RU2274681C1 - Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode - Google Patents
Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274681C1 RU2274681C1 RU2004129006/02A RU2004129006A RU2274681C1 RU 2274681 C1 RU2274681 C1 RU 2274681C1 RU 2004129006/02 A RU2004129006/02 A RU 2004129006/02A RU 2004129006 A RU2004129006 A RU 2004129006A RU 2274681 C1 RU2274681 C1 RU 2274681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- box
- anode
- walls
- vertical
- power frame
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, а именно к конструктивным элементам алюминиевых электролизеров.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the electrolytic production of aluminum, and in particular to structural elements of aluminum electrolytic cells.
Известен анодный кожух алюминиевого электролизера с верхним токоподводом, включающий каркас прямоугольной формы, снабженный несколькими горизонтальными поясами жесткости, соединенными между собой большим числом вертикальных ребер, и связанный в верхней части поперечными балками (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. М. Металлургия, 1971, с.177-179).Known anode casing of an aluminum electrolyzer with a top current lead, including a rectangular frame, equipped with several horizontal stiffening belts interconnected by a large number of vertical ribs, and connected in the upper part by transverse beams (Handbook of non-ferrous metals. Aluminum production. M. Metallurgy, 1971 , p. 177-179).
Недостатком данного анодного кожуха является его деформация вследствие термического расширения нижних поясов жесткости из-за неравномерного распределения температуры в различных их частях, а также разная величина деформации различных поясов жесткости кожуха, что приводит к снижению срока службы анодного кожуха. Наличие же только верхнего пояса жесткости и поперечных балок в верхней части каркаса при отсутствии нижних поясов недостаточно для обеспечения необходимой жесткости и прочности анодного кожуха. К недостатку известного анодного кожуха относится также наличие поперечных балок в верхней части каркаса, погруженных в анодную массу, что ухудшает качество анода, затрудняет обслуживание анода и тем самым приводит к повышению трудозатрат по его обслуживанию. Особенно вышеприведенный недостаток существенно сказывается при использовании, так называемой, "сухой" анодной массы, т.е. массы с пониженным содержанием связующего.The disadvantage of this anode casing is its deformation due to the thermal expansion of the lower stiffening belts due to the uneven distribution of temperature in their various parts, as well as the different deformation of different stiffness belts of the casing, which reduces the service life of the anode casing. The presence of only the upper stiffening belt and transverse beams in the upper part of the frame in the absence of lower belts is not enough to provide the necessary stiffness and strength of the anode casing. The disadvantage of the known anode casing also includes the presence of transverse beams in the upper part of the frame immersed in the anode mass, which impairs the quality of the anode, complicates the maintenance of the anode, and thereby leads to an increase in the labor costs for its maintenance. Especially the above drawback is significantly affected when using the so-called “dry” anode mass, i.e. masses with a low binder content.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому анодному кожуху является анодный кожух алюминиевого электролизера с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом, включающий короб с продольными и торцевыми стенками, ребрами охлаждения и горизонтальными элементами жесткости, выполненными в виде замкнутой расположенной по периметру короба в верхней его части жесткой силовой рамы коробчатого сечения, и, по крайней мере, один поперечный силовой элемент, жестко соединенный с силовой рамой. Высота силовой рамы составляет 0,35-0,6, а ширина - 0,1-0,3 высоты стенок короба. Поперечный силовой элемент выполнен П-образным, а в качестве внутренних стенок силовой рамы использованы стенки короба (Патент РФ 2118408, Мкл. С 25 С 3/12, 1998.08.27).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed anode casing is the anode casing of an aluminum electrolyzer with a top current lead and a self-firing anode, including a box with longitudinal and end walls, cooling fins and horizontal stiffeners, made in the form of a closed box located around the perimeter in its upper parts of a rigid box-shaped power frame, and at least one transverse power element rigidly connected to the power frame. The height of the power frame is 0.35-0.6, and the width is 0.1-0.3 the height of the walls of the box. The transverse power element is made U-shaped, and the walls of the box are used as internal walls of the power frame (RF Patent 2118408, Ml. C 25
Выполнение горизонтальных элементов жесткости в виде замкнутой расположенной по периметру короба в верхней его части жесткой силовой рамы коробчатого сечения действительно приводит к уменьшению продольно-поперечных деформаций. Однако величина возникающих продольно-поперечных деформаций остается еще высокой и может быть различной в различных участках короба как по его высоте, так и по длине, а это может привести к возникновению напряжений в аноде, способствующих его растрескиванию и возникновению неплотностей между внутренней поверхностью стенок короба и угольным телом анода, что приводит к снижению качества анода, протекам пека и жидкой анодной массы при подъеме анодного кожуха, увеличивая тем самым расход анода и выход угольной пены. Различная величина продольно-поперечных деформаций в различных участках короба как по его высоте, так и по длине может также привести к заклиниванию анода, а следовательно, к нарушению нормального режима его работы и к значительным дополнительным трудозатратам по обслуживанию такого анода.The implementation of horizontal stiffeners in the form of a closed box located around the perimeter in its upper part of a rigid box-shaped force frame really leads to a decrease in longitudinal-transverse deformations. However, the magnitude of the resulting longitudinal-transverse deformations remains still high and can be different in different parts of the box both in height and in length, and this can lead to stresses in the anode that contribute to its cracking and leaks between the inner surface of the box walls and coal body of the anode, which leads to a decrease in the quality of the anode, leakage of the pitch and liquid anode mass when lifting the anode casing, thereby increasing the consumption of the anode and the output of coal foam. Different longitudinal-transverse strains in different parts of the box both in height and in length can also lead to jamming of the anode and, therefore, to a disruption in its normal operation and to significant additional labor costs for servicing such an anode.
Задачей изобретения является разработка конструкции анодного кожуха алюминиевого электролизера с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом, которая при обеспечении необходимой и достаточной жесткости и прочности кожуха, необходимого температурного режима для правильного формирования анода обеспечивала бы улучшение условий выполнения операций обслуживания анода, что позволит снизить трудозатраты по обслуживанию анода.The objective of the invention is to develop the design of the anode casing of an aluminum electrolyzer with a top current lead and a self-baking anode, which, while providing the necessary and sufficient stiffness and strength of the casing, the required temperature for proper formation of the anode, would provide an improvement in the conditions for performing anode maintenance operations, which would reduce the labor costs for servicing the anode .
Техническим результатом изобретения является создание условий охлаждения для правильного формирования анода, уменьшение деформаций анодного кожуха при температурном расширении, что способствует большему обжатию кожухом анодного тела, меньшим протекам жидкой анодной массы в электролит и меньшему образованию трещин в теле анода, а следовательно, увеличению срока службы анодного устройства.The technical result of the invention is the creation of cooling conditions for the proper formation of the anode, reducing deformation of the anode casing during thermal expansion, which contributes to a greater compression of the anode body by the casing, less leakage of the liquid anode mass into the electrolyte and less cracking in the anode body, and, consequently, increase the service life of the anode devices.
Поставленная задача решается тем, что в анодном кожухе алюминиевого электролизера с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом, включающем короб с продольными и торцевыми стенками и элементами жесткости, выполненными в виде замкнутой расположенной по периметру короба в верхней его части жесткой силовой рамы коробчатого сечения, и, по крайней мере, одним поперечным силовым элементом, жестко соединенным с силовой рамой, согласно предлагаемому изобретению внутри жесткой силовой рамы по всему периметру установлены вертикальные ребра жесткости, прикрепленные к внешней и внутренней стенкам силовой рамы, для дополнительного охлаждения кожуха, ниже жесткой силовой рамы по периметру короба жестко прикреплены ребра охлаждения, состоящие из вертикальной и наклонной частей, причем в месте перехода вертикальной части в наклонную выполнено прямоугольное отверстие, через которое дополнительно установлен с зазором относительно внутренней стенки короба и жесткой силовой рамы горизонтальный коробчатый пояс жесткости; при этом поперечный силовой элемент выполнен коробчатым сечением и на верхней его части закреплен металлический уголок для предотвращения налипания анодной массы.The problem is solved in that in the anode casing of an aluminum electrolyzer with a top current lead and a self-firing anode, including a box with longitudinal and end walls and stiffeners, made in the form of a closed box-shaped rigid power frame located around the perimeter of the box, and, along at least one transverse power element rigidly connected to the power frame, according to the invention, vertical ribs are installed inside the rigid power frame around the entire perimeter stiffnesses attached to the outer and inner walls of the power frame, for additional cooling of the casing, below the rigid power frame around the perimeter of the box, cooling ribs consisting of vertical and inclined parts are rigidly attached, and a rectangular hole is made at the place where the vertical part passes into the inclined section, through which additionally a horizontal box-shaped stiffness belt is installed with a gap relative to the inner wall of the box and the rigid power frame; while the transverse power element is box-shaped and a metal corner is fixed on its upper part to prevent sticking of the anode mass.
Предлагаемую конструкцию дополняют частные отличительные признаки, направленные на решение поставленной задачи.The proposed design is complemented by private distinctive features aimed at solving the problem.
Горизонтальный коробчатый пояс жесткости установлен с зазором относительно жесткой силовой рамы коробчатого сечения, равным 0,05-0,3, а внутренней стенки короба - 0,01-0,1 от высоты стенок короба.The horizontal box stiffness belt is installed with a gap of relatively rigid box-shaped power frame equal to 0.05-0.3, and the inner wall of the box - 0.01-0.1 of the height of the walls of the box.
Вертикальные ребра жесткости соединены с внешней стенкой жесткой силовой рамы электрозаклепками с шагом, равным 0,05-0,8 от высоты стенок короба.Vertical stiffeners are connected to the outer wall of the rigid power frame by electrical rivets in increments of 0.05-0.8 of the height of the walls of the box.
Толщина вертикальных стенок поперечного силового элемента составляет 0,01-0,03, а толщина горизонтальных стенок - 0,003-0,01 высоты стенок короба.The thickness of the vertical walls of the transverse power element is 0.01-0.03, and the thickness of the horizontal walls is 0.003-0.01 the height of the walls of the box.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the proposed solution and the characteristics of the analogue and prototype indicates that the solution meets the criterion of "novelty."
Установка между внешними и внутренними стенками жесткой силовой рамы коробчатого сечения вертикальных ребер охлаждения, прикрепленных неподвижно к внешней и внутренней стенкам силовой рамы и состоящих из вертикальной и наклонной частей, обеспечивает необходимую и достаточную жесткость и прочность анодного кожуха, повышая тем самым срок службы анодного кожуха и создавая при этом необходимые условия формирования самообжигающегося анода за счет дополнительного отвода тепла из анода.The installation between the external and internal walls of the rigid power frame of the box section of vertical cooling fins fixed to the external and internal walls of the power frame and consisting of vertical and inclined parts provides the necessary and sufficient rigidity and strength of the anode casing, thereby increasing the service life of the anode casing and while creating the necessary conditions for the formation of a self-baking anode due to additional heat removal from the anode.
Установка с зазором относительно внутренней стенки короба и жесткой силовой рамы коробчатого сечения, в месте перехода вертикальной части в наклонную, в выполненное прямоугольное отверстие горизонтального коробчатого пояса жесткости обеспечивает большее охлаждение стенок за счет конвекции воздуха и большую жесткость кожуха.Installation with a gap relative to the inner wall of the box and the rigid power frame of the box section, at the place of transition of the vertical part to the inclined, into the rectangular hole of the horizontal box stiffness belt provides greater cooling of the walls due to air convection and greater rigidity of the casing.
Выполнение поперечного силового элемента коробчатым сечением и закрепление на верхней его части металлического уголка для предотвращения налипания анодной массы создает необходимые условия для большего охлаждения и большей жесткости поперечного силового элемента при меньшей массе, чем при его выполнении по прототипу.The implementation of the transverse force element box-shaped section and fixing on its upper part a metal corner to prevent sticking of the anode mass creates the necessary conditions for greater cooling and greater rigidity of the transverse force element with a lower mass than when it is performed according to the prototype.
Установка горизонтального коробчатого пояса жесткости с зазором относительно жесткой силовой рамы коробчатого сечения менее 0,05, а внутренней стенки короба менее 0,01 от высоты стенок короба приводит к недостаточной эффективности использования горизонтального коробчатого пояса жесткости с точки зрения увеличения жесткости кожуха и к ухудшению условий охлаждения стенок.The installation of a horizontal box-shaped stiffness belt with a gap of a relatively rigid box-shaped power frame of less than 0.05 and an inner wall of the box less than 0.01 of the height of the walls of the box results in insufficient use of the horizontal box-shaped stiffness belt in terms of increasing the stiffness of the casing and worsening cooling conditions the walls.
Установка горизонтального коробчатого пояса жесткости с зазором относительно жесткой силовой рамы коробчатого сечения более 0,3, а внутренней стенки короба - 0,1 от высоты стенок короба не приводит к улучшению отвода тепла и будет значительно усложнять технологическое обслуживание электролизера за счет увеличения его габаритов.The installation of a horizontal box-shaped stiffness belt with a gap of a relatively rigid box-shaped power frame of more than 0.3, and the inner wall of the box - 0.1 of the height of the walls of the box does not improve heat dissipation and will significantly complicate the maintenance of the electrolyzer by increasing its dimensions.
Соединения вертикальных ребер жесткости с внешним листом каркаса электрозаклепками с шагом не менее 0,05 и не более 0,8 от высоты стенок короба выбраны для предотвращения потери устойчивости внешних листов каркаса, обеспечения необходимой жесткости каркаса и необходимого отвода тепла от внутренних стенок каркаса.The joints of the vertical stiffeners with the outer frame sheet with electric rivets with a pitch of not less than 0.05 and not more than 0.8 of the height of the duct walls are chosen to prevent the stability of the outer shell sheets from becoming unstable, to provide the necessary rigidity of the framework and the necessary heat removal from the inner walls of the framework.
Толщина вертикальных стенок поперечного силового элемента 0,01-0,03, а толщина горизонтальных стенок - 0,003-0,01 высоты стенок короба выбраны с целью обеспечения необходимой жесткости поперечного силового элемента при минимальной материалоемкости.The thickness of the vertical walls of the transverse power element is 0.01-0.03, and the thickness of the horizontal walls is 0.003-0.01 the height of the walls of the box are selected in order to ensure the necessary rigidity of the transverse power element with minimal material consumption.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом:The invention is illustrated graphic material:
на фиг.1 изображена конструкция заявляемого анодного кожуха (вид сбоку); на фиг.2 - поперечный разрез поперечного силового элемента; на фиг.3 - конструкция заявляемого анодного кожуха (вид сверху).figure 1 shows the design of the inventive anode casing (side view); figure 2 is a transverse section of a transverse power element; figure 3 - design of the inventive anode casing (top view).
Анодный кожух алюминиевого электролизера включает жесткую силовую раму коробчатого сечения 1, внутри которой установлены вертикальные ребра жесткости 2. По периметру короба анодного кожуха жестко прикреплены ребра охлаждения 3, состоящие из вертикальной и наклонной частей. Горизонтальный коробчатый пояс жесткости 4 установлен через прямоугольное отверстие, выполненное на ребрах охлаждения 3, в месте перехода вертикальной части в наклонную. Поперечный силовой элемент коробчатого сечения 5 установлен в верхней части анодного кожуха. Металлический уголок 6 закреплен на верхней части элемента 5. Он предназначен для предотвращения прилипания анодной массы. Поперечный силовой элемент коробчатого сечения 5 состоит из вертикальных 7 и горизонтальных 8 стенок.The anode casing of the aluminum electrolyzer includes a rigid box-shaped power frame 1, inside which vertical
Обслуживание самообжигающегося анода осуществляется путем выполнения технологических операций загрузки анодной массы, подъема кожуха относительно угольного тела анода и перетяжки анода.Maintenance of the self-baking anode is carried out by performing technological operations of loading the anode mass, lifting the casing relative to the coal body of the anode and constricting the anode.
Загрузка анодной массы осуществляется путем ее засыпки на поверхность анода машиной для загрузки анодной массы в количестве и с периодичностью согласно технологии эксплуатации анода.The loading of the anode mass is carried out by filling it on the surface of the anode with a machine for loading the anode mass in an amount and at intervals according to the technology of operation of the anode.
Подъем анодного кожуха относительно анодного тела осуществляется из-за приближения нижней кромки кожуха к расплаву и для устранения припекания анодного тела к внутренней поверхности стенок кожуха. Для устранения припекания эта операция выполняется чаще, чем это необходимо из-за приближения нижней кромки кожуха к расплаву. При подъеме кожуха относительно анодного тела кожух может деформироваться, но предложенная конструкция с жесткой силовой рамой коробчатого сечения, горизонтальным коробчатым поясом жесткости и поперечными силовыми элементами существенно уменьшает деформацию и не допускает образования зазоров между стенкой и анодным телом, устраняя протеки пека и жидкой анодной массы. Протяжка анода осуществляется при приближении верха кожуха к анодной ошиновке. При этом на жесткую силовую раму коробчатого сечения устанавливается устройство для перетяжки анода, на которое при помощи захватов за штыри подвешивается анод, что способствует возникновению дополнительных усилий на кожух. Наличие жесткой силовой рамы коробчатого сечения, поперечных силовых элементов и горизонтального коробчатого пояса жесткости устраняет образование деформаций, которые могли бы привести к образованию трещин в аноде и протеков пека и жидкой анодной массы.The rise of the anode casing relative to the anode body is carried out due to the approach of the lower edge of the casing to the melt and to eliminate the sintering of the anode body to the inner surface of the casing walls. To eliminate sintering, this operation is performed more often than necessary due to the approach of the lower edge of the casing to the melt. When the casing is raised relative to the anode body, the casing may deform, but the proposed design with a rigid box-shaped force frame, horizontal box stiffening belt and transverse force elements significantly reduces deformation and prevents the formation of gaps between the wall and the anode body, eliminating pitch and liquid anode mass leakages. Anode broaching is carried out as the top of the casing approaches the anode busbar. At the same time, an anode tightening device is mounted on a rigid box-shaped power frame, onto which the anode is suspended using the grips for the pins, which contributes to the emergence of additional forces on the casing. The presence of a rigid box-shaped power frame, transverse force elements and a horizontal box stiffness belt eliminates the formation of deformations that could lead to the formation of cracks in the anode and leakage of the pitch and liquid anode mass.
Таким образом, предложенная конструкция анодного кожуха электролизера для производства алюминия позволяет повысить качество анода и увеличить срок службы анодного кожуха.Thus, the proposed design of the anode casing of the electrolyzer for the production of aluminum can improve the quality of the anode and increase the service life of the anode casing.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129006/02A RU2274681C1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004129006/02A RU2274681C1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2274681C1 true RU2274681C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36608096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004129006/02A RU2274681C1 (en) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2274681C1 (en) |
-
2004
- 2004-10-01 RU RU2004129006/02A patent/RU2274681C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101676682B1 (en) | Cooling plate for a metallurgical furnace | |
| JP2006221854A (en) | Fuel cell for movable body | |
| RU2703758C2 (en) | Low-profile cathode jacket of aluminium electrolysis and method of increasing efficiency of aluminium electrolyser line | |
| RU2274681C1 (en) | Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode | |
| RU2308547C1 (en) | Aluminum cell cathode casing | |
| JP6089137B1 (en) | Cathode | |
| CN105934538A (en) | Electrolysis tank comprising anode assembly contained in containment enclosure | |
| AU2014305612B2 (en) | Electrolytic cell intended for the production of aluminium and electrolytic smelter comprising this cell | |
| RU2294404C1 (en) | Cathode device of aluminum cell | |
| AU2010290196A1 (en) | Cathode shell structure | |
| RU2083726C1 (en) | Anode shell of aluminum electrolyzer with upper current lead and self-baking anode | |
| RU2320781C1 (en) | Cathode casing of aluminum cell | |
| RU2321682C2 (en) | Cathode device of aluminum cell | |
| CN206797126U (en) | A kind of aluminium alloy gearshift mounting bracket | |
| Dupuis | Computation of accurate horizontal current density in metal pad using a full quarter cell thermo-electric model | |
| RU2118408C1 (en) | Anode enclosure of aluminum electrolyzer with top current lead and self-baking anode | |
| RU2324009C2 (en) | Cathodic cell casing for aluminium processing | |
| Dupuis et al. | Impact of the Vertical Potshell Deformation on the MHD Cell Stability Behavior of a 500kA Aluminum Electrolysis Cell | |
| RU2214480C1 (en) | Cathode enclosure of aluminum electrolyser ( variants ) | |
| RU2240382C2 (en) | Anode casing of aluminum cell | |
| RU2536617C1 (en) | Cathode shell of aluminium electrolysis unit | |
| CN202116504U (en) | Coke shield cover of coke quenching tower | |
| RU2376402C2 (en) | Fixation method of cooling fins on cathodic casing of aluminium electrolyser | |
| RU2090658C1 (en) | Electrolyzer with self-baked anode with upper current lead | |
| CN206956075U (en) | Reinforced converter skirtboard |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081002 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131024 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191002 |