RU2165483C1 - Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell - Google Patents
Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165483C1 RU2165483C1 RU99124247A RU99124247A RU2165483C1 RU 2165483 C1 RU2165483 C1 RU 2165483C1 RU 99124247 A RU99124247 A RU 99124247A RU 99124247 A RU99124247 A RU 99124247A RU 2165483 C1 RU2165483 C1 RU 2165483C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminium
- copper
- tip
- aluminum
- electric current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано для производства алюминия. The invention relates to electrometallurgy and can be used for the production of aluminum.
Известно контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера для производства алюминия (а.с. СССР N 62486, кл. C 25 C 3/16, 1962), содержащее алюминиевую токоподводящую шину, соединенную с катодной секцией электролизера через промежуточный элемент (сборные железные шины). A contact connection of the current lead assembly to the cathode section of an electrolyzer for aluminum production is known (A.S. USSR N 62486, class C 25 C 3/16, 1962) containing an aluminum current lead connected to the cathode section of the cell through an intermediate element (prefabricated iron buses )
Недостатками данного технического решения являются повышенная температура эксплуатации контакта (200. ..250oC) вследствие недостаточно надежного соединения сопряженных поверхностей стального катода и железной шины (промежуточного элемента), приводящая к повышению переходного сопротивления.The disadvantages of this technical solution are the increased operating temperature of the contact (200 ... 250 ° C) due to the insufficiently reliable connection of the mating surfaces of the steel cathode and the iron bus (intermediate element), leading to an increase in the transition resistance.
Наиболее близким к изобретению является контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера для производства алюминия (патент РФ N 2085624 Кл6 C 25 C3/16, H 01 R 4/62, 1997), содержащее алюминиевую токоподводящую шину, выполненную в виде набора гибких алюминиевых полос, соединенную с катодной секцией электролизера через наконечник, выполненный в виде биметаллической медно-алюминиевой пластины, соединенный со стальным блюмсом катодной секции электролизера болтовым соединением таким образом, что медный слой контактирует с предварительно плакированной медью концевой частью блюмса.Closest to the invention is the contact connection of the current lead assembly to the cathode section of the electrolyzer for aluminum production (RF patent N 2085624 Cl 6 C 25 C3 / 16, H 01 R 4/62, 1997), containing an aluminum current lead, made in the form of a set of flexible aluminum strips connected to the cathode section of the electrolyzer through a tip made in the form of a bimetallic copper-aluminum plate, connected to the steel bloom of the cathode section of the electrolyzer by a bolt connection so that the copper layer contacts Fully clad with copper end of the bloom.
Недостатком данного технического решения является расположение границы алюминий-медь медно-алюминиевого переходного элемента в непосредственной близости от источника тепла (стального блюмса), в результате чего в период выхода электролизера на рабочий режим (~12...14 дней) указанная граница нагревается до температур 200...250oC, что приводит к образованию на ней интерметаллидой прослойки, существенно снижающей проводимость узла в целом, которая сохраняется в дальнейшем неизменной в процессе эксплуатации узла (при рабочих температурах 100...130oC.)
Задача изобретения - создание эффективного, простого и удобного в эксплуатации разборного соединения, обладающего стабильно малым переходным электросопротивлением при вынужденных температурах эксплуатации свыше 200oC, увеличение срока службы.The disadvantage of this technical solution is the location of the aluminum-copper border of the copper-aluminum transition element in the immediate vicinity of the heat source (steel bloom), as a result of which, when the electrolyzer reaches the operating mode (~ 12 ... 14 days), this boundary heats up to temperatures 200 ... 250 o C, which leads to the formation of an intermetallic layer on it, significantly reducing the conductivity of the node as a whole, which remains unchanged in the process of operation of the node (at operating temperatures of 100 ... 130 o C .)
The objective of the invention is the creation of an effective, simple and easy-to-use collapsible joint having a stably low transient electrical resistance at forced operating temperatures above 200 o C, increasing the service life.
Техническим результатом изобретения является улучшение температурных условий работы медно-алюминиевого переходного элемента за счет снижения температуры эксплуатации в период выхода электролизера на рабочий режим до 100. . . 130oC вследствие удаления последнего от источника тепла (стального блюмса).The technical result of the invention is to improve the temperature conditions of the copper-aluminum transition element by lowering the operating temperature during the period when the cell reaches the operating mode to 100. . 130 o C due to the removal of the latter from a heat source (steel bloom).
Это достигается тем, что у контактного соединения узла токоподвода к катодной секции электролизера, содержащее алюминиевую токоподводящую шину, выполненную в виде набора гибких алюминиевых полос, соединенную с катодной секцией электролизера через наконечник, соединенный со стальным блюмсом катодной секции электролизера болтовым соединением, наконечник выполнен из медной и алюминиевой пластин, соединенных между собой внахлест сваркой взрывом и образующих переходный элемент с площадью контакта на 10...20% больше площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины, причем переходный элемент расположен от торца стального блюмса на расстоянии не менее 5-6 толщин медной пластины, а площадь сечения медной пластины наконечника составляет 65...70% от площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины. This is achieved by the fact that at the contact connection of the current supply unit to the cathode section of the electrolyzer, containing an aluminum current supply bus made in the form of a set of flexible aluminum strips connected to the cathode section of the electrolyzer through a tip connected to the steel bloom of the cathode section of the electrolyzer by a bolt connection, the tip is made of copper and aluminum plates connected by an overlap by explosion welding and forming a transition element with a contact area of 10 ... 20% more than the cross-sectional area an aluminum current-carrying bus, and the transition element is located from the end of the steel bloom at a distance of at least 5-6 thicknesses of the copper plate, and the cross-sectional area of the copper plate of the tip is 65 ... 70% of the cross-sectional area of the aluminum current-carrying bus.
С целью снижения температуры нагрева переходного элемента проходящим током соединенные между собой внахлест сваркой взрывом медная и алюминиевая пластины наконечника образуют переходный элемент с площадью контакта на 10.. . 20% больше площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины, и вынесенный от источника тепла (стального блюмса) на расстояние не менее 5-6 толщин медной пластины наконечника обеспечивает, по сравнению с прототипом, благоприятное расположение границы медь-алюминий переходного элемента, что способствует улучшению температурных условий работы медно-алюминиевого переходного элемента за счет снижения температуры эксплуатации в период выхода электролизера на рабочий режим до 100...130oC, что гарантирует стабильно низкое значение переходного электросопротивления, и, как следствие, обеспечивает возможность длительной эксплуатации в рабочих условиях без ухудшения проводимости узла.In order to reduce the heating temperature of the transition element by passing current, the copper and aluminum plates of the tip interconnected by lap welding by explosion form a transition element with a contact area of 10 ... 20% more than the cross-sectional area of the aluminum current-carrying bus, and removed from the heat source (steel bloom) at a distance of at least 5-6 thicknesses of the copper plate of the tip, in comparison with the prototype, a favorable location of the border of the copper-aluminum transition element, which improves temperature working conditions of the copper-aluminum transition element by lowering the operating temperature in the cell during the output mode to the working up to 100 ... 130 o C, that guarantee stable low value per Khodnev resistivity, and as a result, enables continuous operation under the operating conditions assembly without deteriorating conductivity.
Применение медного слоя наконечника сечением более 70% от площади поперечного сечения токоподводящей шины приводит к удорожанию конструкции, а менее 65% - к увеличению омического сопротивления медной пластины больше сопротивления алюминиевой шины, что ведет к дополнительному нагреву медно-алюминиевого переходного элемента и, как следствие, ухудшению температурных условий работы последнего. Расположение переходного элемента на расстоянии менее 5 толщин медной пластины от стального блюмса приводит к нагреву переходного элемента в период выхода электролизера на рабочий режим до температур 200. . . 250oC, что обусловливает образование на границе биметалла медь-алюминий интерметаллидной прослойки, существенно снижающей проводимость узла в целом; более 6 толщин медной пластины приводит к удорожанию конструкции. Применение переходного элемента с площадью контакта медной и алюминиевой пластин менее 10% площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины приводит к дополнительному нагреву переходного элемента проходящим током, а более 20% - к удорожанию конструкции.The use of a copper layer of the tip with a cross section of more than 70% of the cross-sectional area of the current-carrying bus leads to a rise in cost of the structure, and less than 65% leads to an increase in the ohmic resistance of the copper plate more than the resistance of the aluminum bus, which leads to additional heating of the copper-aluminum transition element and, as a result, deterioration of the temperature conditions of the latter. The location of the transition element at a distance of less than 5 thicknesses of the copper plate from the steel bloom leads to heating of the transition element in the period of the electrolyzer reaching the operating mode to temperatures of 200.. . 250 o C, which leads to the formation at the border of the bimetal copper-aluminum intermetallic layer, which significantly reduces the conductivity of the node as a whole; more than 6 thicknesses of the copper plate leads to higher construction costs. The use of a transition element with a contact area of copper and aluminum plates of less than 10% of the cross-sectional area of an aluminum current-carrying bus leads to additional heating of the transition element by passing current, and more than 20% leads to an increase in the cost of construction.
Проведенный заявителем анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. An analysis of the technique carried out by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the perceived the inventor of the technical result of the distinguishing features in the claimed object set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения, результаты которого показывают, что заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата. To verify the conformity of the claimed invention to the requirements of the inventive step, the applicant searched for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art, as the prior art defined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of s technical result.
Следовательно, сделанное заявление изобретения соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, the made application of the invention meets the requirement of "inventive step" under the current law.
На фиг. 1 приведен пример реализации заявляемого технического решения; на фиг. 2 - результаты замера падения напряжения на участке "стальной блюмс - алюминиевая шина". In FIG. 1 shows an example of the implementation of the proposed technical solution; in FIG. 2 - the results of measuring the voltage drop in the section "steel blooms - aluminum bus".
Контактное соединение состоит из стального блюмса 1, помещаемого в катодную часть электролизера 2, соединенного с токоподводящей магистралью 3 алюминиевой токоподводящей шиной 4, выполненной в виде набора гибких алюминиевых полос, крепящейся на фрезерованную концевую часть блюмса 1 через наконечник болтовым соединением 5, обеспечивающим необходимое усилие прижатия деталей. Наконечник состоит из медной 6 и алюминиевой 7 пластин, соединенных между собой внахлест сваркой взрывом и образующих переходный элемент 8 с площадью контакта на 10...20% больше площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины 4, поперечное сечение алюминиевой пластины наконечника равно сечению алюминиевой токоподводящей шины, площадь сечения медной пластины наконечника составляет 65. . .70% от площади поперечного сечения алюминиевой токоподводящей шины, а площадь контакта наконечника со стальным блюмсом выбирается из условия обеспечения плотности тока j, протекающего через этот контакт, не менее j ≤ 0,2 А/мм2. Переходной элемент (зона соединения медной и алюминиевой пластин наконечника) расположен от источника тепла (стального блюмса) на расстояние не менее 5-6 толщин медной пластины наконечника.The contact connection consists of
Токоподвод осуществляется от токоподводящей магистрали 3 одновременно в несколько ванн. В дальнейшем ток проходит по алюминиевой токоподводящей шине 4 и поступает на приваренный к ней дуговой сваркой 9 наконечник. При помощи болтового соединения 5 наконечник устанавливается таким образом, что медная пластина 6 контактирует с концевой частью блюмса 1. Блюмс 1 осуществляет токоподвод непосредственно в катодную часть электролизера 2. При выходе электролизера на рабочий режим концевая часть стального блюмса, на котором крепится наконечник, нагревается до температур 200...250oC, расположение переходного элемента 8 наконечника на расстоянии 5-6 толщин медной пластины от торца стального блюмса гарантирует, что граница медь-алюминий медно-алюминиевого переходного элемента в этот период не нагреется выше температур 100. . . 130oC, что исключает образование интерметаллидной прослойки по границе биметалла и не приводит к увеличению электросопротивления узла в целом (фиг. 2, кривая 2).The current supply is carried out from the
После установки опытных образцов были проведены испытания, в ходе которых ежемесячно замерялась величина падения напряжения на участке "блюмс-алюминиевая шина". Для сравнения данных использовалось соединение-прототип. Результаты проведенных испытаний (фиг. 2) показывают, что при выходе электролизера на рабочий режим температура эксплуатации катодного токоподводящего узла превышает 200oC, падение напряжения соединения-прототипа (кривая 1) в течение 1 месяца выросло с 6 до 47 mV, что является недопустимым, для новой конструкции наконечника падение напряжения при тех же условиях эксплуатации составляет 6...8 mV (кривая 2).After the installation of the prototypes, tests were carried out during which the voltage drop at the “bloom-aluminum bus” section was measured monthly. A prototype compound was used to compare the data. The results of the tests (Fig. 2) show that when the electrolyzer reaches the operating mode, the operating temperature of the cathode current supply unit exceeds 200 o C, the voltage drop of the prototype connection (curve 1) increased from 6 to 47 mV for 1 month, which is unacceptable , for a new tip design, the voltage drop under the same operating conditions is 6 ... 8 mV (curve 2).
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
контактное соединение узла токоподвода к катодной секции электролизера предназначено для использования в электрометаллургии, при монтаже и ремонте электролизеров для производства алюминия;
для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
контактное соединение, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the foregoing indicates that when using the claimed invention the following combination of conditions:
contact connection of the current lead assembly to the cathode section of the electrolyzer is intended for use in electrometallurgy, during installation and repair of electrolyzers for aluminum production;
for the claimed invention as described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the means and methods described above or known prior to the priority date is confirmed;
contact compound embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124247A RU2165483C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124247A RU2165483C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2165483C1 true RU2165483C1 (en) | 2001-04-20 |
Family
ID=20227092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99124247A RU2165483C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165483C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450089C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-05-10 | Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Flexible current-carrying compensator/adaptor |
CN105887142A (en) * | 2016-06-22 | 2016-08-24 | 广西百色银海铝业有限责任公司 | Electrolytic tank diversion mechanism and method of welding same into electrolytic tank |
RU180439U1 (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЛЕД" | Insulated Bolt Tip |
CN109863258A (en) * | 2016-07-26 | 2019-06-07 | Cobex有限责任公司 | Cathode collector/connector for Hall-Ai Lu battery |
-
1999
- 1999-11-16 RU RU99124247A patent/RU2165483C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450089C2 (en) * | 2010-07-01 | 2012-05-10 | Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Flexible current-carrying compensator/adaptor |
CN105887142A (en) * | 2016-06-22 | 2016-08-24 | 广西百色银海铝业有限责任公司 | Electrolytic tank diversion mechanism and method of welding same into electrolytic tank |
CN105887142B (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-01 | 广西百色银海铝业有限责任公司 | A kind of electrolytic cell diversion mechanism and the method being welded in electrolytic cell |
CN109863258A (en) * | 2016-07-26 | 2019-06-07 | Cobex有限责任公司 | Cathode collector/connector for Hall-Ai Lu battery |
RU180439U1 (en) * | 2018-02-26 | 2018-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "НИЛЕД" | Insulated Bolt Tip |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2258815C (en) | A collector bar for the production of molten metal by electrolysis | |
RU2165483C1 (en) | Contact joint of electric current lead assembly of cathode section of aluminium cell | |
CN102513637A (en) | Copper-aluminum (Cu-Al) braze welding process of copper-aluminum transition wire clamp | |
HU195261B (en) | Carbon anode for electrolytic cell for producing aluminium | |
CN104607783A (en) | Welding Device for Welding a Connecting Portion and Method for Welding the Connecting Portion with the Welding Assembly | |
CN104862743A (en) | Busbar connection structure and method for reducing connected high current busbar contact voltage | |
CN106029283A (en) | Welding assembly and method | |
CN104611729B (en) | Electric installation and using method between the groove of a kind of band isolation locating piece | |
Sampaio et al. | Influence of corrosion on the electrical and mechanical performance of hybrid busbars | |
RU2085624C1 (en) | Contact connection of current-conductor unit to cathode section of electrolyzer | |
RU2387743C2 (en) | Electric contact unit of electrolyser for aluminium production and procedure for assembly of electric contact unit | |
RU2296680C1 (en) | Contact rail bond | |
CN204918796U (en) | Reduce heavy current generating line and connect touch voltage's generating line connection structure | |
RU2232831C1 (en) | Anodic device of the aluminum electrolyzer | |
US3832512A (en) | Electroslag welding process | |
CN204509470U (en) | Electric installation between a kind of groove with isolation preset pieces | |
CN101916925A (en) | Wire clamp of copper-aluminum apparatus | |
RU2175689C2 (en) | Joint in cathode section of electrolyzer and process of its manufacture | |
RU88356U1 (en) | CONTACT CONNECTION OF A SURFACE ASSEMBLY TO THE CATHODE SECTION OF THE ELECTROLYZER | |
CN216864349U (en) | Anode steel claw heat bonding repair equipment | |
RU2318926C2 (en) | Contact joint of electric current lead to cathode section of aluminum cell | |
RU2450089C2 (en) | Flexible current-carrying compensator/adaptor | |
RU2108415C1 (en) | Method for assembly of current lead for aluminum electrolyzer | |
RU2734884C1 (en) | Method and device for protection against electrochemical corrosion of welded metal structure | |
CN220409670U (en) | Split type plastic welding hot cutting machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091117 |