RU2196193C1 - Burnt anode for aluminum electrolyzer - Google Patents

Burnt anode for aluminum electrolyzer Download PDF

Info

Publication number
RU2196193C1
RU2196193C1 RU2001115755A RU2001115755A RU2196193C1 RU 2196193 C1 RU2196193 C1 RU 2196193C1 RU 2001115755 A RU2001115755 A RU 2001115755A RU 2001115755 A RU2001115755 A RU 2001115755A RU 2196193 C1 RU2196193 C1 RU 2196193C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal block
nipples
calcined
anode
nipple
Prior art date
Application number
RU2001115755A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Берстенев
В.В. Гейнце
А.А. Зальцман
Л.В. Крылов
А.А. Старцев
Г.Ф. Ведерников
М.П. Петухов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский Алюминий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский Алюминий" filed Critical Открытое акционерное общество "Объединенная компания "Сибирский Алюминий"
Priority to RU2001115755A priority Critical patent/RU2196193C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196193C1 publication Critical patent/RU2196193C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: anode has burnt coal block, bracket with nipples arranged lengthwise of burnt coal block axis and fixed in nipple receptacles formed in coal block, and anode holder connected to bracket. Outer nipples are arranged in spaced relation with space between nipple axes making 0.55-0.60 the length of burnt coal block. Diameter of nipple receptacles is 0.12- 0.15 the length and 0.25-0.31 the width of burnt coal block. EFFECT: increased efficiency and prolonged service life of burnt anode. 2 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия, а именно к анодному устройству алюминиевых электролизеров. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, and in particular to the anode device of aluminum electrolysis cells.

Известен обожженный анод алюминиевого электролизера, состоящий из угольных блоков, анододержателя и ниппельного кронштейна, соединенных между собой с помощью стержней с клиньями, в котором анододержатель в нижней части снабжен пазом, охватывающим ниппельный кронштейн, и прорезью по продольной оси, заканчивающейся отверстием (СССР, авторское свидетельство 354003, С 22 D 3/02. 3/12, Опубл. 09.10.72). Known is the calcined anode of an aluminum electrolyzer, consisting of coal blocks, an anode holder and a nipple bracket interconnected by rods with wedges, in which the anode holder in the lower part is provided with a groove covering the nipple bracket and a slot along the longitudinal axis ending in an aperture (USSR, copyright certificate 354003, C 22 D 3/02. 3/12, Pub. 09.10.72).

Недостаток такого обожженного анода алюминиевого электролизера заключается в использовании нескольких угольных блоков, закрепленных на одном анододержателе при помощи ниппельного кронштейна. При использовании нескольких угольных блоков в случае выхода из строя по тем или иным причинам одного из угольных блоков нарушается работа остальных угольных блоков. В случае выхода из строя одного из угольных блоков возрастает токовая нагрузка на остальные угольные блоки, что приводит к преждевременному выходу из строя этих угольных блоков. Это приводит к снижению срока службы обожженного анода и повышенному расходу угольных блоков. The disadvantage of such a calcined anode of an aluminum electrolyzer is the use of several carbon blocks mounted on one anode holder using a nipple bracket. When using several coal blocks in the event of failure for one reason or another of one of the coal blocks, the operation of the remaining coal blocks is disrupted. In the event of failure of one of the coal blocks, the current load on the remaining coal blocks increases, which leads to premature failure of these coal blocks. This leads to a decrease in the life of the calcined anode and increased consumption of coal blocks.

Кроме того, для снижения падения напряжения в контакте ниппелей с угольными блоками и обеспечения механической прочности соединения ниппелей с угольными блоками данная конструкция обожженного анода предполагает использование ниппелей и ниппельных гнезд достаточно большого диаметра, а это приводит к увеличению вероятности растрескивания угольных блоков в результате воздействия напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения ниппеля и угольного блока. In addition, to reduce the voltage drop in the contact of the nipples with the coal blocks and to ensure the mechanical strength of the connection of the nipples with the coal blocks, this design of the calcined anode involves the use of nipples and nipple nests of a sufficiently large diameter, and this leads to an increase in the likelihood of cracking of the coal blocks due to stresses, arising due to differences in thermal expansion of the nipple and the coal block.

Наиболее близким к заявленному является обожженный анод алюминиевого электролизера, состоящий из одного обожженного угольного блока, стального кронштейна с ниппелями, расположенными вдоль продольной оси обожженного угольного блока и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, и анододержателя, соединенного с кронштейном, причем крайние ниппеля расположены на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем порядка 0,75 длины обожженного угольного блока (Металлургия алюминия. Троицкий И.А., Железнов В. А. Учебное пособие для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1984, с.347-348, Рис.135). Closest to the claimed is the calcined anode of an aluminum electrolyzer, consisting of one calcined coal block, a steel bracket with nipples located along the longitudinal axis of the calcined coal block and secured in nipple sockets made therein, and an anode holder connected to the bracket, with the extreme nipples being located on the distance between their vertical axes, which is about 0.75 the length of the burnt coal block (Aluminum metallurgy. Troitsky I.A., Zheleznov V.A. Tutorial A technical. 2nd ed., rev. and add. M .: Metallurgy, 1984, s.347-348, Ris.135).

Недостаток такого обожженного анода алюминиевого электролизера заключается в расположении крайних ниппелей на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем порядка 0,75 длины обожженного угольного блока. При указанном расположении крайних ниппелей увеличивается длина стального кронштейна по отношению к длине обожженного угольного блока, а сами крайние ниппеля приближены к торцам обожженного угольного блока. При таком соотношении длины обожженного угольного блока и длины стального кронштейна и при указанном расположении крайних ниппелей величина напряжений, возникающих в процессе эксплуатации обожженного анода вследствие различия термического расширения стального кронштейна и угольного блока, может превысить предел прочности обожженного угольного блока и привести к его растрескиванию в сечениях между крайними ниппелями. При этом также вследствие интенсивного окисления в процессе эксплуатации анода торцевых граней обожженного угольного блока в их верхней части увеличивается вероятность выхода из строя крайних ниппелей. При растрескивании обожженного угольного блока и ухудшении контакта крайних ниппелей с обожженным угольным блоком ухудшается распределение тока по ниппелям, повышается падение напряжения в аноде, сокращается срок его службы и ухудшается качество металла вследствие доступа электролита к крайним ниппелям при окислении верхней части обожженного угольного блока. The disadvantage of such a calcined anode of an aluminum electrolyzer is the location of the extreme nipples at a distance between their vertical axes of about 0.75 of the length of the calcined coal block. With the indicated location of the extreme nipples, the length of the steel bracket increases with respect to the length of the charred coal block, and the extreme nipples themselves are close to the ends of the charred coal block. With this ratio of the length of the calcined coal block to the length of the steel bracket and the indicated location of the extreme nipples, the stresses arising during the operation of the calcined anode due to differences in the thermal expansion of the steel bracket and the coal block can exceed the tensile strength of the calcined coal block and cause it to crack in sections between the extreme nipples. Moreover, due to intense oxidation during operation of the anode, the end faces of the calcined coal block in their upper part increase the probability of failure of the extreme nipples. When the burnt coal block is cracked and the contact of the extreme nipples with the burnt coal block worsens, the current distribution over the nipples worsens, the voltage drop in the anode increases, its service life decreases and the quality of the metal deteriorates due to the access of the electrolyte to the extreme nipples during oxidation of the upper part of the burned coal block.

В основу изобретения положена задача разработать обожженный анод алюминиевого электролизера, конструкция которого уменьшала бы вероятность растрескивания обожженного угольного блока за счет уменьшения напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока, и обеспечения запаса прочности обожженного угольного блока в местах размещения ниппелей при воздействии указанных напряжений и напряжений, возникающих от объемного термического расширения ниппелей, при условии обеспечения надежного электрического контакта и механической прочности соединения обожженного угольного блока и ниппелей, что позволит повысить срок его службы. The basis of the invention is the task of developing a calcined anode of an aluminum electrolyzer, the design of which would reduce the likelihood of cracking of the calcined coal block by reducing stresses resulting from differences in thermal expansion of the bracket and the calcined coal block, and providing a margin of safety of the calcined coal block at the locations of the nipples when exposed to these stresses and stresses arising from volumetric thermal expansion of nipples, provided that reliable electrical contact and mechanical connection strength of the calcined carbon block and nipples, which will increase its life.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в обожженном аноде алюминиевого электролизера, состоящем из обожженного угольного блока, кронштейна с ниппелями, расположенными вдоль продольной оси обожженного угольного блока и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, и анододержателя, соединенного с кронштейном, крайние ниппеля расположены на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем 0,55-0,60 длины обожженного угольного блока, а ниппельные гнезда выполнены диаметром, составляющим 0,12-0,15 длины и 0,25-0,31 ширины обожженного угольного блока. The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the calcined anode of the aluminum electrolyzer, consisting of a calcined coal block, an arm with nipples located along the longitudinal axis of the calcined coal block and secured in the nipple sockets made therein, and an anode holder connected to the arm, the extreme nipples are located at a distance between their vertical axes of 0.55-0.60 of the length of the calcined coal block, and the nipple nests are made with a diameter of 0.12-0 , 15 lengths and 0.25-0.31 widths of the calcined coal block.

При расположении крайних ниппелей на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем 0,55-0,60 длины обожженного угольного блока, и выполнении ниппельных гнезд диаметром, составляющим 0,12-0,15 длины и 0,25-0,31 ширины обожженного угольного блока, уменьшается вероятность растрескивания обожженного угольного блока за счет уменьшения напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока, и обеспечения прочности обожженного угольного блока в местах размещения ниппелей при воздействии указанных напряжений и напряжений, возникающих от объемного термического расширения ниппелей, причем при условии обеспечения надежного электрического контакта и механической прочности соединения обожженного угольного блока и ниппелей за счет обеспечения необходимой площади контакта обожженного угольного блока и ниппелей, что позволяет повысить срок службы обожженного анода алюминиевого электролизера. When the extreme nipples are located at a distance between their vertical axes of 0.55-0.60 of the length of the charred coal block, and nipple nests are made with a diameter of 0.12-0.15 of the length and 0.25-0.31 width of the charred coal block, the likelihood of cracking of the calcined coal block is reduced by reducing stresses arising from differences in the thermal expansion of the bracket and the calcined coal block, and ensuring the strength of the calcined coal block in the nipple locations when exposed seemed stresses and stresses caused by cubical expansion of the nipples, and, provided that a reliable electrical contact and mechanical connection strength of the calcined carbon block and pins by providing the necessary contact area of the calcined carbon block and nipples, which improves the lifetime of calcined anode aluminum electrolysis cell.

При указанном расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей и указанном диаметре ниппельных гнезд, во-первых, уменьшается длина кронштейна, что уменьшает напряжения, возникающие вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока, во-вторых, при воздействии указанных напряжений, а также напряжений, возникающих от объемного термического расширения ниппелей, обеспечивается прочность обожженного угольного блока в районе размещения крайних ниппелей за счет увеличения расстояния между ниппельными гнездами и торцевыми и боковыми гранями обожженного угольного блока, а в-третьих, ниппельные гнезда крайних ниппелей удаляются от зоны интенсивного окисления верхней части обожженного угольного блока. Благодаря этому уменьшается вероятность растрескивания обожженного угольного блока, сохраняется электрический контакт крайних ниппелей и обожженного угольного блока и повышается срок службы обожженного анода алюминиевого электролизера. At the indicated distance between the vertical axes of the extreme nipples and the indicated diameter of the nipple sockets, firstly, the length of the bracket is reduced, which reduces the stresses arising from the difference in thermal expansion of the bracket and the calcined coal block, and secondly, when exposed to the indicated stresses, as well as stresses, arising from volumetric thermal expansion of the nipples, the strength of the calcined coal block in the region where the extreme nipples are located is ensured by increasing the distance between the nipples nests and end and side faces of the fired coal block, and thirdly, the nipple nests of the extreme nipples are removed from the zone of intensive oxidation of the upper part of the fired coal block. Due to this, the likelihood of cracking of the calcined coal block is reduced, the electrical contact of the extreme nipples and the calcined coal block is maintained, and the life of the calcined anode of the aluminum electrolyzer is increased.

При этом расстояние между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющее 0,55-0,60 длины обожженного угольного блока, с учетом диаметра ниппельных гнезд, составляющего 0,12-0,15 длины обожженного угольного блока, определено исходя из величины напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока, предела прочности обожженного угольного блока в местах размещения крайних ниппелей и необходимой площади контакта обожженного угольного блока и ниппелей, установленных в выполненных в нем ниппельных гнездах, обеспечивающей надежный электрический контакт и необходимую механическую прочность соединения обожженного угольного блока и ниппелей. In this case, the distance between the vertical axes of the extreme nipples, which is 0.55-0.60 of the length of the charred coal block, taking into account the diameter of the nipple nests, which is 0.12-0.15 of the length of the charred coal block, is determined based on the magnitude of the stresses arising from the difference thermal expansion of the bracket and the charred coal block, the tensile strength of the charred coal block at the locations of the extreme nipples and the necessary contact area of the charred coal block and the nipples installed in it nipple sockets, providing reliable electrical contact and the necessary mechanical strength of the connection of the calcined coal block and nipples.

При расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющем более 0,60 длины обожженного угольного блока и диаметре ниппельных гнезд, составляющем более 0,15 длины обожженного угольного блока, расстояние между крайними ниппелями и торцевыми гранями обожженного угольного блока уменьшается на столько, что не обеспечивается необходимая прочность обожженного угольного блока при возникновении напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока. Кроме того, при расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющем более 0,60 длины обожженного угольного блока и диаметре ниппельных гнезд, составляющем более 0,15 длины обожженного угольного блока, ниппельные гнезда крайних ниппелей приближаются к зоне окисления его верхней части, что увеличивает вероятность растрескивания обожженного угольного блока в местах размещения крайних ниппелей и вероятность выхода из строя крайних ниппелей из-за окисления обожженного угольного блока в местах их размещения. При растрескивании обожженного угольного блока в местах размещения крайних ниппелей и выходе из строя крайних ниппелей увеличивается нагрузка на остальные ниппеля, что приводит к их преждевременному выходу из строя. При расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющем более 0,60 длины обожженного угольного блока, и диаметре ниппельных гнезд, составляющем менее 0,12 длины обожженного угольного блока, уменьшается контактирующая поверхность ниппелей, установленных в ниппельных гнездах, и обожженного угольного блока, что ухудшает электрический контакт и снижает механическую прочность соединения обожженного угольного блока и ниппелей. When the distance between the vertical axes of the extreme nipples is more than 0.60 of the length of the charred coal block and the diameter of the nipple nests is more than 0.15 of the length of the charred coal block, the distance between the extreme nipples and the end faces of the charred coal block is reduced by so much that the necessary the strength of the calcined coal block when stresses occur due to differences in the thermal expansion of the bracket and the calcined coal block. In addition, when the distance between the vertical axes of the extreme nipples is more than 0.60 of the length of the charred coal block and the diameter of the nipple nets is more than 0.15 of the length of the charred coal block, the nipple nests of the extreme nipples approach the oxidation zone of its upper part, which increases the likelihood cracking of the calcined coal block at the locations of the extreme nipples and the likelihood of failure of the extreme nipples due to oxidation of the calcined coal block at the locations of their placement. When the burnt coal block is cracked at the locations of the extreme nipples and the failure of the extreme nipples, the load on the remaining nipples increases, which leads to their premature failure. When the distance between the vertical axes of the extreme nipples is more than 0.60 of the length of the charred coal block, and the diameter of the nipple nests is less than 0.12 of the length of the charred coal block, the contact surface of the nipples installed in the nipples and the charred coal block decreases, which worsens electrical contact and reduces the mechanical strength of the connection of the calcined coal block and nipples.

При расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющем менее 0,55 длины обожженного угольного блока, и диаметре ниппельных гнезд, составляющем более 0,15 длины обожженного угольного блока, при возникновении напряжений, возникающих вследствие объемного термического расширения ниппелей, не обеспечивается необходимая прочность обожженного угольного блока в промежутках между выполненными в нем ниппельными гнездами. При этом также ухудшаются условия выполнения операций монтажа и демонтажа обожженного анода из-за близкого расположения ниппелей друг к другу. При расстоянии между вертикальными осями крайних ниппелей, составляющем менее 0,55 длины обожженного угольного блока, и диаметре ниппельных гнезд, составляющем менее 0,12 длины обожженного угольного блока, уменьшается контактирующая поверхность ниппелей, установленных в ниппельных гнездах, и обожженного угольного блока, что ухудшает электрический контакт и снижает механическую прочность соединения обожженного угольного блока и ниппелей. When the distance between the vertical axes of the extreme nipples is less than 0.55 of the length of the fired coal block, and the diameter of the nipple nests is more than 0.15 of the length of the fired coal block, stresses arising due to volumetric thermal expansion of the nipples do not provide the necessary strength of the fired coal block between the nipple sockets made therein. This also worsens the conditions for the installation and dismantling of the calcined anode due to the proximity of the nipples to each other. When the distance between the vertical axes of the extreme nipples is less than 0.55 of the length of the charred coal block, and the diameter of the nipple nests is less than 0.12 of the length of the charred coal block, the contact surface of the nipples installed in the nipple nests and the charred coal block decreases, which worsens electrical contact and reduces the mechanical strength of the connection of the calcined coal block and nipples.

Диаметр ниппельных гнезд, составляющий 0,25-0,31 ширины обожженного угольного блока, определен исходя из условий обеспечения прочности обожженного угольного блока в промежутках между крайними ниппелями и боковыми гранями обожженного угольного блока при воздействии напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока и воздействии напряжений от объемного термического расширения ниппелей, а также условий сохранения необходимой площади контакта крайних ниппелей и обожженного угольного блока. The diameter of the nipple nests, comprising 0.25-0.31 the width of the fired coal block, is determined based on the conditions for ensuring the strength of the fired coal block in the spaces between the extreme nipples and the side faces of the fired coal block under the stresses arising from the difference in the thermal expansion of the bracket and the fired coal block and the effects of stresses from the volumetric thermal expansion of the nipples, as well as the conditions for maintaining the necessary contact area of the extreme nipples and the annealed corner th block.

При диаметре ниппельных гнезд, составляющем более 0,31 ширины обожженного угольного блока, расстояние между крайними ниппелями и боковыми гранями обожженного угольного блока уменьшается на столько, что не обеспечивается необходимая прочность обожженного угольного блока при возникновении напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна и обожженного угольного блока и вследствие объемного термического расширения ниппелей, а также не обеспечивается сохранность контакта крайних ниппелей с обожженным угольным блоком вследствие окисления его верхней части. При диаметре ниппельных гнезд, составляющем менее 0,25 ширины обожженного угольного блока, уменьшается контактирующая поверхность ниппелей, установленных в ниппельных гнездах, и обожженного угольного блока, что ухудшает электрический контакт и снижает механическую прочность соединения обожженного угольного блока и ниппелей. When the diameter of the nipple nests is more than 0.31 of the width of the fired coal block, the distance between the extreme nipples and the side faces of the fired coal block is reduced by so much that the required strength of the fired coal block is not provided when stresses arise due to the difference in the thermal expansion of the bracket and the fired coal block and due to the volumetric thermal expansion of the nipples, and also does not ensure the safety of contact of the extreme nipples with the burned angle block due to the oxidation of its upper part. When the diameter of the nipple nests is less than 0.25 of the width of the fired coal block, the contact surface of the nipples installed in the nipple sockets and the fired coal block decreases, which impairs electrical contact and reduces the mechanical strength of the connection of the fired coal block and nipples.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен обожженный анод алюминиевого электролизера, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид с торца. The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 shows a burned anode of an aluminum electrolyzer, side view; figure 2 is the same end view.

Обожженный анод алюминиевого электролизера состоит из обожженного угольного блока 1, кронштейна 2 с ниппелями 3, расположенными вдоль продольной оси обожженного угольного блока 1 и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, и анододержателя 4, соединенного с кронштейном 2. Ниппеля 3 закреплены в выполненных в обожженном угольном блоке 1 ниппельных гнездах при помощи чугунной заливки 5 или заделки углеродистой массой. Крайние ниппеля 3 расположены на расстоянии Lн между их вертикальными осями, составляющем 0,55-0,60 длины Lбл обожженного угольного блока 1. Ниппельные гнезда выполнены диаметром Dнг, составляющим 0,12-0,15 длины Вбл и 0,25-0,31 ширины Вбл обожженного угольного блока 1.The calcined anode of the aluminum electrolyzer consists of a calcined coal block 1, a bracket 2 with nipples 3 located along the longitudinal axis of the calcined coal block 1 and secured in the nipple sockets made therein, and an anode holder 4 connected to the bracket 2. The nipples 3 are secured in those made in the calcined coal block 1 nipple nests with cast iron 5 or carbon seal. The extreme nipples 3 are located at a distance L n between their vertical axes of 0.55-0.60 of the length L bl blasted coal block 1. The nipple nests are made with a diameter D ng of 0.12-0.15 length Bl bl 0 and 25-0.31 width B bl burnt coal block 1.

Работа обожженного угольного блока осуществляется следующим образом. The operation of the calcined coal block is as follows.

В процессе эксплуатации обожженного анода электрический ток от анодной ошиновки (не показана) алюминиевого электролизера подается на анододержатель 4, затем по анододержателю 4 поступает к соединенному с ним кронштейну 2, по которому ток распределяется по ниппелям 3, закрепленным в выполненных в обожженном угольном блоке 1 ниппельных гнездах. В процессе эксплуатации обожженного анода происходит срабатывание обожженного угольного блока 1 до минимальной величины - "огарка". При срабатывании обожженного угольного блока 1 до указанной величины обожженный анод извлекается из алюминиевого электролизера и на его место устанавливается новый. Для мощных алюминиевых электролизеров используются, в частности, обожженные угольные блоки 1 сечением 1450 х 700 мм и высотой 600 мм. При таких размерах обожженных угольных блоков 1 оптимальное количество ниппелей 3 равняется трем. Центральный ниппель 3 располагается по центру обожженного угольного блока 1, а крайние ниппеля 3 располагаются на расстоянии Lн между их вертикальными осями, равном 840 мм, что составляет 0,58 длины Lбл обожженного угольного блока 1. Ниппельные гнезда выполняются диаметром D, равным 195 мм, что составляет 0,13 длины Lбл обожженного угольного блока 1 и 0,28 ширины Вбл обожженного угольного блока 1. Ниппеля 3 закрепляются в выполненных в обожженном угольном блоке 1 ниппельных гнездах при помощи чугунной заливки 5. Закрепление ниппелей возможно также при помощи заделки углеродистой массой.During operation of the fired anode, the electric current from the anode busbar (not shown) of the aluminum electrolysis cell is supplied to the anode holder 4, then through the anode holder 4 it is supplied to the bracket 2 connected to it, through which the current is distributed through the nipples 3 fixed in the nipple made in the fired coal block 1 nests. During operation of the calcined anode, the calcined coal block 1 is triggered to a minimum value - "cinder". When the fired coal block 1 is triggered to the specified value, the fired anode is removed from the aluminum electrolyzer and a new one is installed in its place. For high-power aluminum electrolyzers, in particular, calcined coal blocks 1 with a section of 1450 x 700 mm and a height of 600 mm are used. With such dimensions of the charred coal blocks 1, the optimal number of nipples 3 is three. The central nipple 3 is located in the center of the charred coal block 1, and the extreme nipples 3 are located at a distance L n between their vertical axes of 840 mm, which is 0.58 of the length L bl of the charred coal block 1. The nipple nests are made with a diameter D of 195 mm, which is 0.13 of the length L bl of the fired coal block 1 and 0.28 of the width B bl of the fired coal block 1. The nipples 3 are fixed in the nipple nests made in the fired coal block 1 with cast iron 5. Fastening of the nipples is also possible with help terminating carbon.

В процессе эксплуатации обожженного анода и срабатывания обожженного угольного блока 1 происходит нагрев кронштейна 2 до температуры 500-600oС, что приводит к его удлинению и возникновению напряжений в обожженном угольном блоке 1. Различие в величине термического расширения кронштейна 2 и обожженного угольного блока 1 может привести к возникновению напряжений, величина которых может превысить предел прочности обожженного угольного блока 1, что в свою очередь может привести к его растрескиванию в сечениях между крайними ниппелями.During operation of the fired anode and operation of the fired coal block 1, the bracket 2 is heated to a temperature of 500-600 o C, which leads to its extension and stresses in the fired coal block 1. The difference in the thermal expansion of the bracket 2 and the fired coal block 1 may lead to stresses, the value of which can exceed the tensile strength of the calcined coal block 1, which in turn can lead to cracking in sections between the extreme nipples.

При расположении крайних ниппелей 3 на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем 0,58 длины обожженного угольного блока 1, и выполнении ниппельных гнезд диаметром, составляющим 0,13 длины и 0,28 ширины обожженного угольного блока, величина напряжений, возникающих вследствие различия термического расширения кронштейна 2 и обожженного угольного блока 1, уменьшается на столько, что исключается вероятность растрескивания обожженного угольного блока. При этом гарантируется прочность обожженного угольного блока 1 в местах размещения ниппелей при воздействии указанных напряжений, а также напряжений, возникающих от объемного термического расширения ниппелей, причем при обеспечении надежного электрического контакта и механической прочности соединения обожженного угольного блока 1 и ниппелей 3. When the extreme nipples 3 are located at a distance between their vertical axes of 0.58 of the length of the charred coal block 1, and the nipples are made with a diameter of 0.13 length and 0.28 of the width of the charred coal block, the magnitude of the stresses arising from the difference in thermal expansion the bracket 2 and the calcined coal block 1 is reduced by so much that the probability of cracking the calcined coal block is eliminated. At the same time, the strength of the calcined coal block 1 at the locations of the nipples under the influence of the indicated stresses, as well as the stresses arising from the volumetric thermal expansion of the nipples, while ensuring reliable electrical contact and mechanical strength of the connection of the calcined coal block 1 and the nipples 3, is guaranteed.

Claims (1)

Обожженный анод алюминиевого электролизера, состоящий из обожженного угольного блока, кронштейна с ниппелями, расположенными вдоль продольной оси обожженного угольного блока и закрепленными в выполненных в нем ниппельных гнездах, и анододержателя, соединенного с кронштейном, отличающийся тем, что крайние ниппеля расположены на расстоянии между их вертикальными осями, составляющем 0,55-0,60 длины обожженного угольного блока, а ниппельные гнезда выполнены диаметром, составляющем 0,12-0,15 длины и 0,25-0,31 ширины обожженного угольного блока. The fired anode of an aluminum electrolyzer, consisting of a fired coal block, a bracket with nipples located along the longitudinal axis of the fired coal block and secured in nipple sockets made therein, and an anode holder connected to the bracket, characterized in that the extreme nipples are located at a distance between their vertical axes of 0.55-0.60 of the length of the fired coal block, and the nipple nests are made with a diameter of 0.12-0.15 of the length and 0.25-0.31 of the width of the fired coal block.
RU2001115755A 2001-06-05 2001-06-05 Burnt anode for aluminum electrolyzer RU2196193C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115755A RU2196193C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Burnt anode for aluminum electrolyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115755A RU2196193C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Burnt anode for aluminum electrolyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2196193C1 true RU2196193C1 (en) 2003-01-10

Family

ID=20250552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001115755A RU2196193C1 (en) 2001-06-05 2001-06-05 Burnt anode for aluminum electrolyzer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196193C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509831C1 (en) * 2012-12-11 2014-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Aluminium electrolytic cell anode holder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТРОИЦКИЙ И.А. и др. Металлургия алюминия. Учебное пособие для техникумов. - М.: Металлургия, 1984, с.247-248, рис. 135. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509831C1 (en) * 2012-12-11 2014-03-20 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Aluminium electrolytic cell anode holder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4795540A (en) Slotted cathode collector bar for electrolyte reduction cell
US8142627B2 (en) System for monitoring, control, and management of a plant where hydrometallurgical electrowinning and electrorefining processes for non ferrous metals
CN102016124B (en) Electrolysis cell for the production of aluminium comprising means to reduce the voltage drop
US11136682B2 (en) Cathode current collector for a Hall-Heroult cell
BRPI0615403A2 (en) methods for in-situ slot formation in a soderberg anode
RU2239007C2 (en) Cathode collector rod for enhancing thermal balance
US8273224B2 (en) Composite collector bar
CN101680102B (en) Electrolysis cell and method for operating the same
RU2196193C1 (en) Burnt anode for aluminum electrolyzer
ES2215603T3 (en) CELL FOR ELECTROLYSIS OF ALUMINUM WITH OXYGEN GENERATING ANODES.
US3178363A (en) Apparatus and process for production of aluminum and other metals by fused bath electrolysis
CN103154326A (en) Cathode for electrolysis cells
RU2303654C2 (en) Mounting method for cathode section
US6724802B1 (en) Cooling and support systems for furnace roofs
US6551473B1 (en) Electrolytic cell arrangement for production of aluminum
NZ208146A (en) Sub-cathodic screen with deformable zones for hall-heroult electrolysis cells
SU1444402A1 (en) Electrolyzer for producing aluminium
CN100385044C (en) Composite cathode collector bar
RU132081U1 (en) BURNED ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER
RU2385364C1 (en) Anode current conductor of aluminium electrolytic cell
SU1117866A1 (en) Contact cheek for electric-arc furnace
US20140110251A1 (en) Annular electrolysis cell and annular cathode with magnetic field compensation
RU2006528C1 (en) Aluminium cell hearth
AU2019407845A1 (en) Anode assembly and associated manufacturing method
SU1475987A1 (en) Hearth unit of aluminium electrolyzer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090606