RU2516415C1

RU2516415C1 - Method for replacement of four-riser busbar by three-riser busbar in soderberg aluminium electrolyser

Info

Publication number: RU2516415C1
Application number: RU2012149277/02A
Authority: RU
Inventors: Евгений Юрьевич Радионов; Ярослав Александрович Третьяков; Виталий Валерьевич Пингин; Виталий Владимирович Платонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-05-20

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: method includes switching of the farthest flexible run-off of the cathode bus connected to the input anode riser at the front side of the next electrolyser to the cathode bus coming to the output anode riser of the next electrolyser at the front side, then reducing of cross-sections at the remaining run-offs of the cathode bus coming to the input anode riser of the next electrolyser and cutting of the outermost bus of the anode riser installed at the input end wall of the dummy side of the previous electrolyser in the upper and lower part of the anode riser. Thereafter is it insulated and connected in the lower part to the cathode bus coming to the output riser of the previous electrolyser and in the upper part it is connected to the previous place. Switching of flexible run-offs from the front side and anode bus from the dummy side of the aluminium electrolyser is made simultaneously. Then it is necessary to disassemble the anode riser located at the output end wall of the dummy side and cathode bus coming to the riser till the point of connection with the outermost bus of the anode riser placed at the input end wall of the dummy side of the previous electrolyser, thereafter all input and output risers at the front and dummy sides are connected by junctions. In order to connect flexible cathode run-offs to the cathode bus, buses of the anode riser with cathode bus and anode risers are filled by melted aluminium.EFFECT: speeding-up assembly and disassembly of the busbar system and providing stable operation for the whole series of electrolysers.7 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к электролитическому получению алюминия, к способам замены конструктивных узлов алюминиевых электролизеров, и может быть использовано при замене ошиновки алюминиевых электролизеров действующей электролизной серии.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals, in particular to the electrolytic production of aluminum, to methods for replacing structural components of aluminum electrolysis cells, and can be used to replace the busbar of aluminum electrolysis cells with an active electrolysis series.

Известен способ замены конструктивных узлов алюминиевого электролизера электролизной серии при его капитальном ремонте, включающий отключение электролизера при полной токовой нагрузке серии шунтированием при помощи шунтирующих вставок (шунт-ножей), демонтирование анодной ошиновки, металлоконструкций, анодного и катодного устройств и при необходимости их замену (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия. - М.: Металлургия, 1971, с.247-250).There is a method of replacing structural components of an aluminum electrolyzer with an electrolysis series during its overhaul, including disconnecting the electrolyzer at full current load of the series by shunting using shunt inserts (shunt knives), dismantling the anode busbar, metal structures, anode and cathode devices and, if necessary, replacing them (Reference non-ferrous metallurgy. Aluminum production. - M.: Metallurgy, 1971, p. 247-250).

Однако, при таком способе невозможно заменить катодную ошиновку электролизера действующей электролизной серии без снятия токовой нагрузки серии, поскольку, при отключении отдельного электролизера осуществляется шунтирование именно катодной ошиновки, при этом катодные шины одного электролизера соединяются шунтирующими вставками с катодными шинами другого, что и обеспечивает неразрывность электрической цепи и передачу тока электролизерам серии. Снятие же токовой нагрузки серии на время, необходимое для замены катодной ошиновки, связано прежде всего со снижением производительности серии. Кроме того, снятие токовой нагрузки серии приводит к технологическим нарушениям на всех электролизерах серии.However, with this method it is impossible to replace the cathode busbar of the electrolyzer with the current electrolysis series without removing the current load of the series, since when the individual cell is disconnected, it is the cathode busbar that is bypassed, while the cathode busbars of one cell are connected by shunt inserts to the cathode busbars of the other, which ensures continuity of electrical circuit and current transfer to electrolyzers series. The removal of the current load of the series for the time necessary to replace the cathode bus is primarily due to a decrease in the series performance. In addition, the removal of the current load of the series leads to technological violations on all electrolyzers of the series.

Наиболее близким является способ замены ошиновки алюминиевых электролизеров действующей электролизной серии, заключающийся в том, что после демонтажа анодной ошиновки отключенного электролизера осуществляют демонтаж катодной ошиновки предыдущего по ходу тока электролизера и ее замену на новую, используя временные обводные шинопроводы, разъемно соединенные с пакетами шин катодной ошиновки отключенного электролизера, при этом поочередно переключают катодные спуски с шин катодной ошиновки предыдущего по ходу тока электролизера на приваренные к временным обводным шинопроводам гибкие пакеты, демонтируют установленные шунтирующие вставки и пакеты шин существующей катодной ошиновки и устанавливают пакеты шин новой катодной ошиновки и осуществляют их шунтирование, после установки новой анодной ошиновки с новыми анодными стояками приваривают анодные стояки к пакетам шин новой катодной ошиновки, поочередно переключают анодные спуски с временных обводных шинопроводов на приваренные к новым шинам пакеты гибких лент, разбирают узлы соединения временных обводных шинопроводов с пакетами шин катодной ошиновки отключенного электролизера и демонтируют временные обводные шинопроводы (патент РФ №2118409, опубл. 27.08.1998 г., МПК C25C 3/16).The closest is a method of replacing the busbar of aluminum electrolyzers with the current electrolysis series, which consists in the fact that after dismantling the anode busbar of the disconnected cell, the cathodic busbar of the previous current cell is disassembled and replaced with a new one using temporary bypass busbars detachably connected to the busbar cathodic busbars a disconnected electrolyzer, in this case, the cathode descents from the cathode busbars of the previous electrolyzer current along the current are alternately switched to flexible packets welded to the temporary bypass busbars, dismantle the installed shunt inserts and tire packages of the existing cathode busbar and install the bus packages of the new cathode busbar and perform their shunting, after installing the new anode busbar with new anode struts, weld the anode struts to the busbar packages of the new cathode busbar, switch anode descents from temporary bypass busbars to packets of flexible tapes welded to new tires, dismantle the connection nodes of temporary bypass busbars wires with busbars of the cathode busbar of the disconnected electrolyzer and dismantle temporary bypass busbars (RF patent No. 2118409, publ. 08/27/1998, IPC C25C 3/16).

Данный способ предусматривает замену катодной ошиновки одного электролизера при условии, что последующий по ходу тока электролизер находится в отключенном состоянии, а так же использование временных обводных шинопроводов, изготовление которой является дорогостоящим и трудоемким процессом.This method involves replacing the cathode bus of one electrolysis cell, provided that the subsequent electrolyzer in the current state is in the off state, as well as the use of temporary bypass busbars, the manufacture of which is an expensive and time-consuming process.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудозатрат на монтаж-демонтаж ошиновки за счет отсутствия временных обводных шинопроводов, повышение технико-экономических показателей, работа всех ванн серии без отключения токовой нагрузки, стабилизация выхода по току на серии, постоянная наработка металла.The objective of the invention is to reduce labor costs for assembling and disassembling the busbar due to the lack of temporary bypass busbars, improving technical and economic indicators, the operation of all bathtubs in the series without disconnecting the current load, stabilizing the current output in the series, constant metal production.

Техническим результатом при использовании заявленного изобретения является ускорение процесса монтажа-демонтажа ошиновки, стабильная работа всей серии электролизеров.The technical result when using the claimed invention is to accelerate the process of mounting and dismounting busbars, the stable operation of the entire series of electrolyzers.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе замены ошиновки алюминиевых электролизеров действующей электролизной серии, включающем демонтаж катодной шины, подключенной к анодному стояку, поочередное переключение катодных спусков, согласно заявленному изобретению вначале осуществляют переключение крайнего гибкого спуска катодной шины, подключенной на входной анодный стояк с лицевой стороны последующего электролизера на катодную шину, идущую на выходной анодный стояк последующего электролизера с лицевой стороны, затем уменьшают сечение на оставшихся гибких спусках катодной шины, идущей на входной анодный стояк последующего электролизера и обрезают крайнюю шину анодного стояка, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в верхней и нижней части анодного стояка, после чего изолируют, и в нижней части подключают к катодной шине, идущей на выходной стояк предыдущего электролизера, а в верхней части на прежнее место, при этом переключение гибких спусков с лицевой стороны и анодной шины с глухой стороны алюминиевого электролизера производят одновременно, после чего демонтируют анодный стояк, расположенный на выходном торце глухой стороны предыдущего электролизера и катодную шину, идущую на стояк до места соединения с крайней шиной анодного стояка, расположенного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера, затем входные и выходные стояки с лицевой и глухой стороны соединяют перемычками, причем для соединения гибких катодных спусков с катодной шиной, шин анодного стояка с катодной шиной и анодных стояков используют заливку расплавленным алюминием.The achievement of the technical result is ensured by the fact that in the method of replacing the busbar of aluminum electrolyzers of the current electrolysis series, including dismantling the cathode bus connected to the anode riser, alternately switching the cathode slides, according to the claimed invention, first the extreme flexible lowering of the cathode bus connected to the input anode riser is switched from the front side of the subsequent electrolyzer to the cathode bus going to the output anode riser of the subsequent electrolyzer with the front orons, then reduce the cross-section on the remaining flexible runs of the cathode bus going to the input anode riser of the subsequent electrolyzer and cut off the outermost bus of the anode riser installed on the entrance end from the blank side of the previous electrolyzer in the upper and lower parts of the anode riser, after which they are isolated and in the lower parts are connected to the cathode bus going to the output riser of the previous electrolyzer, and in the upper part to the previous place, while switching the aluminum slopes from the front side and the anode bus from the blind side, aluminum the electrolyzer is produced simultaneously, after which the anode riser located on the output end of the blind side of the previous electrolyzer and the cathode bus going to the riser to the junction with the extreme bus of the anode riser located on the input end from the blind side of the previous electrolyzer are dismantled, then the input and output risers from the front and the blind side are connected by jumpers, moreover, to fill the flexible cathode slopes with the cathode bus, the busbars of the anode riser with the cathode bus and anode risers use melted aluminum.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 изображена четырехстоячная ошиновка алюминиевого электролизера; на фиг.2 - обрезка крайнего гибкого спуска катодной шины, уменьшение сечения на оставшихся гибких спусках катодной шины, идущей на входной анодный стояк последующего электролизера, обрезка крайней шины анодного стояка, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в нижней части анодного стояка; на фиг.3 - переключение крайнего гибкого спуска катодной шины на катодную шину, идущую на выходной анодный стояк последующего электролизера с лицевой стороны, изоляция обрезанной крайней шины анодного стояка с глухой стороны, подключение к катодной шине, идущей на выходной стояк предыдущего электролизера; на фиг.4 - обрезка крайней шины анодного стояка, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в верхней части анодного стояка, изоляция обрезанной крайней шины; на фиг.5 - подсоединение обрезанной крайней шины анодного стояка к анодной ошиновке, демонтаж анодного стояка, расположенного на выходном торце глухой стороны предыдущего электролизера и катодной шины, идущей на демонтированный стояк до места соединения с крайней шиной анодного стояка, расположенного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера; на фиг.6 - соединение входных и выходных стояков с лицевой и глухой стороны перемычками; на фиг.7 - трехстоячная ошиновка.Figure 1 shows the four-stranded busbar of an aluminum electrolyzer; figure 2 - cutting the extreme flexible descent of the cathode bus, reducing the cross-section on the remaining flexible descents of the cathode bus going to the input anode riser of the subsequent electrolyzer, cutting the extreme bus of the anode riser installed on the input end from the blank side of the previous electrolyzer in the lower part of the anode riser; figure 3 - switching the extreme flexible descent of the cathode bus to the cathode bus going to the output anode riser of the subsequent electrolyzer from the front side, isolation of the cut off extreme bus of the anode riser from the blind side, connecting to the cathode bus going to the output riser of the previous electrolyzer; figure 4 - trimming the extreme tire of the anode riser mounted on the input end from the blank side of the previous cell in the upper part of the anode riser, isolation of the trimmed extreme bus; figure 5 - connecting the trimmed extreme busbar of the anode riser to the anode busbar, dismantling the anode riser located on the output end of the blank side of the previous electrolyzer and the cathode bus going to the dismantled riser to the junction with the extreme bus of the anode riser located on the input end with the deaf side of the previous cell; figure 6 - connection of the input and output risers from the front and the blind side with jumpers; 7 is a three-station bus.

Способ замены четырехстоячной ошиновки на трехстоячную в алюминиевом электролизере без отключения токовой нагрузки осуществляется следующим образом.A method of replacing a four-stranded busbar with a three-stranded busbar in an aluminum electrolysis cell without disconnecting the current load is as follows.

В электролизере 1 обрезают крайний гибкий спуск 2 от катодной шины 3, подключенной на входной анодный стояк 4 с лицевой стороны последующего электролизера отбойным молотком с лопаткой, уменьшают сечение на оставшихся гибких спусках 5 катодной шины 3, идущей на входной анодный стояк 4 последующего электролизера при помощи ножниц по металлу (пневмоножниц). Обрезают крайнюю шину 6 анодного стояка 7 установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в нижней его части при помощи отбойного молотка с лопаткой. Подключают обрезанный крайний гибкий спуск 2 с лицевой стороны на катодную шину 8, идущую на выходной анодный стояк 9 последующего электролизера с лицевой стороны при помощи заливки расплавленного алюминия, взятого из соседнего электролизера, в заранее подготовленную на месте соединения ванночку. Изолируют обрезанную крайнюю шину 6 анодного стояка 7 с глухой стороны при помощи нескольких слоев изоляционного материала, после чего, подключают к катодной шине 10, идущей на выходной стояк 11 предыдущего электролизера, использовав для соединения заливку расплавленного алюминия в заранее подготовленную ванночку. При этом переключение крайнего гибкого спуска 2 с лицевой стороны, уменьшение сечения на оставшихся гибких спусках 5 с глухой стороны и крайней анодной шины 6 с глухой стороны алюминиевого электролизера производят одновременно. Затем обрезают крайнюю шину 6 анодного стояка 7, установленного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера в верхней его части от анодной шины 12 при помощи отбойного молотка с лопаткой, изолируют при помощи нескольких слоев изоляционного материала, после чего, подсоединяют на прежнее место, использовав заливку расплавленным алюминием в заранее подготовленную ванночку на месте соединения крайней шины 6 анодного стояка 7 и анодной шины 12. После чего демонтируют анодный стояк 13, расположенный на выходном торце глухой стороны предыдущего электролизера и катодную шину 10, идущую на демонтированный стояк 13 до места соединения с крайней шиной 6 анодного стояка 7, расположенного на входном торце с глухой стороны предыдущего электролизера. Проводят контрольные замеры токораспределения по гибким спускам и шинам стояка, устанавливают предварительно подготовленные анодные перемычки 14, соединяя входные анодные стояки с лицевой и глухой стороны и выходные анодные стояки с лицевой и глухой стороны при помощи заливки расплавленным алюминием, взятого из рядом стоящего электролизера, в заранее подготовленную ванночку. В период снижения нагрузки на серии выполняют дополнительную проварку крайней шины 6 анодного стояка 7 и анодных перемычек с помощью аргонодуговой сварки.In the electrolyzer 1, the extreme flexible run 2 is cut off from the cathode bus 3 connected to the input anode riser 4 on the front side of the subsequent electrolyzer with a jackhammer with a blade, and the cross-section on the remaining flexible runs 5 of the cathode bus 3 going to the input anode riser 4 of the subsequent electrolyzer is reduced scissors for metal (pneumatic shears). Cut off the outermost tire 6 of the anode riser 7 mounted on the inlet end from the blank side of the previous electrolyzer in its lower part using a jackhammer with a blade. The cut-off extreme flexible run 2 from the front side is connected to the cathode bus 8, which goes to the output anode riser 9 of the subsequent electrolyzer from the front side by pouring molten aluminum taken from the neighboring cell into a bath prepared in advance at the junction. The cut-off extreme bus 6 of the anode riser 7 is isolated from the blind side using several layers of insulating material, after which it is connected to the cathode bus 10, which goes to the output riser 11 of the previous electrolyzer, using molten aluminum pouring into a previously prepared bath for connection. At the same time, switching the extreme flexible descent 2 from the front side, reducing the cross section on the remaining flexible descents 5 from the deaf side and the extreme anode bus 6 from the deaf side of the aluminum electrolysis cell is performed simultaneously. Then cut off the extreme bus 6 of the anode riser 7 installed on the input end from the blank side of the previous electrolyzer in its upper part from the anode bus 12 using a jackhammer with a blade, isolate using several layers of insulating material, after which they are connected to the same place using pouring molten aluminum into a pre-prepared bath at the junction of the extreme bus 6 of the anode riser 7 and the anode bus 12. Then remove the anode riser 13 located on the output end of the blind side preceding the cell and the cathode bus 10 extending on the disassembled strut 13 to the junction with the tire 6 at the anode riser 7 disposed at the input end with the hollow side of the previous cell. Carry out control measurements of current distribution on flexible slopes and riser tires, install pre-prepared anode jumpers 14, connecting the input anode risers from the front and the blind side and the output anode risers from the front and the blind side by pouring molten aluminum, taken from a nearby electrolyzer, in advance prepared bath. In the period of reducing the load on the series perform additional welding of the extreme bus 6 of the anode riser 7 and the anode jumpers using argon arc welding.

Все операции по демонтажу и переключению на электролизере происходят последовательно и в целом не нарушают передачу тока по всей электрической цепи, в которой находится предыдущий и последующий электролизер от модернизированного.All dismantling and switching operations on the electrolyzer take place sequentially and as a whole do not disrupt the transmission of current along the entire electric circuit in which the previous and subsequent electrolysers from the modernized one are located.

Claims

The method of replacing the busbar of aluminum electrolyzers with the current electrolysis series, including dismantling the cathode bus connected to the anode riser, and alternately switching the cathode descents, characterized in that the extreme flexible descent of the cathode bus connected to the input anode riser from the front of the subsequent electrolyzer is first switched to the cathode bus going to the output anode riser of the subsequent electrolyzer from the front side, then the cross section on the remaining flexible slopes of the cathode bus is reduced s, going to the input anode riser of the subsequent electrolyzer, and cut off the outermost busbar of the anode riser installed on the input end from the blank side of the previous electrolyzer in the upper and lower parts of the anode riser, after which it is isolated and connected to the cathode bus going to the output in the lower part the riser of the previous cell, and in the upper part - to the same place, while switching the flexible descents on the front side and the anode bus from the blank side of the aluminum cell is performed simultaneously, and then dismantle and node riser located on the output end of the blind side of the previous electrolyzer and a cathode bus going to the riser to the junction with the extreme bus of the anode riser located on the input end on the blind side of the previous cell, then the input and output risers from the front and the blind side are connected by jumpers moreover, to connect the flexible cathode slopes with the cathode bus, the busbars of the anode riser with the cathode bus and the anode risers, molten aluminum is used.