RU2308547C1 - Aluminum cell cathode casing - Google Patents

Aluminum cell cathode casing Download PDF

Info

Publication number
RU2308547C1
RU2308547C1 RU2005140164/02A RU2005140164A RU2308547C1 RU 2308547 C1 RU2308547 C1 RU 2308547C1 RU 2005140164/02 A RU2005140164/02 A RU 2005140164/02A RU 2005140164 A RU2005140164 A RU 2005140164A RU 2308547 C1 RU2308547 C1 RU 2308547C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frames
casing
longitudinal
cathode
walls
Prior art date
Application number
RU2005140164/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005140164A (en
Inventor
Алексей Геннадьевич Бурцев (RU)
Алексей Геннадьевич Бурцев
Александр Олегович Гусев (RU)
Александр Олегович Гусев
Александр Михайлович Пак (RU)
Александр Михайлович Пак
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
Priority to RU2005140164/02A priority Critical patent/RU2308547C1/en
Publication of RU2005140164A publication Critical patent/RU2005140164A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2308547C1 publication Critical patent/RU2308547C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: non-ferrous metal metallurgy, namely equipment of shops for aluminum production by electrolysis, particularly construction of cathode casing of aluminum cell.
SUBSTANCE: cathode casing includes metallic bath lined inside and having longitudinal walls with windows for outlet of cathode rods, end walls and bottom. Bath is mounted inside rigid carcass formed by cross frames embracing longitudinal walls at set pitch along length of casing. Lengthwise frames are mounted in addition in casing; they embrace end walls and bottom and crosswise rigidly join cross frames one to other in the same level along bottom of casing. In upper end part casing is provided in addition with rigid link members for joining boundary cross frames with longitudinal frames. Inner metallic cover plate is rigidly secured in addition to sheets of bottom and to longitudinal walls in zones of passing cross frames; or said cover plate is arranged with possibility of free engagement. Longitudinal frames may have openings under bottom of bath. Thickness of inner metallic cover plate consists of 1.0 -1.5 of thickness of link members; its width is no more than 1.0 of frame width. Longitudinal frames may be mounted at with interruption in central portion. Longitudinal wall may be joined with bottom by dihedral angle whose planes are inclined one relative to other by angle exceeding 90°. Said joint is arranged lower than windows for outlet of cathode rods on longitudinal wall of bath.
EFFECT: increased useful life period, improved capability for repairing of cathode casing, intensified operation modes of cell.
5 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к оборудованию цехов по производству алюминия электролитическим способом, а именно к конструкции катодного кожуха алюминиевого электролизера шпангоутного типа.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals, in particular to the equipment of workshops for the production of aluminum by the electrolytic method, namely, to the design of the cathode casing of an aluminum electrolysis cell type.

Катодный кожух является одним из основных элементов алюминиевого электролизера и должен обеспечивать защиту заключенной внутри него футеровки от деформации и разрушений, возникающих под действием усилий, развивающихся внутри катодного устройства. В связи с этим он должен обладать необходимой механической прочностью и жесткостью для обеспечения длительного срока безаварийной работы электролизера. Дополнительно катодный кожух должен обеспечивать сброс излишков тепла в окружающую среду, что способствует образованию слоя застывшего электролита на бортовых стенках футерованной ванны, защищая их от воздействия расплава и позволяя тем самым увеличить срок службы электролизера.The cathode casing is one of the main elements of an aluminum electrolytic cell and should provide protection for the lining inside it from deformation and damage arising from the forces developing inside the cathode device. In this regard, it must have the necessary mechanical strength and rigidity to ensure a long period of trouble-free operation of the cell. In addition, the cathode casing should provide the discharge of excess heat into the environment, which contributes to the formation of a layer of solidified electrolyte on the side walls of the lined bath, protecting them from the influence of the melt and thereby increasing the life of the cell.

Известен катодный кожух алюминиевого электролизера, содержащий футеруемую внутри металлическую ванну, включающую продольные и торцевые стенки с днищем, и поперечные шпангоуты, охватывающие стенки и днище, при этом кожух выполняется разъемным, состоящим из двух частей верхней и нижней, с расположением места разъема на уровне высоты окон для вывода катодных стержней (патент РФ №2082831, МПК С25С 3/08, 1997).Known cathode casing of an aluminum electrolyzer containing lined inside the metal bath, including longitudinal and end walls with a bottom, and transverse frames covering the walls and the bottom, while the casing is detachable, consisting of two parts of the upper and lower, with the location of the connector at a height level windows for outputting cathode rods (RF patent No. 2082831, IPC С25С 3/08, 1997).

Недостатком этого кожуха является то, что возникающие в процессе эксплуатации кожуха механические напряжения от расширения футеровки приводят к пластической деформации катодного кожуха. В результате пластической деформации даже после однократного использования становится невозможным беспрепятственное разъединение и соединение верхней и нижней частей кожуха. Если для разъединения можно срезать болтовое соединение, то для соединения необходимо производить дорогостоящий ремонт с правкой верхней и нижней частей кожуха на специально отведенных для этого местах, либо в цехе капитального ремонта.The disadvantage of this casing is that mechanical stresses arising during the operation of the casing from the expansion of the lining lead to plastic deformation of the cathode casing. As a result of plastic deformation, even after a single use, it becomes impossible unhindered separation and connection of the upper and lower parts of the casing. If the bolt connection can be cut off for disconnection, then for the connection it is necessary to carry out expensive repairs with editing the upper and lower parts of the casing in specially designated places, or in the overhaul workshop.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является катодный кожух алюминиевого электролизера, содержащий футеруемую внутри металлическую ванну с продольными стенками с окнами для вывода катодных стержней, торцевыми стенками и днищем, установленную внутри жесткого каркаса, образованного поперечными цельносваренными шпангоутами, охватывающими продольные стенки, и выполненные с шагом по длине кожуха и соединяющие шпангоуты элементы, в качестве которых использованы стенки и днище. Толщина соединяющих элементов составляет 0,025-0,06 шага установки шпангоутов, а отношение высоты сечения шпангоутов к толщине соединяющих элементов составляет 15-30 (патент РФ №2051204, С25С 3/08, 1995).The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a cathode casing of an aluminum electrolyzer containing a lined metal bath with longitudinal walls with windows for outputting cathode rods, end walls and a bottom installed inside a rigid frame formed by transverse all-welded frames covering longitudinal walls , and elements made in steps along the length of the casing and connecting the frames, the walls and the bottom being used as these. The thickness of the connecting elements is 0,025-0,06 step installation of frames, and the ratio of the height of the cross section of the frames to the thickness of the connecting elements is 15-30 (RF patent No. 2051204, C25C 3/08, 1995).

Недостатком катодного кожуха прототипа является малый срок службы и низкая ремонтопригодность. Появляющиеся в процессе эксплуатации кожуха температурные напряжения и напряжения от расширения катодных блоков под воздействием натрия приводят к деформации стенок кожуха и к разрушению кожуха в наиболее опасных зонах. Наиболее слабыми зонами являются торцы катодного кожуха, поперечные шпангоуты и фланцевый узел. Так, из-за недостаточной жесткости и неэффективного охлаждения торцов катодного кожуха нагрузка на фланцевый узел многократно увеличивается, в результате чего во фланцевом узле возникают трещины и он разрушается, при этом торцы приобретают "бочкообразную" форму, что приводит к снижению обжатия футеровки и нарушению целостности футеровки. В поперечных шпангоутах катодного кожуха действующие напряжения превышают предел текучести или предел прочности стали, что приводит к образованию и развитию трещин и разрушению шпангоутов кожуха, ослабляя обжатие футеровки. Все вышеперечисленное, в конечном счете, приводит к выходу из строя ванны алюминиевого электролизера.The disadvantage of the cathode casing of the prototype is the short service life and low maintainability. The temperature stresses and stresses arising during the operation of the casing and the expansion of the cathode blocks under the influence of sodium lead to deformation of the walls of the casing and to the destruction of the casing in the most dangerous areas. The weakest areas are the ends of the cathode casing, transverse frames and flange assembly. Thus, due to insufficient rigidity and ineffective cooling of the ends of the cathode casing, the load on the flange assembly increases many times, as a result of which cracks appear in the flange assembly and it collapses, while the ends acquire a “barrel-shaped” shape, which leads to a decrease in the compression of the lining and violation of integrity lining. In the transverse frames of the cathode casing, the acting stresses exceed the yield strength or tensile strength of steel, which leads to the formation and development of cracks and the destruction of the casing frames, weakening the compression of the lining. All of the above, ultimately, leads to failure of the bath of the aluminum electrolyzer.

Задачей заявляемого изобретения является усовершенствование конструкции катодного кожуха алюминиевого электролизера, позволяющее увеличить срок службы и интенсифицировать работу алюминиевого электролизера, обеспечив при этом высокую ремонтопригодность катодного кожуха.The task of the invention is to improve the design of the cathode casing of an aluminum electrolyzer, which allows to increase the service life and intensify the operation of an aluminum electrolyzer, while ensuring high maintainability of the cathode casing.

Техническим результатом является обеспечение равномерности обжатия футеровки катодного устройства электролизера, снижение высоких механических напряжений в опасных зонах, тем самым предотвращение разрушения в данных зонах катодного кожуха и обеспечение беспрепятственного прохождения воздуха в торцах катодного кожуха для эффективного охлаждения торцевых стенок.The technical result is to ensure uniform compression of the lining of the cathode device of the electrolyzer, reducing high mechanical stresses in hazardous areas, thereby preventing destruction in these areas of the cathode casing and ensuring unhindered passage of air at the ends of the cathode casing for effective cooling of the end walls.

Поставленная задача достигается тем, что в катодном кожухе алюминиевого электролизера, содержащем футеруемую внутри металлическую ванну с продольными стенками с окнами для вывода катодных стержней, торцевыми стенками и днищем, установленную внутри жесткого каркаса, образованного поперечными цельносваренными шпангоутами, охватывающими продольные стенки, и установленные с шагом по длине кожуха и соединяющие шпангоуты элементы, в качестве которых использованы стенки и днище, согласно предлагаемому изобретению дополнительно установлены продольные шпангоуты, охватывающие торцевые стенки и днище, и жестко крестообразно соединяющие поперечные шпангоуты между собой на одном уровне по днищу кожуха, а в торцевой верхней части кожух дополнительно снабжен жесткими элементами связи, соединяющими крайние поперечные шпангоуты с продольными шпангоутами; при этом дополнительно на листах днища и продольных стенок в зонах прохождения поперечных шпангоутов жестко закреплена внутренняя металлическая накладка или установлена с возможностью свободного взаимодействия.The problem is achieved in that in the cathode casing of an aluminum electrolyzer containing a lined metal bath with longitudinal walls with windows for outputting the cathode rods, end walls and a bottom installed inside a rigid frame formed by transverse all-welded frames covering the longitudinal walls and installed in increments along the length of the casing and the elements connecting the frames, which are used as walls and the bottom, according to the invention, an additional installation longitudinal frames covering the end walls and the bottom, and rigidly crosswise connecting the transverse frames to each other at the same level on the bottom of the casing, and in the end upper part of the casing is additionally equipped with rigid coupling elements connecting the extreme transverse frames with longitudinal frames; while additionally on the sheets of the bottom and longitudinal walls in the zones of passage of the transverse frames the internal metal plate is rigidly fixed or installed with the possibility of free interaction.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinguishing features, also aimed at solving the problem.

В продольных шпангоутах под днищем ванны выполнены отверстия.In the longitudinal frames under the bottom of the bath holes are made.

Толщина внутренней металлической накладки равна 1,0-1,5 толщины соединяющих элементов, а ширина составляет не более 1,0 ширины полки шпангоута.The thickness of the inner metal lining is equal to 1.0-1.5 of the thickness of the connecting elements, and the width is not more than 1.0 of the width of the frame shelf.

Продольные шпангоуты установлены с образованием зоны разрыва в центральной части.Longitudinal frames are installed with the formation of a gap zone in the central part.

Соединение продольной стенки с днищем выполнено под двугранным углом, с плоскостями наклона по отношению одной к другой больше 90°, причем на продольной стенке ванны соединение расположено ниже окон для вывода катодных стержней.The connection of the longitudinal wall with the bottom is made at a dihedral angle, with the inclination planes with respect to one to the other more than 90 °, and on the longitudinal wall of the bath, the connection is located below the windows for the output of the cathode rods.

Установка жестких элементов связи, соединяющих крайние поперечные шпангоуты с продольными шпангоутами, придает кожуху дополнительную прочность и обеспечивает слаженную работу продольных и торцевых частей катодного кожуха. При этом между продольными шпангоутами не размещаются горизонтальные ребра, создающие замкнутый короб, препятствующий прохождению воздуха для охлаждения торцевых стенок, что обеспечивает эффективный отвод тепла, создавая при этом, во-первых, условия для образования стабильного защитного гарнисажа на внутренних стенках торцевой части футеровки, что предохраняет футеровку от разрушения и способствует повышению срока службы, и, во-вторых, позволяет интенсифицировать работу алюминиевого электролизера, т.е. работать при более высоких плотностях тока.The installation of rigid coupling elements connecting the extreme transverse frames to the longitudinal frames gives the casing additional strength and ensures the coordinated operation of the longitudinal and end parts of the cathode casing. At the same time, horizontal ribs are not placed between the longitudinal frames, creating a closed box that prevents the passage of air to cool the end walls, which ensures efficient heat dissipation, creating, firstly, conditions for the formation of a stable protective skull on the inner walls of the end part of the lining, which protects the lining from destruction and contributes to an increase in service life, and, secondly, it allows to intensify the operation of an aluminum electrolyzer, i.e. operate at higher current densities.

Предлагаемое размещение на листах днища и продольных стенок в зонах прохождения поперечных шпангоутов внутренней металлической накладки шириной не более ширины полки шпангоута с приваркой к поперечным шпангоутам и с вариантами приварки к днищу и стенкам ванны, либо без использования сварки с днищем и стенками с возможностью свободного взаимодействия позволяет значительно снизить действующие напряжения в шпангоутах до значений, не превышающих предел текучести, уменьшить очаги действия указанных напряжений и разгрузить сварные швы.The proposed placement on the sheets of the bottom and longitudinal walls in the passage zones of the transverse frames of the inner metal plate with a width not exceeding the width of the shelf of the frame with welding to the transverse frames and with welding options to the bottom and walls of the bath, or without using welding with the bottom and walls with the possibility of free interaction significantly reduce the effective stresses in the frames to values not exceeding the yield strength, reduce the centers of action of the indicated stresses and relieve welds.

Кроме того, для создания условий беспрепятственного прохождения воздуха вдоль днища в продольных шпангоутах выполнены отверстия, расположенные по длине кожуха, а крестообразное соединение продольных и поперечных шпангоутов выполняет роль ребер охлаждения, что способствует рациональному отводу тепла, обеспечивая интенсифицированную работу электролизера.In addition, to create conditions for the unhindered passage of air along the bottom in the longitudinal frames, holes are arranged along the length of the casing, and the crosswise connection of the longitudinal and transverse frames serves as cooling fins, which contributes to the rational heat removal, providing intensified operation of the electrolyzer.

Предлагаемая конструкция позволяет производить установку катодного кожуха в корпусе электролиза алюминия напрямую на строительные опоры, исключая промежуточные элементы - подкатодную балку, тем самым снижая металлоемкость электролизера.The proposed design allows the installation of the cathode casing in the aluminum electrolysis housing directly on the construction supports, excluding the intermediate elements - the subcathode beam, thereby reducing the metal consumption of the electrolyzer.

Использование для обеспечения равномерности обжатия футеровки и снижения высоких механических напряжений в торцевой части катодного кожуха продольных шпангоутов, соединяющих крестообразно поперечные шпангоуты под днищем, обеспечивает равномерность обжатия футеровки и снижает высокие механические напряжения в торцевой части и шпангоутах катодного кожуха. Это позволяет повысить срок службы катодного кожуха и электролизера в целом.The use of longitudinal frames connecting the crosswise transverse frames under the bottom to ensure uniform compression of the lining and reduce high mechanical stresses in the end part of the cathode casing ensures uniform compression of the lining and reduces high mechanical stresses in the end part and frames of the cathode casing. This allows you to increase the life of the cathode casing and the cell as a whole.

Выполнение внутренней металлической накладки толщиной, равной 1,0-1,5 толщины соединяющих элементов, а шириной не более 1,0 ширины шпангоута, позволит снизить материалоемкость и улучшить теплоотвод катодного кожуха, так как коэффициент теплопроводности стали невелик и составляет около 50 Вт/м·К.The implementation of the inner metal plate with a thickness equal to 1.0-1.5 of the thickness of the connecting elements, and a width of not more than 1.0 of the width of the frame, will reduce material consumption and improve the heat sink of the cathode casing, since the thermal conductivity of steel is small and is about 50 W / m ·TO.

В продольных шпангоутах в центральной части предлагается выполнить разрывы, удалив промежутки между двумя-четырьмя поперечными шпангоутами, разделив шпангоуты на полушпангоуты. Такая конструкция катодного кожуха обеспечивает возможность свободного его расширения в продольном и вертикальном направлениях в пусковой период работы электролизера. При этом пластичные деформации кожуха переходят в область упругих и сохраняется прочность кожуха и равномерность обжатия футеровки электролизера.In the longitudinal frames in the central part, it is proposed to perform gaps by removing the gaps between two or four transverse frames, dividing the frames into half frames. This design of the cathode casing provides the possibility of its free expansion in the longitudinal and vertical directions in the starting period of operation of the cell. In this case, the plastic deformations of the casing pass into the elastic region and the casing strength and uniformity of compression of the electrolytic cell lining are preserved.

Соединение продольной стенки ванны с днищем выполнено под двугранным углом, с плоскостями наклона по отношению одной к другой больше 90°, с расположением соединения ниже окон для вывода катодных стержней, так называемые "полунаклонные" продольные стенки. "Полунаклонное" расположение стенок, позволяет снизить объем металла в незавершенном производстве, снизить материалоемкость, способствует эффективному отводу тепла от нижней части кожуха и соответственно образованию защитного гарнисажа в бортовой зоне футеровки катодного устройства, что позволяет интенсифицировать работу электролизера, а также увеличить срок службы.The connection of the longitudinal wall of the bath with the bottom is made at a dihedral angle, with the inclination planes with respect to one to the other more than 90 °, with the connection located below the windows for the output of the cathode rods, the so-called "half-inclined" longitudinal walls. The “half-inclined” arrangement of the walls allows reducing the volume of metal in work in progress, reducing material consumption, contributing to efficient heat removal from the lower part of the casing and, accordingly, the formation of a protective skull in the side zone of the lining of the cathode device, which makes it possible to intensify the operation of the electrolyzer and increase the service life.

Кроме того, предлагаемое решение позволяет значительно увеличить прочность поперечных шпангоутов катодного кожуха и соответственно снизить действующие напряжения до значений, не превышающих предел текучести, и разгрузить сварные швы.In addition, the proposed solution can significantly increase the strength of the transverse frames of the cathode casing and, accordingly, reduce the acting stresses to values not exceeding the yield strength, and relieve the welds.

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."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal the signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which makes it possible to conclude that the criterion is "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид катодного кожуха алюминиевого электролизера; на фиг.2 - поперечные и продольные шпангоуты и элементы связи катодного кожуха, не показаны днище, продольные и торцевые стенки; на фиг.3 - поперечные и продольные шпангоуты с элементами связи катодного кожуха, с центральным разрывом продольных шпангоутов; на фиг.4 - поперечный разрез электролизера по варианту с соединением продольной стенки с днищем под двугранным углом.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the cathode casing of an aluminum electrolyzer; figure 2 - transverse and longitudinal frames and communication elements of the cathode casing, the bottom is not shown, the longitudinal and end walls; figure 3 - transverse and longitudinal frames with elements of the connection of the cathode casing, with a Central gap longitudinal frames; figure 4 is a transverse section of the electrolyzer according to the variant with the connection of the longitudinal wall with the bottom at a dihedral angle.

Катодный кожух алюминиевого электролизера включает днище 1, продольные стенки 2 с окнами 3 для вывода катодных стержней, торцевые стенки 4, поперечные шпангоуты 5. Поперечные шпангоуты 5 охватывают продольные стенки 2 и днище 1. Продольные шпангоуты 6 охватывают торцевые стенки 4 и днище 1. Жесткие элементы связи 7 соединяют крайние поперечные шпангоуты 5 с продольными шпангоутами 6. Продольные 2 и торцевые 4 стенки объединены в верхней части фланцевым листом 8, располагающимся горизонтально по всему периметру кожуха. В продольных шпангоутах 6 выполнены отверстия 9 для беспрепятственного прохождения воздуха вдоль днища 1 и повышения эффективности естественного воздушного охлаждения.The cathode casing of the aluminum electrolyzer includes a bottom 1, longitudinal walls 2 with windows 3 for outputting the cathode rods, end walls 4, transverse frames 5. Transverse frames 5 cover longitudinal walls 2 and bottom 1. Longitudinal frames 6 cover end walls 4 and bottom 1. Rigid communication elements 7 connect the extreme transverse frames 5 with the longitudinal frames 6. The longitudinal 2 and end 4 walls are united in the upper part by a flange sheet 8, which is located horizontally around the entire perimeter of the casing. In the longitudinal frames 6 holes 9 are made for the unhindered passage of air along the bottom 1 and increase the efficiency of natural air cooling.

С внутренней стороны жестко закреплена внутренняя металлическая накладка 10. Накладка 10 в зонах прохождения каждого из поперечных шпангоутов 5 по листу днища 1 и продольным стенкам 2 жестко закреплена, например, сваркой или установлена с возможностью свободного взаимодействия с ними.The inner metal plate 10 is rigidly fixed on the inside. The plate 10 in the zones of passage of each of the transverse frames 5 along the sheet of the bottom 1 and the longitudinal walls 2 is rigidly fixed, for example, by welding or installed with the possibility of free interaction with them.

Днище 1 с продольными 2 и торцевыми 4 стенками кожуха футеруется внутри теплоизоляционными и огнеупорными материалами (на фигуре не показаны).The bottom 1 with longitudinal 2 and end 4 walls of the casing is lined inside with heat-insulating and refractory materials (not shown in the figure).

Пример. Стенки и днище ванны катодного кожуха алюминиевого электролизера изготавливают из листовой стали толщиной 14 мм. Затем ванну устанавливают в жесткий каркас, представляющий собой сварную конструкцию из поперечных шпангоутов и соединяющих их между собой крестообразно продольных шпангоутов. Соединение стенок и днища с поперечными и продольными шпангоутами осуществляют при помощи сварки. Шаги установки поперечных шпангоутов по длине кожуха и продольных шпангоутов по ширине кожуха составляет 605 мм соответственно. Количество поперечных шпангоутов составляет 11 штук при габаритной длине катодного кожуха 7500 мм. Толщина внутренней накладки составляет 12 мм при ширине 200 мм. Высота сечения поперечных и продольных шпангоутов составляет 350 мм.Example. The walls and the bottom of the bathtub of the cathode casing of the aluminum electrolyzer are made of sheet steel 14 mm thick. Then the bath is installed in a rigid frame, which is a welded structure of transverse frames and connecting them crosswise longitudinal frames. The connection of the walls and the bottom with transverse and longitudinal frames is carried out by welding. The steps for installing transverse frames along the length of the casing and longitudinal frames along the width of the casing is 605 mm, respectively. The number of transverse frames is 11 pieces with a overall length of the cathode casing of 7500 mm. The thickness of the inner lining is 12 mm with a width of 200 mm. The cross-sectional height of the transverse and longitudinal frames is 350 mm.

Монтаж кожуха осуществляется путем установки катодного кожуха в корпусе электролиза алюминия со свободным опиранием его на строительные опоры (ригели) без каких-либо промежуточных элементов (подкатодная балка).The casing is mounted by installing the cathode casing in the aluminum electrolysis casing with its free support on the construction supports (crossbars) without any intermediate elements (cathode beam).

Демонтаж кожуха и его футеровки осуществляется известными способами. В случае необходимости производится ремонт кожуха либо в корпусе, либо в цехе капитального ремонта.The dismantling of the casing and its lining is carried out by known methods. If necessary, the casing is repaired either in the casing or in the overhaul workshop.

При использовании предлагаемой конструкции катодного кожуха по сравнению с прототипом достигается значительное увеличение срока службы алюминиевого электролизера за счет укрепления катодного кожуха путем устранения высоких механических напряжений в опасных зонах и улучшение работы электролизера благодаря эффективному охлаждению кожуха.Using the proposed design of the cathode casing in comparison with the prototype, a significant increase in the service life of the aluminum electrolyzer is achieved by strengthening the cathode casing by eliminating high mechanical stresses in hazardous areas and improving the operation of the electrolyzer due to efficient cooling of the casing.

Claims (5)

1. Катодный кожух алюминиевого электролизера, содержащий футеруемую внутри металлическую ванну с продольными стенками с окнами для вывода катодных стержней, торцевыми стенками и днищем, установленную внутри жесткого каркаса, образованного поперечными шпангоутами, охватывающими продольные стенки, и установленные с шагом по длине кожуха и соединяющие шпангоуты элементы, в качестве которых использованы листы стенок и днища, отличающийся тем, что в кожухе дополнительно установлены продольные шпангоуты, охватывающие торцевые стенки и днище, и жестко крестообразно соединяющие поперечные шпангоуты между собой на одном уровне по днищу кожуха, а в торцевой верхней части кожух дополнительно снабжен жесткими элементами связи, соединяющими крайние поперечные шпангоуты с продольными шпангоутами, при этом дополнительно на листах днища и продольных стенок в зонах прохождения поперечных шпангоутов жестко закреплена внутренняя металлическая накладка или она установлена с возможностью свободного взаимодействия с ними.1. The cathode casing of an aluminum electrolyzer containing a lined metal bath with longitudinal walls with windows for outputting the cathode rods, end walls and a bottom, mounted inside a rigid frame formed by transverse frames covering the longitudinal walls and installed with a step along the length of the casing and connecting frames elements, which are used as sheets of walls and the bottom, characterized in that in the casing additionally installed longitudinal frames covering the end walls and days e, and rigidly crosswise connecting the transverse frames to each other at the same level on the bottom of the casing, and in the end upper part of the casing is additionally equipped with rigid coupling elements connecting the extreme transverse frames with longitudinal frames, while additionally on the sheets of the bottom and longitudinal walls in the zones of the transverse the frames are rigidly fixed to the inner metal plate or it is installed with the possibility of free interaction with them. 2. Катодный кожух по п.1, отличающийся тем, что в продольных шпангоутах под днищем ванны выполнены отверстия.2. The cathode casing according to claim 1, characterized in that the holes are made in the longitudinal frames under the bottom of the bath. 3. Катодный кожух по п.1, отличающийся тем, что толщина внутренней металлической накладки равна 1,0-1,5 толщины соединяющих элементов, а ширина составляет не более 1,0 ширины шпангоута.3. The cathode casing according to claim 1, characterized in that the thickness of the inner metal plate is equal to 1.0-1.5 the thickness of the connecting elements, and the width is not more than 1.0 of the width of the frame. 4. Катодный кожух по п.1, отличающийся тем, что продольные шпангоуты установлены с образованием зоны разрыва в центральной части.4. The cathode casing according to claim 1, characterized in that the longitudinal frames are installed with the formation of the gap zone in the Central part. 5. Катодный кожух по п.1, отличающийся тем, что соединение продольной стенки с днищем выполнено под углами с плоскостями наклона по отношению к ним больше 90°, причем на продольной стенке ванны соединение расположено ниже окон для вывода катодных стержней.5. The cathode casing according to claim 1, characterized in that the connection of the longitudinal wall with the bottom is made at angles with inclination planes with respect to them greater than 90 °, and on the longitudinal wall of the bath, the connection is located below the windows for outputting the cathode rods.
RU2005140164/02A 2005-12-22 2005-12-22 Aluminum cell cathode casing RU2308547C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140164/02A RU2308547C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aluminum cell cathode casing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005140164/02A RU2308547C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aluminum cell cathode casing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005140164A RU2005140164A (en) 2007-06-27
RU2308547C1 true RU2308547C1 (en) 2007-10-20

Family

ID=38315210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005140164/02A RU2308547C1 (en) 2005-12-22 2005-12-22 Aluminum cell cathode casing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2308547C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070959A1 (en) * 2007-11-20 2009-06-11 China Aluminium International Engineering Corporation Limited A method for preventing the bottom of an electrolytic cell from up-wrapping and a structure used for the same
WO2011028132A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-10 Norsk Hydro Asa Cathode shell structure
RU2536617C1 (en) * 2013-08-27 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Cathode shell of aluminium electrolysis unit
CN104289843A (en) * 2013-07-15 2015-01-21 中国二冶集团有限公司 Control method for mounting deformation of electrolytic cell bottom plate
RU2703758C2 (en) * 2014-11-21 2019-10-22 Хэтч Лтд. Low-profile cathode jacket of aluminium electrolysis and method of increasing efficiency of aluminium electrolyser line

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009070959A1 (en) * 2007-11-20 2009-06-11 China Aluminium International Engineering Corporation Limited A method for preventing the bottom of an electrolytic cell from up-wrapping and a structure used for the same
CN101440501B (en) * 2007-11-20 2011-08-31 沈阳铝镁设计研究院有限公司 Method for preventing bottom of aluminum cell from upwarping and structure thereof
WO2011028132A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-10 Norsk Hydro Asa Cathode shell structure
CN102549198A (en) * 2009-09-07 2012-07-04 诺尔斯海德公司 Cathode shell structure
EA021620B1 (en) * 2009-09-07 2015-07-30 Норск Хюдро Аса Cathode shell structure
CN102549198B (en) * 2009-09-07 2015-12-09 诺尔斯海德公司 Cathode shell structure
CN104289843A (en) * 2013-07-15 2015-01-21 中国二冶集团有限公司 Control method for mounting deformation of electrolytic cell bottom plate
RU2536617C1 (en) * 2013-08-27 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Cathode shell of aluminium electrolysis unit
RU2703758C2 (en) * 2014-11-21 2019-10-22 Хэтч Лтд. Low-profile cathode jacket of aluminium electrolysis and method of increasing efficiency of aluminium electrolyser line

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005140164A (en) 2007-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2308547C1 (en) Aluminum cell cathode casing
KR101676682B1 (en) Cooling plate for a metallurgical furnace
US4087345A (en) Potshell for electrolytic aluminum reduction cell
CN207171160U (en) A kind of flame cutting machine support meanss
CN213538018U (en) Assembled heat treatment hanging basket
RU2294404C1 (en) Cathode device of aluminum cell
AU2014305612B2 (en) Electrolytic cell intended for the production of aluminium and electrolytic smelter comprising this cell
EP2475807B1 (en) Cathode shell structure
RU2320781C1 (en) Cathode casing of aluminum cell
KR101585778B1 (en) Ladle cover
KR101522567B1 (en) Blast furnace bottom structure
RU2321682C2 (en) Cathode device of aluminum cell
CN210086882U (en) Wall body reinforced structure
CN210384656U (en) Mounting structure for special fire-fighting robot
RU2082831C1 (en) Cathode housing of aluminium electrolyzer
RU2051204C1 (en) Aluminum electrolyzer cathodic shell
RU2155824C1 (en) Cathode enclosure of aluminum electrolizer
RU2256009C2 (en) Aluminum cell
US3702815A (en) Cathode casing of electrolyzer for producing aluminium
RU2770602C1 (en) Cathode device of aluminum electrolyzer
RU2230834C1 (en) Cathode casing of aluminum cell
RU2376402C2 (en) Fixation method of cooling fins on cathodic casing of aluminium electrolyser
RU2118408C1 (en) Anode enclosure of aluminum electrolyzer with top current lead and self-baking anode
RU2274681C1 (en) Anodic housing of the aluminum electrolytic bath with the upper current feed bar and the self-calcinating anode
RU2083726C1 (en) Anode shell of aluminum electrolyzer with upper current lead and self-baking anode

Legal Events

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

Effective date: 20081223