом витки катушек индуктивности установлены соосно отверстию опорной пластины под углом в 20-30^о к упомянутой пластине на расстоянии 200-300 мм от нижнего края кронштейна анододержателя, что обусловлено расположением плеча кронштейна анододержателя, нагрев которого необходим для правки деформированных ниппелей.

Устройство содержит шкаф управления пневматическими и электрическими системами, а также выносной пульт управления шкафами управления пневматическими и электрическими системами.

Краткое описание чертежей

Общий вид устройства для правки ниппелей анододержателя изображен на фиг. 1 – перспектива вида спереди с верхней точки, на фиг. 2 – изометрия вида спереди, на фиг. 3 – изометрия вида сзади, на фиг. 4 – механизм правки анододержателя.

Предлагаемое устройство имеет металлическое основание 1 с узлами крепления к фундаментам, на котором жестко зафиксирована центральная рама, представляющая собой сварной силовой каркас из листовой низкоуглеродистой стали, состоящий из опорных продольных платин 2, поперечных пластин 3, имеющих посадочное седло 4, опорных пластин 5 с отверстиями под боковые ниппеля 6, направляющих 7, установленных между поперечными пластинами 3 для отцентровки центрального ниппеля анододержателя. На опорной продольной пластине 2 установлен верхний держатель 8, предназначенный для фиксации штанги анододержателя в вертикальном положении с помощью захвата 9, приводимого в действие пневмоцилиндром 10, и пластиной 11 с профильным пазом. Для дополнительной фиксации кронштейна анододержателя на опорной продольной пластине 2 установлен механизм бокового прижима 12, состоящий из кронштейна-основания 13, на котором установлен гидроцилиндр механизма бокового прижима 14 через цапфу 15. На конце штока гидроцилиндра механизма бокового прижима 14 установлена прижимная губка 16. Между поперечными пластинами 3 под направляющими 7 установлен центрирующий механизм фиксации центрального ниппеля 17, предназначенный для позиционирования анододержателя в требуемом для правки положении и удержании его от перемещения, приводимого в действие гидроцилиндром механизма фиксации ниппеля 18 через кронштейн-пластину 19 с прижимной щекой 20. Механизм правки ниппелей 21, предназначенный для приложения усилия к ниппелям анододержателя, представляет собой пару параллельных и горизонтально расположенных рычагов 22 с профильным пазом, приводимых в движение гидроцилиндрами механизма правки 23. Механизм правки ниппелей 21 установлен между опорных продольных пластин 2 и зафиксирован на них при помощи кронштейнов-стульчиков 24 и 25. Для регулировки величины деформации плечей кронштейна анододержателя на штоке гидроцилиндра механизма правки 23 предусмотрена резьбовое соединение, фиксируемое контргайкой 26. Увеличение либо уменьшение перемещения рычага 22 производится вращением штока гидроцилиндра механизма правки 23 против (увеличение), либо по часовой стрелке (уменьшение) с последующей фиксацией положения контргайкой 26. На опорной пластине 5 с отверстием под боковой ниппель 6 на стойках 27, 28 установлен индуктор 29 на некотором расстоянии от опорной пластины 5, представляющий собой многовитковую катушку индуктивности, выполненную из медной трубки, соединенный с источником тока высокой частоты через подвод индуктора 30 и производящим нагрев в зоне плечей кронштейна боковых ниппелей анододержателя. На основании 1 установлена гидростанция 31, для нагнетания давления в системе гидроцилиндров 14, 18, 23 и её ограждение 32, шкаф управления пневматикой 33, управляющий подачей воздуха в пневмоцилиндр 10, и электрикой 34, управляющий работой пневмоцилиндра 10, гидроцилиндров 14, 18, 23, индукторов 29, короб которого закрыт ограждением шкафа управления 35, вынесенный блок управления устройством в виде пульта управления 36 с устройством управления пирометром 37.

Устройство работает следующим образом.

При работе устройства анододержатель с деформированными ниппелями транспортируется к устройству и ориентируется относительно отверстий под боковые ниппеля 6 опорных пластин 5. Транспортировочное устройство опускает анододержатель и ниппели входят в отверстия 6, а кронштейн анододержателя садится в посадочное седло 4 поперечных пластин 3, установленных на основании 1. Центральный ниппель отцентрированный направляющими 7 входит в зацепление с механизмом фиксации центрального ниппеля 17, затем с пульта управления 36 подается сигнал к началу цикла правки, проходящий через шкаф управления электрикой 34 к гидростанции 31 для нагнетания давления в гидроцилиндре механизма фиксации ниппеля 18. Приведенный в действие механизм фиксации центрального ниппеля 17 гидроцилиндром механизма фиксации ниппеля 18 через кронштейны-пластины 19 зажимает центральный ниппель анододержателя прижимными щеками 20. Для фиксации анододержателя в вертикальном положении штангу анододержателя прижимают к пластине 11 с профильным пазом захватами 9, приводимыми в действие пневмоцилиндром 10 прямого действия, управляемого шкафом управления пневматикой 33, установленного на верхнем держателе 8 задней опорной продольной пластины 2. Более надежная фиксация анододержателя происходит после фиксации кронштейна анододержателя прижимной губкой 16 прижимного механизма 12, установленного на кронштейне-основании 13 через цапфу 15, при нагнетании давления в гидроцилиндре механизма бокового прижима 14. После установки анододеражателя и его фиксации в необходимом для правки положении, происходит процесс нагрева плечей кронштейна с боковыми деформированными ниппелями посредством индукторов 29, закрепленных на стойках 27, 28 опорных пластин 5 и работающих от источника тока высокой частоты через подвод индуктора 30. Нагрев металла происходит за счет создания в металле вихревых электрических токов (токов Фуко) до заданной температуры в установленный на пульте управления 36 промежуток времени. По достижению и выдержки необходимой температуры нагрева плечей кронштейна с устройства управления пирометра 37, располагающимся на пульте управления 36 подается сигнал к началу процесса правки деформированных боковых ниппелей. Правки ниппелей происходит прикладыванием к ниппелям механического усилия посредством механизма правки ниппелей 21 рычагами 22 с профильным пазом, приводимые в движение гидроцилиндрами механизма правки 23 и установленными между продольными опорными пластинами 2 на кронштейнах-стульчиках 24, 25. Величина правки ниппеля при этом выставляется параллельно процессу нагрева плечей кронштейна при помощи резьбового соединения на штоке гидроцилиндра механизма правки 23 и фиксируется контргайкой 26. Усилие, прикладываемое к деформированным ниппелям, выдерживается необходимое для правки время, задаваемое с пульта управления 36, после чего усилие с ниппелей снимается. Процесс правки считается завершенными после снятия фиксации с анододержателя.

К пневматическим системам относятся пневмоцилиндры, к электрическим – гидростанция, подающая давление на гидроцилиндры, индукторы нагрева ниппелей, пирометр.

Предлагаемое изобретение прошло промышленные испытания на участке ремонта монтажа анодов и дало положительный результат.

1. Устройство для правки ниппелей анододержателя, состоящего из штанги, кронштейна с плечами, двух боковых и одного центрального ниппелей, содержащее металлическое основание (1) с закрепленной на нем рамой, состоящей из продольных (2) и поперечных (3) пластин, механизм фиксации центрального ниппеля (17), соединенного кронштейнами (19) с гидроцилиндром (18), опорную пластину (5) с отверстиями под боковые ниппели (6), держатель (8) для фиксации штанги анододержателя в вертикальном положении посредством захвата (9), соединенного с пневмоцилиндром (10), отличающееся тем, что оно содержит нагревательные элементы, выполненные в виде индукторов (29), размещенных на стойках (27, 28) опорной пластины (5) и соединенных с источником тока посредством подводов (30), при этом нагрев от индукторов, за счет размещения их вокруг боковых ниппелей, вставленных в отверстия опорной пластины (5), направлен на плечи кронштейна анододержателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит механизм механической правки (21) боковых ниппелей анододержателя, размещенный между опорными продольными пластинами (2) и закрепленный на упомянутых пластинах посредством кронштейнов (24, 25), при этом механизм выполнен в виде рычагов (22) с профильными пазами, расположенных параллельно друг другу и приводимых в движение посредством гидроцилиндров (23).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на штоке гидроцилиндра (23) содержится резьбовое соединение, регулирующее длину штока посредством контргайки (26) и выполненное с возможностью регулирования механизма механической правки (21) боковых ниппелей (6).

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктор выполнен из медной трубки в виде многовитковой катушки индуктивности.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что витки катушек индуктивности установлены соосно отверстию (6) опорной пластины (5) под углом в 20-30° к упомянутой пластине (5) и на расстоянии 200-300 мм от нижнего края кронштейна.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит шкаф управления пневматическими (33) и электрическими (34) системами.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит выносной пульт управления (36) шкафами управления пневматическими (33) и электрическими (34) системами.

Изобретение относится к способу отслеживания углеродистых блоков во время их обработки, их транспортировки и/или их хранения. Способ включает отслеживание углеродистых блоков во время их обработки, их транспортировки и/или их хранения в системе, содержащей по меньшей мере один пост первоначальной идентификации по меньшей мере одного углеродистого блока, генератор сигнатуры, позволяющий обнаруживать по меньшей мере на одном снимке, сделанном устройством первоначальной съемки, по меньшей мере один характерный визуальный признак для генерирования и сохранения в памяти по меньшей мере одной цифровой сигнатуры для углеродистого блока, по меньшей мере один пост мониторинговой идентификации углеродистого блока, по меньшей мере один детектор, позволяющий обнаруживать по меньшей мере на одном снимке, сделанном устройством мониторинговой съемки, по меньшей мере частично указанный характерный визуальный признак и распознавать цифровую сигнатуру углеродистого блока для идентификации углеродистого блока, при этом делают по меньшей мере один первоначальный снимок по меньшей мере части наружной поверхности по меньшей мере одного углеродистого блока при помощи поста первоначальной идентификации, обнаруживают на первоначальном снимке по меньшей мере один характерный визуальный признак, генерируют и сохраняют в памяти по меньшей мере одну цифровую сигнатуру для углеродистого блока на основании указанного характерного визуального признака, распознают цифровую сигнатуру по меньшей мере на одном посту мониторинговой идентификации.

Устройство для охлаждения самообжигающегося анода алюминиевого электролизера // 2756676

Изобретение относится к устройству для охлаждения самообжигающегося анода алюминиевого электролизера с верхним токоподводом. Устройство содержит металлические теплоотводящие элементы, закрепленные в верхней части анодного кожуха электролизера, частично погруженные нижними концами в анодную массу и состоящие из продольно и поперечно ориентированные центрального продольного ребра, и выполнены в виде прямоугольника или трапеции, при этом центральное продольное ребро выполнено с отверстиями.

Анодное устройство электролизера для производства алюминия // 2742557

Изобретение относится к анодному устройству электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом для производства алюминия. Анодное устройство содержит угольный анод с запеченными в него штырями, подводящими ток от анодной шины к аноду, выполненными из сплава технического Al с Mn с содержанием Mn 20-42 мас.

Термохимически стойкий анод для электролиза алюминия // 2734512

Изобретение относится к термохимически стойкому аноду электролизёра для электролиза алюминия. Термохимически стойкий анод содержит тепло- и электроизоляционный колпак с манжетом проёма в его стенке, прикреплённый через держатель к металлической штанге, и размещённый внутри колпака монометаллический электропроводник, состоящий из расплавленного алюминия, покрытого защитным корундовым слоем на его нижней горизонтальной или выпуклой поверхности и удерживаемого внутри колпака посредством разрежения воздуха в находящейся над ним герметичной полости, контактную колодку, размещённую в манжете проёма и соединённую через токопровод с металлической штангой, и выполненные из твердого электропроводного материала, вертикально размещённые продольные и поперечные контактные пластины, заглублённые их нижней частью в расплавленный алюминий электропроводника и присоединённые всей верхней кромкой и её частью к колпаку и токопроводу, которые прикреплены к штанге, термохимически стойкие электроизоляционные наконечники, присоединённые к низу контактных пластин, соприкасающиеся с алюминием электропроводника, с корундовым слоем и криолито-глинозёмным расплавом, при этом отдельные и соединенные между собой контактные пластины и присоединённые к их низу наконечники выполнены с переменной высотой с образованием выпуклостей, причём отдельные выпуклости на алюминии электропроводника, расположенные ниже горизонтальной плоскости, проведённой через нижние краевые точки колпака и наконечников, имеют постоянный и переменный объём, а их максимальная высота не превышает 1/2 расстояния от нижних краевых точек колпака и наконечников до катодного металла, в нижней и верхней частях контактных пластин выполнены, а концы контактных пластин прилегают к стенкам колпака или отстоят от них на некотором расстоянии, причем нижние части контактных пластин, заглублённые в алюминий электропроводника, имеют электропроводное, стойкое к воздействию жидкого алюминия защитное покрытие.

Анодный штырь алюминиевого электролизера // 2732934

Изобретение относится к анодному штырю самообжигающегося анода в электролизерах с самообжигающимся анодом для получения алюминия с верхним токоподводом. Анодный штырь содержит стальной стержень цилиндрической формы в его верхней части и конической - в нижней части.

Термохимически стойкий анод для электролиза алюминия // 2727384

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к оборудованию для производства алюминия электролизом криолито-глинозёмных расплавов, а именно к конструкции анодного устройства электролизёра. Термохимически стойкий анод для электролиза алюминия содержит тепло- и электроизоляционный колпак с манжетом проема в его стенке, прикрепленный через держатель к металлической штанге, размещенный внутри колпака монометаллический электропроводник, покрытый оксидным слоем, и алюминиевую контактную колодку, состоящую из нижней расплавленной и верхней твердой частей, размещенную в манжете проема и соединенную через алюминиевый токопровод с металлической штангой.

Соединитель для механического и электрического соединения анода с анодной рамкой ячейки для производства алюминия // 2724774

Изобретение относится к соединителю для механического и электрического соединения анода с анодной рамой ячейки для производства алюминия методом огневого электролиза, оснащенной крепежными крюками, предназначенными для взаимодействия с соединителем. Соединитель для механического и электрического соединения анода с анодной рамой ячейки для производства алюминия огневым электролизом, при этом анодная рама оснащена крепежными крюками, предназначенными для взаимодействия с соединителем, содержащий два рычага в виде скоб или зажимов, шарнирно соединенных на общем стержне, соответствующие продолжения которого заходят внутрь упомянутых крюков, при этом упомянутые рычаги выполнены с возможностью приведения в действие в противоположных направлениях на уровне своих свободных концов при помощи стяжного винта с двумя зонами противоположного шага, взаимодействуя на уровне задних поперечин, соединяющих упомянутые свободные концы скоб, при этом нажимная поверхность соединителя, являющаяся зоной, предназначенной для взаимодействия с анодной штангой с обеспечением ее соединения с анодной рамой, образована двумя нажимными элементами, отличными от скоб или зажимов и от передних и задних поперечин, жестко соединяющих между собой упомянутые скобы или зажимы, и расположенными с двух сторон от стержня шарнирного соединения рычагов или зажимов, при этом нажимная поверхность каждого из двух нажимных элементов взаимодействует с шарниром, установленным на конце передних поперечин, соединяющих две скобы или зажима, образующих соединитель, причем каждый из нажимных элементов выполнен в виде двух ветвей по существу U-образной формы, при этом свободные концы ветвей соединены между собой пластиной, а основание U соединено с соответствующей нажимной поверхностью.

Алюминиевый электролизер с непрерывным анодом в алюминиевой раме со встроенными проводниками // 2706269

Изобретение относится к алюминиевому электролизеру с непрерывным анодом в алюминиевой раме со встроенными проводниками. Электролизер содержит катод, расположенный под анодом в алюминиевой раме, в алюминиевой раме анода размещены углеродистый материал и проводники, причем толщина стенки алюминиевой рамы составляет 0,1–5 см, вокруг алюминиевой рамы расположены первая удерживающая рама и вторая удерживающая рама, и между первой удерживающей рамой и алюминиевой рамой и между второй удерживающей рамой и алюминиевой рамой, соответственно, расположены вертикально установленные направляющие штанг анода, у верхних частей направляющих штанг анода расположена и соединена с ними анодная шина, вокруг алюминиевой рамы расположен механизм для очистки, пробивки и вытяжки.

Перфорированный металлический инертный анод для получения алюминия электролизом расплава // 2698162

Изобретение относится к перфорированному аноду для электролитического получения алюминия электролизом фторидных расплавов. Анод выполнен в виде перфорированной структуры, образованной продольными и поперечными анодными элементами, которые пересекаются друг с другом и ограничены боковыми сторонами пересекающихся анодных элементов, со сквозными отверстиями или перфорированной структуры с равномерно распределенными по аноду сквозными отверстиями, центры которых расположены по углам правильной треугольной сетки анодных элементов, а также содержит выступающие из электролита вертикальные или наклонные ребра, интегрированные с анодными элементами или токоподводом.

Способ формирования вторичного анода алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом // 2698121

Изобретение относится к способу формирования вторичного анода алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом. Способ включает приготовление подштыревой массы из связующего и коксового наполнителя с содержанием в нем не менее 20% графита с размером фракции менее 2,0 мм, загрузку подштыревой массы в подштыревые лунки после извлечения анодных штырей и формирование вторичного анода из приготовленной подштыревой массы.