Катодное устройство алюминиевого электролизера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 165 СЗ 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТ О МУ С В ИДЕТ ЕЛ Ь СТ(21) 4477161/02 (22) 08,06.88 (46) 23.05.91. Бюл, %19 (72) В.А,Крюковский, В,И,Савинов, И,Г.Трушев, П,Я,Ключников, В.А.Хитров, М.А.Пак, М.П.Петухов, Н.П.Геращенко, С.А.Щербинин, П.В.Поляков, Я.В,Шван и А.А.Арнольд (53) 669.713.72 (088.8) (56) Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия, - М.: Металлургия, 1971, с,193 - 194,Авторское свидетельство СССР М 1026492, кл, С 25 С 3/08, 1981, (54) КАТОДНОЕ УСТРОЙСТВО АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к металлургии алюминия, к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера. Цель изобретения - повышение срока службы и8 выхода по току и снижение материалоемкости. В катодном устройстве между боковыми стенками 1 и днищем 2 кожуха закреплена дополнительная наклонная стенка 7 под угом 15 - 35 к стенке 1. Между этими элементами закреплены косынки,11. Фланцевый узел 8, закрепленный к дополнительной стенке 7, выполнен в поперечном сечении в форме треугольника, Наличие дополнительной стенки 7 создает жесткую конструкцию (треугольный короб), что позволяет отказаться от контрфорсов, эа счет чего снижается металлоемкость на 13, Треугольные в сечении фланцевый узел 8 и сборная стенка, а также наличие косынок 11 обеспечивают жесткость кожуху и возможность равномерной его деформации, что повышает срок службы устройства на 4 - б мес, Кроме того, повышается выход по току на 1,5 - 2.2. 3 з,п.ф-лы, 1 ил,Изобретение. относится к металлургииалюминия, а именно к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера.Цель изобретения - повышение срокаслужбы и выхода по току и снижение материалоемкости,На чертеже изображен фрагмент катодного устройства, поперечное сечение.Катодное устройство алюминиевогоэлектролиэера содержит стальной кожух состенками 1 и днищем 2, теплоизоляционнуюфутеровку 3, катодные углеграфитовые блоки 4 со стальными токопроводящимистержнями 5, блоковую футеровку с установленными наклонно блоками 6, дополнительную наклонную стенку 7, прикрепленную кднищу 2 и стенкам 1 под углом 15 - 35 О кстенкам, и верхний фланцевый узел 8, выполненный в поперечном сечении в форме. треугольника и прикрепленный к дополнительной стенке 7, В местах примыкания дополнительной стенки 7 к стенкам и днищу впоследних выполнены окна 9 и 10 соответственно, Между дополнительной стенкой 7,стенкой 1 и днищем 2 закреплены косынки11. Окна 9 и 10 могут быть снабжены шиберами (не показаны).Устройство работает следующим образом,Во время пуска и эксплуатации электролизера футеровка катодного устройства интенсивно пропитывается фтористымисолями, при этом происходит набухание углеграфитовых материалов и теплоизоляционной футеровки 3, что ведет к увеличениюих объема. Возникающие усилия передаются дополнительной стенкой 7 на фланцевыйузел 8(составляющая. силы Е: Еб = Е РП а)и через косынки 11 и саму наклонную стенку7 на весь кожух (составляющая силы Е: Ег =Ег СОЯ а ), Применение дополнительнойнаклонной стенки 7 с косынками 11 создаетжесткую (треугольная форма) конструкциюбоковых стенок 1 кожуха. Треугольная форма верхнего фланцевого узла 8 также резкоповышает его жесткость, он компенсируетчасть усилий, действующих на него, и наряду с этим равномерно передает нагрузку накожух. Отсутствие контрофорсов, которыелокально компенсируют нагрузку, позволяет кожуху равномерно деформироватьсяпод действием усилий, если они начинаютпревышать предельные. Но даже при этомфутеровка кожуха равномерно обжата, таккак стенки 1 кожуха равнопрочны в силуотсутствия контрофорсов.Угол наклона дополнительной стенки 7к боковой стенке. 1 кожуха, как показали20 25 30 35 40 вия контрофорсов на предлагаемом катод 50 55 5 10 промышленные испытания, должен составлять 15 - 35 О. При угле наклона, менее 15 снижается прочность боковых стенок 1 кожуха из-за уменьшения площади сечения треугольника: боковая стенка 1 - днище 2 - дополнительная стенка 7, что ведет к недопустимым деформациям, При угле наклона боковой стенки 7 более 35 после 3 - 4 мес эксплуатации катодного устройства настыли заходят под анод и экранируют 15 - 20 подины,Для повышения жесткости боковых стенок 1 кожуха между боковыми стенками 1 и наклонной дополнительной стенкой 7 закрепляют ряд косынок 11. что на 30 - 35 повышает жесткость кожуха, В местах примыкания наклонной стенки 7 к днищу и 2 боковой стенке 1 выполняют окна 9 и 10. Их можно снабдить шиберами, что позволяет секционно (между парой косынок 11) регулировать теплоотвод от боковых стенок 1 катодного устройства, т,е. формировать наиболее оптимальную форму гарниссажа,Наряду с этим выполнение дополнительной стенки 7 под углом 15 - 35 к боковой стенке позволяет формировать подину непосредственно под проекцией анода, что исключает возникновение горизонтальных токов и резко снижает циркуляцию металла в электролизере,Как показали промышленные испытания предлагаемого катодного устройства, жесткость кожуха возросла в 2,5 - 3 раза, не было ни одного случая протечек металла и электролита в периоды пуска, деформации кожуха устройства находятся в пределах 1 - 2 см после 30 мес эксплуатации, Срок службы катодного устройства больше на 4 - 6 мес по сравнению с известным. Из-за отсутстном устройстве его металлоемкость составляет 167 кг на 1 мА, в то время как для известного устройства эта величина. составляет 193 кг на 1 кА, Наряду с этим выход по току на предлагаемом катодном устройствена 1,5 - 2,2% выше, чем на известном.Формула изобретения1. Катодное устройство алюминиевогоэлектролизера. содержащее кожух со стенками и днищем. катодные подовые блоки со стальными токоподводящими стержнями, боковую футеровку с установленными наклонно блоками и фланцевый узел, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы и выхода по току и снижения материалоемкасти, оно снабжено дополнительной наклонной стенкой, установленной под углом 15 - 35 к стенкам кожуха и соединенной с днищем и верхней частью сте1650783 4. Устройство по п,Э, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в кожухе установлены шиберы для перекрытия окон. 10 Составитель А.ЛютиковТехред М,Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор Н.Яцола Заказ 1588 Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101. нок. верхний фланцевый узел выполнен в поперечном сечении в форме треугольника и закреплен на дополнительной стенке.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено косынками, закрепленными между дополнительной стенкой, основной стенкой и днищем кожуха. 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в днище и стенках кожуха выполнены окна в местах примыкания дополнительной стенки.5