Способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (tt! 599952

Союз Советски

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.74 (21) 2035898/27 с присоединением заявки Ме (51) М. Кл.а В 23Р 7/04

Совета Министров СССР ло делам изобретений н ATKpblTHH (53) УДК 621.791.75 (088.8) (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень М 12 (45) Дата опубликования описания 05.04.78 (72) Авторы изобретения

В. Н. Рягузов и И. В. Кайдалов (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕМОНТА СВАРКОЙ АНОДНЫХ СТОЯКОВ

АЛЮМИ Н ИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛ ИЗЕРОВ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к способам ремонта стояков алюминиевых электролизеров с использованием сварки.

Известен способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров, при котором снижают воздействие магнитного поля, создаваемого в зоне сварки токами, перетекающими по катодной ошиновке электролизера, установкой временных шунтов в катодной ошиновке (1).

Недостатком известного способа является необходимость либо полного отключения серии, либо разрыва одной стороны катодпой оши нов ки.

Отключение серии на время сварки приводит к снижению выпуска алюминия и к расстройству технологического процесса из-за колебания температуры электролита. Разрыв одной стороны катодной ошиновки не обеспечивает качественной сварки анодных стояков с анодной ошиновкой, при этом часть швов не удается выполнить совершенно и для их сварки все равно приходится отключать электролизную серию.

Основной причиной, не позволяющей выполнить качественную сварку шин анодного стояка с анодными шинами без снятия токовой нагрузки серии, является переток между свариваемыми шинами и магнитное поле, образуемое перетоксм. Оказывает вредное влияние и внешнее магнитное поле, создаваемое в основном ближайшими анодными стояками и ошиновкой работающих электролпзеров.

Когда сварщик, при наличии перетока (при

5 наличии разности потенциалов между свариваемыми шинами порядка 10 и более милливольт), пытается сделать металлическую перемычку из расплавленного электрической дугой металла, то по этой перемычке сразу на10 чинает течь большой ток, который пережигает эту перемычку и раскаленный металл фейерверком разбрасывается в стороны.

В образовавшейся пз жидкого металла перемычке (пока она не перегорела) течет ток

15 с очень большой плотностью, порядка нескольких сотен ампср на мм - . Поэтому вокруг перемычки образуется магнитное поле высокой напряженности (до 250000 а)м или до 3000 эрстед), которое, взаимодействуя с электронным

20 потоком электрической дуги, создает электродинамическую силу, отбрасывающую электрическую дугу в сторону. Затем перемычка сгорает. Дуга образует новую перемычку и процесс повторяется.

25 Целью изобретения является выполнение ремонта анодных стояков без отключения электролизной серии.

Поставленная цель достигается тем, что пакет катодной ошиновки ремонтируемого элек33 тролизера замыкают полностью, устанавливая

599952 врсмсш1ые ш)1ггы перед входными стояками ремонтируемого элсктролизсра 110 ходу тока и электролизнои серии.

На 1риг. 1 изображена принципиальная схема одной стороны ошиновки кап;1тальпо ремонтируемого электролизера; на фиг. 2 выполнение ) зла, замыкающего все шины катодного пакета; на фпг. 3 — ) с ановка ферромагнитных экранов.

На фиг. l изооражены 1 — входной стояк;

2 — сваривасмая зона; 5 и 4 — ш) нтирующие ремонтир) емыи электролизер узлы; о — выходной стояк; б — анодная ошиновка; 7

) зел, замыкающий все шины катодного пакета; а, О, с, d, е, J, g — шины катодного пакета;

l со стрелкои — направление тока серии, На григ. 2 показаны ь — замыкающие с) хари; 9 — гибкая связь между наиболее загру5кенными c) хар51ми.

На фиг. s изооражен ферромагнитный экран, который одновременно является хом) том для стяпгва1шя свариваемых шпн, где l0 —— анодпыс шины; 11 — шины анодного стояка;

52 — стенки экрана (выполняются из мягкои ферромагннтнои стали, из l — 3 листов суммарпои толщиной 20 — 30 мм); 15 — ребра кссткости; 11 — - ; l5 — стя5кной винт (Ы 52 мм и более, 5=2 мм); ib -- проушины для 32цсплснl151 мостовым крапом; l (— — Отверстия для шкворня, которыи вставляют до затяжки стяжного винта.

l lcp eT0I1lI межд). c15 ap IIB a e511>15111 шинам» 0 0разуются из-за уменьшенной электропроводимости в катодпои ошиновке ремонтируемого электролизера. Например, ток с катодных lllllll

d, е не имеет выхода, кроме как 110 шинам входного стояка l через зон) сварки 2, 112 ка-, тодныс шипы а, b, с.

l5 существ) lulu»x шуптнрующих узлах 3» -1 могут оыть разные потери напряжения в контактах отдельных шин, что также создает ) словие для ооразования перетока по стоякам.

Нарушение симметрии в проводимости катоднои ошиновки одной стороны электролизера относительно другой создает ) словпе для перетекания тока по шинам стояков через тело анода с одной стороны электролпзера на другую, например с глухой lla лицевую.

Особенно тяжело варятся выходные стояки

5, I àê как если их варить с замкнутыми Ill) IIтирующими узлами 5 и 4, то анодная ошиновка о шунтируст катодн) ю ошиновку, а так как проводимость катодной оши ) ремонтир) смого электролизера уменьшена, то по аноднои ошиновке, а следовательно, и по выходному стояку 5, течет большой ток, порядка номинального относительно выходного стояка (только обратного направления), сли варить с. разомкнутым шунтирующим ) злом 3> то 00разуется цепь тока; шины j, д — выходной стояк 5 в анодная ошиновка; б — входной стояк 1 — шины а, b, с.

Если варить с разомкнутыми шунтирующими узлами 3 и 4, то образуется цепь тока; шины f, — выходной стояк — анодная оши5

65 нонка — штыри — тело анода — штыри— анодная ошпновка другой стороны — противоположные стояки — катодная ошиновка другои стороны электролизера.

l"lç-за "îãî,,что ток с шпн d и е не имеет выхода, несколько катодпых блоков на предыдущем электролизере по ход) тока пе раоотают, что приводит к расстроиств) технологии этого электролпзера (на время ремонта электролизера).

1 соответствии с изобретением поставленная цель достигается тем, что переток межд) свариваемыми шинами и магнитное поле, создаl5aeIl0e перетоком, ликвидируют (резко ослаоляют) ll)"låì замыкания всех шин катодного пакета перед входными стояками ремонтируемого электролизера с помощью замыкающего узла (. 11ри этом все перетоки б)д) т перетекать по замыкающему катодн) ю ошиновк) „узл) (, м11нуя зону сварки шин л. ш ешнсс магнитное поле, оказывающее вредное влияш1с lla качество сварки анодных ст051ков с 2ноднои Ош11нОвкой> создаваехlос в основном олижаишим стояком раоотающсго электролизера, ликвидируют Il) тем ) становки ферромапштного экрана межд) свариваемым стояком и стояком раоотающсг0 элсктролнзсра, о.шжс к сварнвасмому стояк), на уровне зоны сварки. ч5ерромагни1ныи экран частично н.ш по.шость1о должен охватывать зон) сварки, при этом снловы ;lllllakl мапштн010 поля, создаваемого анодным стояком раоотающсг0 элсктролизера, в зоне сварки ярохьд511 Ilu 1рерp0i1aI IIII1lI0 1) экран), минуя зон) сварки.

11срсд огкл1очением электролизсра на капитальныи ремонт или сразу после его отключения ) станавливают замыкающий ) зсл (, которым замыкают весь пакет шин кагоднои ошнновкп. Узел (устанавливают с обеих сторон электролизера, если позволяет место, перед входными стояками ремонтируемого электролизера, если нет, то перед выходными стояками предыдущего электролизер а.

11ðè этом след) ет ооратить особое внимаI1»e lla высокое качество контактов в замыкающем узле (и на соолюдение пос.>1едоватс II ност11 выполняемых операций.

Коптактир)ющ11еся поверхности шин и c)харей неозходимо зачистить. у зел крепко с»ать, сухари простучать кувалдой (сооку), за 1 ем ewe;Io>I»ca II>. 110теря напряжения»e» ду люоои парой шин в замыкающем )зле не должна быть более 10 — 15 милливольт. 11ри простукивании сухарей в сжатом состоянии разрушается окисная пленка и контакт резко улучшается. Ширину сухарей и гибких связей следует брать порядка 300 †3 мм. 1(онтакт можно улучшить (уменьшить перепад напря5кения между шинами), если в некотором удалении от сухарей замыкающего узла (забить медные клинья, желательно с продольными рисками.

Затем надеть на свариваемые шины ферромагнитные экраны. Экран может быть надет до или после затягивания шин стояка, 599952

Контактирующиеся поверхности в свариваемом узле (зона сварки) должны быть зачищены и крепко сжаты. Для улучшения контакта в свариваемом узле постучать по шине стояка после их сжатия, затем свариваемый узел еще подтянуть (перед началом сварки перепад напряжения между свариваемыми шинами не должен превышать 5 милливольт), Входные стояки надо варить до заводки выходных стояков.

Перед началом сварки путем простукивания и поджатия обновить контакты в замыкающем узле 7, шунтирующие узла 3 и 4 замкнуты.

Зазоры между шинами в зоне сварки выбрать алюминиевыми, хорошо зачищенными полосами — клиньями, затем узел, как уже говорилось, крепко сжать.

Выходной стояк варить с разомкнутым шунтирующим узлом 3, т. е. без разрыва стороны. Для симметрии желательно разомкнуть узел 3 и на противоположной стороне электролизера. В порядке исключения допускается варить выходной стояк одновременно с приваркой катодных спусков с разомкнутыми шунтирующими узлами 3 и 4.

Процесс электросварки желательно начинать с наиболее трудных швов, Сначала электрической дугой наплавить рядом две ванночки, одну на анодной шине, другую на шине стояка. Затем эти ванночки быстро объединить и отвести электрод. Металл застынет и ооразует перемычку. После образования двух— трех перемычек сварку вести обычным путем.

Использование предлагаемого способа сварки анодных стояков с анодной ошнновкой исключает необходимость отключения всей серии алюминиевых электролизеров на время сварки стояков, что позволяет повысить про5 пзводительность алюминиевых электролизеров; улучшает технологический ход предыдущего по ходу тока электролпзера; улучшает качество сварного контакта, что приводит к уменьшению потерь электроэнергии в свари10 ваемом (переходном) контакте анодный стояк — анодная ошиновка, Формула изобретения

15 Способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров в действующем электролизном корпусе, при котором снижают воздействие магнитного поля, создаваемого в зоне сварки токами, перетекающими по ка20 тодной ошиновке электролизера, установкой временных пунктов, отличающийся тем, что, с целью выполнения ремонта анодных стояков без отключения электролнзерной серии, пакет катодной ошиновки ремонтируемо25 го электролизера замыкают полностью, устанавливая временные шунты перед входными стояками ремонтируемого электролизера по ходу тока в электролизной серии.

Источники информации, 30 принятые во внимание при экспертизе

1. Перун И. В., Гаген Ю. Г. О магнитном поле в зоне сварки анодных стояков алюминиевых электролизеров. — Цветные металлы, 1972, № 6, с. 33.

599952

Редактор С. Макагон

Подписное

Изд. М 336 Тираж 1263

11ПО Государственного когяитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 269/10

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Квартальнова

Тсхрсд И. Михайлова

Коррскторы: О, Тюрина и Н. Федорова