Способ ремонта сваркой анодных стояков алюминиевых электролизеров

О П И С А Н И Е (и 1 599952ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски Социалистических Республик(22) Заявлено 21,06.74 (21) 2035898/27с присоединением заявки Ме(45) Дата опубликования описания 05.04,78(51) М Клг В 23 Р 7/04 Государственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий(54) СПОСОБ РЕМОНТА СВАРКОЙ АНОДНЫХ СТОЯКОВ АЛЮМИ Н ИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛ ИЗЕРОВИзобретение 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 катодцой оши нов ки.Отключение серии ца время сварки приводит к снижению выпуска агпоминия и к расстройству технологического процесса из-за колебания температуры электролита. Разрыв одной стороны катодной ошиновки не обеспечивает качественной сварки анодных стояков с анодной ошицовкой, 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 анодцыми стояками и ошиновкой работающих электролизеров.Когда сварщик, при наличии перетока (при 5 наличии разности потенциалов между свариваемыми шинами порядка 10 и более милли- вольт), пытается сделать металлическую перемычку из расплавленного электрической дугой металла, то по этой перемычке сразу на чинает течь большой ток, который пережигаетэту перемычку и раскаленный металл фейерверком разбрасывается в стороны.В образовавшейся из жидкого металла перемычке (пока она не перегорела) течет ток 15 с очень большой плотностью, порядка нескольких сотен ампср ца 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 повторяется25 Целью изобретения является выполнениеремонта ацодных стояков без отключения электролизной серии,Поставленная цель достигается тем, что пакет катодной ошиновки ремонтируемого элек тролизера замыкают полностью, устанавливаяврсмсшдыс шунтьд перед входными стоякамиремонтируемого элсктролизсра по ходу тока иэлектролизнои серии.На дриг, 1 изображена принципиальная схема одной стороны ошиновки кап;дтальпо ремонтируемого электролизера; на фиг. 2выполнение узла, замыкающего все шины катодиого пакета; на фпг, 3 - усгановка ферромагнитных экранов,На дриг. 1 изооражены 1 - входной стояк;2 - сваривасмая зона;,5 и 4 - шунтирующиеремонтиру емыи электролизер узлы; о - выходной стояк; б - анодная ошиновка; 7зел, замыкающий все шины катодного пакета; а, 11, с, , е, ),- шины катодного пакета;( со стрелкои - направление тока серии,На григ. 2 показаны ь - замыкающие сухари; 9 - гибкая связь между наиболее загру 5 кенньдми сухар 51 ми,На фиг. 3 изооражен ферромагнитный экрап, который одновременно является хому томдля ст 51 гнвания свариваемых шпн, где 10 --аиодпыс шины; 11 - шины анодного стояка;- стенки экрана выпо(дияются из ьд 51 гкоиферромагнитнои стали, из 1 - 3 листов суммарпои толщиной 20 - 30 мм); 1 - ребра кссткости; 14 - зона сварки; 15 - ст 515 кной винтЫ Ь 2 мм и более, =2 мм); 16проушиныДля зацсплсн 1151 мостовым крапо 1; 1( -- Отверстия для шкворня, которыи вставляют до затяжки стяжного винта.11 сретокн медкду свариВасыыыи ш 11 наьдн 00.разуются из-за уменьшенной электропроводимости в катодпои ошиновке ремонтируемогоэлектролизера. Например, ток с катодных шниЙ, е не имеет выхода, кроме как по шинамвходного стояка 1 через зодд сварки 2, иа ка-,тодныс шипы а, 1 д, с.й существующих шуптнрующих узлах 3 и -1могут оыть разные потери напряжения в контактах отдельных шин, что также создает условие для ооразования перетока по стоякам.Нарушение симметрии в проводимости катоднои ошиновки одной стороны электролизера относительно другой создает условие дляперетекания тока по шинам стояков через телоанода с одной стороны электролизера на другую, например с глухой иа лицевую.Особенно тяжело варятся выходные стояки5, так как если их варить с замкнутыми ш 1 птирующими узлами д и 4, то анодная ошиновка о шунтируст катодную ошиновку, а таккак проводимость катодной ошиповки у ремонтиру смого электролизера уменьшена, то поаноднои ошиновке, а следовательно, и по выходному стояку Ь, течет большой ток, порядканоминального относительно выходного стояка(только обратного направления), сли варитьс разомкнутым шунтирующим узлом 3, то образуется цепь тока; шины 1, д - выходнойстояк 5 в анодная ошиновка; б - входнойстояк 1 - шины а, д, с.Если варить с разомкнутыми шунтирующими узлами 3 и 4, то образуется цепь тока; шины 1 О - выходной стояк - анодная оши 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 нонка - штыри - тело анода - штыри - анодная ошпновка другой стороны - противоположные стояки - катодная ошиновка другои стороны электролизера.идз-за того, что ток с шин (д и е не имеет выхода, несколько катодпых блоков на предыдущем электролизере по ходу тока не раоотают, что приводит к расстроиств 1 технологии этого электролизера дна время ремонта электролизера).й соответствии с изо 5 ретедпдем поставленная цель достигается тем, что переток между свариваемыми шинами и магнитное поле, создаваемое перетоком, ликвидируют 1 рсзко ослаоляют) путем замыкания всех шин катодного пакета перед входными стояками ремонтируемого электролизера с помощью замыкающего узла (. 11 ри этом все перетоки оудут перетекать по замыкающему катодн 1 ю ошиновку узл 1 (, мддну 51 зону сварки шин и.1511 ешнсс магнитное поле, оказывающее вредное влияшдс на качество сварки анодных ст 051 ков с аноднои Ош 11 новкой создаваемое в основном олижаишим стояком раоотающсго электролизера, ликвидируют пу темстановки ферромагнитного экрана мсдкд свариваемым стояком и стояком раоотающсго элсктролнзсра, о;шжс к сварнвасмому стояку, на уровне зоны сварки. ч 5 ерромагнидныи экран частично нли по.шостьдо должен охватывать зон сварки, при этом снловыс лдшии магнитнодо поля, создаваемого анодным стояком работающего электрошзера, В зоне сварки ирох д 51 т ио 1 рерромагнитпому экрану, минуя зон 1 сварки.11 срсд отклдочением электролизсра на капитальныи ремонт или сразу после его отключения устанавливают замыкадощий узел (, которым замыкадот весь пакет шин кагоднои ошниовкп. Узел ( устанавливают с обеих сторон электролизера, если позволяет место, перед входными стояками ремонтируемого электролизера, если нет, то перед выходными стояками предыдущего электролизера,11 ри этом следует ооратить особое внимание на высокое качество контактов в замыкающем узле ( и на соолюдсние последовательностдд выполняемых операций,Коптактирующддеся поверхности шин и сухарей необходимо зачиспдть. У зел крепко сжать, сухари простучать кувалдой сооку), затем еще поджать, 11 отеря напряжения между люоои парой шин в замыкающем зле не должна быть более 10 - 15 милливольт. 11 ри простукивании сухарей в сжатом состоянии разрушается окисная пленка и контакт резко улучшается. Ширину сухарей и гибких связей следует брать порядка 300 - 350 Удхд. 1(онтакт можно улучшить (уменьшить перепад напряэкеиия между шинами), если в некотором удалении от сухарей замыкающего узла ( забить медные клинья, желательно с продольными рисками.Затем надеть на свариваемые шины ферро. магнитные экраны. Зкрадд может быть надет до или после затягивания шин стояка, 599952Контактирующиеся 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 образует 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 про пзводительность алюминиевых электролизеров; улучшает технологический ход предыдущего по ходу тока электролпзера; улучшает качество сварного контакта, что приводит к уменьшению потерь электроэнергии в свари ваемом (переходном) контакте анодный стояк - анодная ошиновка,Формула изобретения15 Способ ремонта сваркой анодных стояковалюминиевых электролизеров в действующемэлектролизном корпусе, при котором снижаютвоздействие магнитного поля, создаваемого взоне сварки токами, перетекающими по ка 20 тодной ошиновке электролизера, установкойвременных пунктов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью выполнения ремонта анодныхстояков без отключения электролнзерной серии, пакет катодной ошиновки ремонтируемо 25 го электролизера замыкают полностью, устанавливая временные шунты перед входнымистояками ремонтируемого электрол изера походу тока в электролизной серии.Источники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1. Перун И. В., Гаген Ю. Г, О магнитномполе в зоне сварки анодных стояков алюминиевых электролизеров. - Цветные металлы,1972,6, с. 33,5,99952 Редактор С. Макагон Подписное Изд. М 336 Тираж 1263 11 ПО Государственного когяитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5