Катодный кожух электролизера для получения алюминия

СО)ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09) 16717 6 А 1 Г 1 ч)С 25 С 3/О АНИЕ ИЗОБРЕТ ем днодное ус еским рдзьем из продольных соединенных сперемещения жухд выполнб, разделенны снабжена па хладдгента ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С ВИДЕ 1 Е,Г) ЬГТБ"(,"4 КАТОДНЬЙ КОЖУХ ЭЛЕКТРГ 1 ИЗЕРА(571 И.;обре,е-;ие относ ".Р к цветнои металлургии, в чдсности к оборудованю дляэлектролит"еского по;учения алюминия,Целью изобретения является повышение Изобрегение относится к области цветной метдллур ии в чдстнэ)сти к оборудовдниго для электролчти .с,;ого получения длюмини,Целью и)обретения является повышение срока службы электролизерд путем обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкос и и весе. В электролизере, имеющ тройство и катод с металлич ным кожухом, выполненным и торцовых балск (стенок), возможностью взаимного наружная сторона стенок ко на в виде металлических тру нд секции. каждая из которых рубком для подачи и отвода срод службы электролизера за счет обеспечения возможности регулирования жесткости кожуха при минимальных метдллоемкости и массе. цля этого наружная с горона стенок кожуха выполнена в в: де металлических труб, разделенных на гекции, каждая из которых снабжена патрубом для подачи и отвода хладагента. Внутренняя стенка кожуха выполнена в виде бд ки из стального листа, к которому приварены продольные ребра, например, таврового сечения. Перепад температур между стенками вызывает термические напр.-же н ия, а н э личие секционированного колл ктора обеспечивает компенсацию напр 1 лений без разрушения кожуха, 1 з.п.фль,2 ил внутренняя стенка кожуха выполнена в с; це балки из с 1 дльного листа, к которому приварены продольные ребра, например, таврового сечения. Наружная стенка кожуха выполнена из металлических труб, приваренных к ребрам.Вследствие перепада температур между внутренней и наружной поверхностями стенок во время работы электролизера возникает напряженное состояние стенки кожуха. Внутренняя поверхность стенки, контактирующая с футеровкой, нагревается за счет притока тепла со стороны ванны, Наружная поверхность стенки охлаждается за счет принудительной регулируемой циркуляции воздуха в секциях труб, Перепад температур между внутренней и наружной поверхностями стенок вызывает термические напряжения в стенке и ее изгиб, Стрела5 10 50 прогиба стенки направлена в сторону ванны с алюминием, Температура внешней стороны стенки поддерживается и регулируется путем изменения интенсивности продувки, например, воздуха, При этом разность температур внутренней стенка и наружной, состоящей из труб, сбег.почивает различную податливость отдельных участков балки,Отличительным признаком предлагаемого электролизера является то, что наружная сторона стенок кожуха представляет собой коллектордля принудительной и регулируемой в процессе работы электролизера циркуляции воздуха и выполнена в виде не сообщающихся одна с другой секц,й с целью регулирования изгиба гтенки по участкам и достижения наиболее равномерного распределения давления на футеровку, что осуществляется дифференцированным охлаждением отдельных секций труб.В предлагаемом электролиэере коллектор является частью стенки кожуха и служит для создания напряженного сосгояния стенки путем охлаждения самогп себя. Это обеспечивает приспособление кожуха к конкретным. изменяющимся условиям раСоты электролизера, срок служЬ.;, с п вышается,На фиг, 1 изображен злак; рогизер. общий вид; н; фиг, 2 - то.ке, сечение.Кдтодньй кожух состо.т из ме эл.,чч,- с (ого лтодного кожуха имея.-е о днище футерованное угольными блоками 2 и огне упорными кирпичами 3, теп"оиэоляцио ной засыпки 4, токсподвоаящих блюмсов 5, двух продольных и двух торцовых с;енок (балок б и 7), соединенных с возможностью взаимного перемещения, Пои эток коы продольных и торцовых балок, прилегающие одна к другой, выполнены в виде вилкообразнай и Т-образной формь. кронштейнаи 8, выполненчцг;и с отве, стиями, ч кэторые вставлень упругие элементы, в аиде подпружиненных болтов 9, шарнирно связанные с балками Балки воздуха выполнены из стального листа 10, образующего внутреннюю стенку, продольных ребер 11, например, таврового сечения и металлических труб 12. Все элем,нты балки соединяются сваркой,Трубы соединены в секции как по длине балки, так и по ее высоте, Для подачи и отвода хладагента каждая секция снабжена патрубками 13, Регулирование степени охлаждения отдельных секций труб, т е, регулирование податливости отдельных участков балки осуществляется в соответствии с показаниями датчиков 11 давления или температуры, установленных на внут ренней стенке балки, Датчики давления устанавливают между футеровкой и внутренней стенкой, для регистрации усилий, с которыми футеровка воздействует на балку, Датчики температуры могут быть установлены на внешней, относительно катода, стороне стального листа 10,При изгоговлении кожуха трубы 12 перед сваркой нагревают до 150-200 С, а стальной лист и ребра имеют температуру окружающей среды Такая технология изготовления обеспечивает предварительное напряженное состояние балок, г,е. более высокую жесткость на 20-25, или жо соответствующее снижение веса при номиналь. ной жесткости бале к,Во время работы, стройства при расширении у еровки усилие от нее передаетсяа балки 6 и 7, которые, перемещаясь, сжимзют пружины, Одновременно идет интенсивное охлаждение труб 12, что обеспечивает наибольшую жесткость стенок и их прямолинейность, После того как стенки отодвинутся на величину, допустимую сжатием пружины, начинается регулирование охлаждения секций таким образом, что каждая стен: ожуха катода принимает форму Г зс Яр.- .,.чейся фут,рзвк; и обес ечивает при этом оптимальное давление на последнюо: ак по длине .генки, так и по высоте футеровки. Вклг ение регулировки системы ох- ;аждения и управления ре; улированием охлаждения секций с;,ущестяляегся в :авигимо.ги от дателе;ия футеоовки на стенкг регистрируемого датчиками 1 д давления. При прибли.ении дачлелия к крити ческпму р -- , 3 МПа). определяемг;му прочностью футеровки, осуществга ие соотес:ствующх секций уменьшаетг.я и данный участок стенки кожуха становигся менее жестким (более подаливым) и оходт. г 1 р уменьшении даьления :о паде- -:и; тев ературы фугеровки) интенсивность охлаждения секции возрастает, кт лектор, образующий наружны пояс стенки, укорачивается и тем самым прижимает сгенку к фу геровке,Технико-экономические преимущества предлагаемой конструкции по сравнению с известной обусловлены тем, что секционированный воэдухоохлаждаемый ксллектор обеспечивает определенную жесткость, а следовательно, равномерное, допустимое давление футеровки на стенку кожуха катода по всей длине и высоте футерозки и при различных режимах работы электролиэера, Это сводит к минимуму возможность раэру:.пения футероьки и, следователь,;о, 1671736утечки алюминия, исключает пластическую деформацию стенок кожуха, а эначит,обеспечивает плотное прилегание футеровки и стенок кожуха и возможность повторного использования стенок кожуха после ремонта, а также увеличение межремонтного периода. Предварительно напряженное состояние стенок обуславливает повышение прочности по сравнению с известной конструкцией на 20-25, что позволяет уменьшить вес и металлоемкость кожуха и, следовательно, снизить затраты на проведение ремонтов,Нагревшийся воздух иэ коллектора можно использовать, например, при обогреве теплиц, производственных помещений. Формула изобретения 1, Катодный кожух электролизера дляполучения алюминия, содержащий металлический прямоугольный кожух с днищем, 5 стенки которого выполнены с поясом жесткости, имеющим внутренние и наружные стенки, соединенные ребрами жесткости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы элекролизера за 10 счет обеспечения воэможности регулирования жесткости кожуха при минимальных металлоемкости и весе, наружные стенки выполнены в виде дополнительного коллектора из металлических труб, разделенных 15 на секции.2, Кожух по п.1, о т л и ч а ю щ и Р с ятем. что ребра жесткости имеют тавровый профиль.1671738 2 5 Составитель Е, ТеренинТехред М,Моргентал Корректор М, Кучерявая Редактор Н, Бобкова изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2805 Тираж 382 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5