RU2684025C2

RU2684025C2 - Electrolytic cell comprising anode assembly hoisting device

Info

Publication number: RU2684025C2
Application number: RU2016134821A
Authority: RU
Inventors: Фредерик БРЭН; Ив Роше; Стив Ренодье
Original assignee: Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2019-04-03
Also published as: DK179216B1; EP3099840A1; CN105940146A; AU2015208855A1; RU2016134821A; FR3016895A1; BR112016015625A2; AU2015208855B2; FR3016895B1; DK201670537A1; EP3099840A4; BR112016015625B1; CA2935439A1; CN105940146B; CA2935439C; WO2015110901A1; EP3099840B1; RU2016134821A3

Abstract

FIELD: electrolytic methods.SUBSTANCE: invention relates to an electrolytic cell for production of aluminium. Electrolytic cell comprises a casing with a bottom and transverse and longitudinal side walls and a plurality of anode assemblies, each having an anode structure and at least one anode, a plurality of hoisting devices arranged along the longitudinal side walls of the casing to move the anode assemblies, each including a power cylinder formed by the casing and rod extending along longitudinal axis (B-B'), and an anode receiver for receiving one end of the anode structure, wherein the power cylinder is connected to the anode receiver to transfer thereto translational motion along translation axis (T-T') of the anode receiver, wherein longitudinal axis (B-B') of the power cylinder is parallel to translation axis (T-T') of the anode receiver and does not coincide with it.EFFECT: reduced height of the electrolytic cell and reduced space between two adjacent electrolytic cells.23 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится в общем к области производства алюминия электролизом в электролизере c ванной на основе криолита (далее именуемой «криолитовой ванной»).The present invention relates generally to the field of aluminum production by electrolysis in an electrolytic cell with a cryolite bath (hereinafter referred to as “cryolite bath”).

Более конкретно, оно относится к электролизеру, включающему множество устройств подъема анодных узлов, имеющихся в электролизере, при этом каждый анодный узел включает по меньшей мере один углеродный анод предварительно обожженного типа.More specifically, it relates to an electrolytic cell including a plurality of anode assembly lifting devices available in the electrolyzer, each anode assembly comprising at least one prebaked type carbon anode.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Алюминий производят, главным образом, путем электролиза глинозема, растворенного в криолитовой ванне.Aluminum is produced mainly by electrolysis of alumina dissolved in a cryolite bath.

В настоящее время производство алюминия в промышленном масштабе осуществляют в электролизере, состоящем из стального кожуха, открытого в верхней части, днище которого покрыто огнеупорным материалом, поверх которого находится катод с подвешенными над ним множественными анодными узлами, погруженными в криолитовую ванну с температурой от 930 до 980°С.Currently, aluminum production on an industrial scale is carried out in an electrolyzer consisting of a steel casing open in the upper part, the bottom of which is covered with refractory material, on top of which there is a cathode with multiple anode assemblies suspended above it, immersed in a cryolite bath with a temperature from 930 to 980 ° C.

Каждый анодный узел включает в себя анодную конструкцию - состоящую из анодной штанги и средств прикрепления - соединенную с по меньшей мере одним анодом, в частности, предварительно обожженным углеродным блоком.Each anode assembly includes an anode structure — consisting of an anode rod and attachment means — connected to at least one anode, in particular a prebaked carbon block.

При подаче электрического тока между анодными узлами и катодом начинается реакция электролиза.When an electric current is applied between the anode nodes and the cathode, an electrolysis reaction begins.

Поскольку обычные температуры функционирования электролизера составляют от 930 до 980°С, производимый алюминий является жидким. Под действием силы тяжести он осаждается на катоде, который герметизирован. Регулярно произведенный алюминий или часть произведенного алюминия отсасывают литейным ковшом и переносят в плавильные печи.Since the normal operating temperature of the electrolyzer is from 930 to 980 ° C, the aluminum produced is liquid. Under the influence of gravity, it is deposited on the cathode, which is sealed. Regularly produced aluminum or part of the aluminum produced is sucked off by a casting ladle and transferred to smelters.

Во время реакции электролиза углеродные аноды постепенно расходуются. Когда один из анодных узлов отработал, его заменяют новым анодным узлом.During the electrolysis reaction, carbon anodes are gradually consumed. When one of the anode nodes has worked, it is replaced with a new anode node.

Для получения хорошего выхода алюминия существенно как можно более равномерное распределение тока между анодными узлами. Поэтому положение «анодного горизонта» - определяемого нижними гранями анодов в анодных узлах - необходимо тщательно контролировать.To obtain a good aluminum yield, a substantially even distribution of current between the anode nodes is essential. Therefore, the position of the "anode horizon" - defined by the lower faces of the anodes in the anode nodes - must be carefully monitored.

Однако, положение анодного горизонта, обращенного к катодному слою жидкого алюминия, нужно периодически регулировать, учитывая изменение таких параметров, как:However, the position of the anode horizon facing the cathode layer of liquid aluminum must be periodically adjusted, given the change in parameters such as:

- высота слоя алюминия, которая постепенно увеличивается, а затем резко уменьшается при выливке металла,- the height of the layer of aluminum, which gradually increases, and then decreases sharply when pouring metal,

- постепенное изнашивание анодного горизонта.- gradual wear of the anode horizon.

Позиционирование анодного горизонта обычно осуществляют посредством системы из силового цилиндра и тяг, которая вызывает перемещение анодной рамы и множества анодных узлов, которые прикреплены к этой анодной раме.The positioning of the anode horizon is usually carried out by means of a system of a power cylinder and rods, which causes the movement of the anode frame and the plurality of anode nodes that are attached to this anode frame.

Такой системе из силового цилиндра и тяг, передвигающей размещенную над электролизером анодную раму, свойственен недостаток, заключающийся в том, что она занимает много места над электролизером. Высота, а следовательно, и стоимость здания, в котором размещают электролизеры, зависит от высоты электролизеров, так что подобное решение не является удовлетворительным.Such a system of a power cylinder and rods moving the anode frame placed above the electrolyzer has a drawback in that it takes up a lot of space above the electrolyzer. The height, and therefore the cost of the building in which the electrolysers are placed, depends on the height of the electrolyzers, so this solution is not satisfactory.

Кроме того, движение анодной рамы, к которой прикреплено множество анодных узлов, не позволяет индивидуально регулировать положение анодных узлов, что дало бы возможность противодействовать:In addition, the movement of the anode frame, to which many anode nodes are attached, does not allow you to individually adjust the position of the anode nodes, which would make it possible to counteract:

- работе электролизера вразнос, связанной с анодными эффектами, обнаруживая их при их появлении путем регистрации анодных напряжений и сразу исправляя их, поднимая только тот анодный узел, под которым начинается анодный эффект,- the electrolyzer’s operation is related to the anode effects, detecting them when they appear by registering the anode voltages and immediately correcting them, lifting only the anode node under which the anode effect begins,

- неравномерному распределению тока между разными анодными узлами,- uneven distribution of current between different anode nodes,

- локальным неравномерностям температуры или состава ванны,- local unevenness in temperature or composition of the bath,

- изменениям формы поверхности раздела металл-ванна из-за изменений карты электрических токов в ванне и в металле.- changes in the shape of the metal-bath interface due to changes in the map of electric currents in the bath and in the metal.

Из патента US 3575827 известно подъемное устройство, включающее силовой цилиндр, образованный корпусом и штоком, при этом корпус силового цилиндра расположен рядом с продольной боковой стенкой кожуха электролизера, а свободный конец штока служит опорным элементом для анодных узлов. Один из недостатков такого устройства состоит в том, что продольная боковая стенка кожуха, в частности, на уровне жидкостей, очень горячая и излучает тепло, из-за чего может нарушаться работа силового цилиндра и сокращаться срок его службы. Кроме того, позиционирование силового цилиндра затрудняет теплообмен на уровне продольной боковой стенки кожуха, который необходимо регулировать, чтобы управлять величиной градиента, образующегося в электролизере, например, путем обдувки воздухом, такой как известная из патентной публикации WO 99/54526. Кроме того, поскольку высота износа углеродных анодных блоков в современных электролизерах значительна, ход силового цилиндра должен быть большим, поэтому габаритный размер, особенно продольный размер, силового цилиндра таков, что его размещение рядом со стенкой проблематично, в частности из-за ограниченности места в остающемся между электролизерами пространстве различными электрическими проводниками тока электролиза. Подъемное устройство также не участвует в подводе тока электролиза к анодному узлу, поэтому при замене анодного узла нужно дополнительно производить манипуляции с токоподводящим электрическим проводником, чтобы переподсоединить его к новому анодному узлу.From US Pat. No. 3,575,827, a lifting device is known including a power cylinder formed by a body and a rod, the power cylinder body being located next to the longitudinal side wall of the electrolyzer casing, and the free end of the rod serves as a supporting element for the anode assemblies. One of the disadvantages of such a device is that the longitudinal side wall of the casing, in particular at the liquid level, is very hot and radiates heat, which can lead to disruption of the operation of the power cylinder and shorten its life. In addition, the positioning of the master cylinder makes heat transfer difficult at the level of the longitudinal side wall of the casing, which must be adjusted in order to control the magnitude of the gradient formed in the cell, for example by blowing air, such as known from patent publication WO 99/54526. In addition, since the wear height of the carbon anode blocks in modern electrolyzers is significant, the stroke of the power cylinder must be large, therefore, the overall size, especially the longitudinal size, of the power cylinder is such that its placement near the wall is problematic, in particular because of the limited space in the remaining between electrolyzers space various electrical conductors of electrolysis current. The lifting device is also not involved in the supply of electrolysis current to the anode assembly, therefore, when replacing the anode assembly, it is necessary to additionally manipulate the current-carrying electrical conductor in order to reconnect it to the new anode assembly.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить электролизер, включающий систему подъема, конфигурация которой делает возможным по меньшей мере частичное преодоление указанных выше недостатков.An object of the present invention is to provide an electrolytic cell including a lifting system, the configuration of which makes it possible to at least partially overcome the above disadvantages.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

С этой целью изобретение предлагает электролизер, применимый для производства алюминия, содержащий кожух с днищем и поперечными и продольными боковыми стенками, покрытый изнутри футеровкой, предназначенной для удержания криолитовой ванны, и множество анодных узлов, каждый из которых включает в себя анодную конструкцию и по меньшей мере один анод, погруженный в криолитовую ванну, при этом электролизер дополнительно содержит множество проходящих вдоль продольных боковых стенок кожуха подъемных устройств для перемещения анодных узлов, при этом подъемные устройства включают в себя силовой цилиндр, образованный корпусом и штоком, проходящий вдоль продольной оси В-В', и анодоприемник, предназначенный для приема одного конца анодной конструкции, при этом силовой цилиндр связан с анодоприемником для сообщения ему поступательного движения вдоль оси перемещения Т-Т' между отведенным положением и выдвинутым положением, отличающийся тем, что продольная ось В-В' силового цилиндра параллельна оси перемещения Т-Т' анодоприемника и не совпадает с ней.To this end, the invention provides an electrolytic cell suitable for the production of aluminum, comprising a casing with a bottom and transverse and longitudinal side walls, internally coated with a lining for holding a cryolite bath, and a plurality of anode assemblies, each of which includes an anode structure and at least one anode immersed in a cryolite bath, while the electrolyzer further comprises a plurality of lifting devices passing along the longitudinal side walls of the casing for moving the anode assemblies, In this case, the lifting devices include a power cylinder formed by the body and the rod extending along the longitudinal axis B-B ', and an anode receiver designed to receive one end of the anode structure, while the power cylinder is connected to the anode receiver to communicate progressive movement along the axis of movement T-T 'between the retracted position and the extended position, characterized in that the longitudinal axis B-B' of the power cylinder is parallel to the axis of movement of T-T 'of the anode receiver and does not coincide with it.

Факт размещения подъемных устройств на периферии электролизера, а более конкретно - вдоль продольных боковых стенок - означает отсутствие помех для вертикального хода анодных узлов. Это позволяет заменять анодные узлы сверху электролизера, без необходимости в применении сложной кинематической системы движения анодных узлов. Подъемные устройства не проходят над анодами, предпочтительно, не над криолитовой ванной, а еще более предпочтительно, не над кожухом. Термин «над» следует понимать как над тем элементом, к которому он относится, и в объеме, образованном вертикальным движением поверхности, полученной путем проецирования этого элемента на горизонтальную плоскость. Таким образом, подъемные устройства не затрудняют вертикального хода анодных узлов.The fact of placing lifting devices on the periphery of the electrolyzer, and more specifically along the longitudinal side walls, means that there is no interference with the vertical movement of the anode assemblies. This allows you to replace the anode nodes on top of the cell, without the need for a complex kinematic system of movement of the anode nodes. Lifting devices do not extend above the anodes, preferably not above the cryolite bath, and even more preferably not above the casing. The term “above” should be understood as above the element to which it refers, and in the volume formed by the vertical movement of the surface obtained by projecting this element on a horizontal plane. Thus, lifting devices do not impede the vertical movement of the anode assemblies.

Подъемные устройства служат для вертикального поступательного перемещения анодных узлов в электролизере с тем, чтобы регулировать положение анодного горизонта во время работы электролизера, и составляют неотъемлемую часть электролизера.Lifting devices are used for vertical translational movement of the anode nodes in the cell in order to adjust the position of the anode horizon during operation of the cell, and are an integral part of the cell.

Анодные узлы относятся к предварительно обожженному типу и предназначены периодически заменяться после износа анодов. Анодная конструкция позволяет механически удерживать аноды, представляющие собой предварительно обожженные углеродные блоки, и обеспечивать электрическое соединение анодного узла при каждой замене анодного узла. В контексте настоящего изобретения «параллельные и несовпадающие оси» следует понимать как две оси, параллельные друг другу и не совпадающие друг с другом, т.е. отстоящие друг от друга на отличное от нуля расстояние.Anode assemblies are of a pre-fired type and are intended to be replaced periodically after wear of the anodes. The anode design allows you to mechanically hold the anodes, which are pre-fired carbon blocks, and to provide electrical connection of the anode assembly with each replacement of the anode assembly. In the context of the present invention, “parallel and non-coincident axes” should be understood as two axes parallel to each other and not coinciding with each other, i.e. non-zero distance from each other.

Благодаря тому, что продольная ось В-В' силового цилиндра параллельна оси перемещения T-T' и не совпадает с ней, возможно смещение анодоприемника относительно силового цилиндра. Получаемое при этом подъемное устройство, во-первых, обладает минимальной высотой (т.е. размером устройства вдоль продольной оси силового цилиндра) и, во-вторых, легче и удобнее размещается в небольшом пространстве, остающемся доступным между двумя смежными электролизерами для размещения на периферии электролизера. При такой улучшенной компоновке, возможной благодаря смещению анодоприемника относительно силового цилиндра, ограничивается высота электролизеров и/или уменьшается пространство между двумя смежными электролизерами.Due to the fact that the longitudinal axis B-B 'of the power cylinder is parallel to the axis of movement T-T' and does not coincide with it, it is possible to displace the anode receiver relative to the power cylinder. The resulting lifting device, firstly, has a minimum height (i.e., the size of the device along the longitudinal axis of the power cylinder) and, secondly, it is easier and more convenient to be placed in a small space that remains accessible between two adjacent electrolyzers for placement on the periphery electrolyzer. With such an improved arrangement, possible due to the displacement of the anode receiver relative to the power cylinder, the height of the cells is limited and / or the space between two adjacent cells is reduced.

Чтобы сместить анодоприемник относительно силового цилиндра, подъемные устройства могут включать в себя поперечную соединительную балку между штоком силового цилиндра и анодоприемником, при этом упомянутая соединительная балка предпочтительно проходит вдоль поперечной оси, перпендикулярной продольной оси B-B' силового цилиндра и оси перемещения T-T'.To move the anode receiver relative to the ram, the lifting devices may include a transverse connecting beam between the ram and the anode receiver, said connecting beam preferably extending along a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis B-B 'of the ram and the axis of movement T-T'.

Узел, состоящий из штока силового цилиндра, соединительной балки и анодоприемника, может образовывать U-образную конструкцию, в которой корпус силового цилиндра проходит напротив анодоприемника. Слово «напротив» следует понимать как означающее, что по меньшей мере одна плоскость, перпендикулярная продольной оси силового цилиндра, проходит через корпус силового цилиндра и анодоприемник. Это позволяет ограничить высоту подъемных устройств.An assembly consisting of a ram cylinder, a connecting beam and an anode receiver can form a U-shaped structure in which the housing of the master cylinder extends opposite the anode receiver. The word “opposite” should be understood as meaning that at least one plane perpendicular to the longitudinal axis of the power cylinder passes through the body of the power cylinder and the anode receiver. This allows you to limit the height of the lifting devices.

Преимущественно, соединительная балка смонтирована взаимосвязанной со штоком силового цилиндра, и соединительная балка смонтирована взаимосвязанной с анодоприемником. Благодаря этому возможна передача движения от штока к анодоприемнику.Advantageously, the connecting beam is mounted interconnected with the ram cylinder, and the connecting beam is mounted interconnected with the anode receiver. Thanks to this, motion transmission from the rod to the anode receiver is possible.

В одном из вариантов осуществления анодоприемник может включать стержень, проходящий вдоль оси перемещения T-T'. Преимущественно, на одном из концов этого стержня имеется гнездо, предназначенное для приема конца анодной конструкции. Этот стержень позволяет механически поддерживать анодную конструкцию над криолитовой ванной. Он также обеспечивает проведение электрического тока для питания анодных узлов. Для этого часть стержня электрически соединена с гибкими электропроводящими средствами. В частности, электропитание анодного узла осуществляют через гнездо, более конкретно, через поверхности контакта анодной конструкции и гнезда. Может быть предусмотрена система крепления, предназначенная для закрепления анодной конструкции в гнезде. Это нужно для предотвращения выхода анодной конструкции из гнезда во время поступательных перемещений анодной конструкции. Эта система крепления может включать средство прижатия анодной конструкции к гнезду для гарантирования проведения тока между гнездом и анодной конструкцией.In one embodiment, the anode receiver may include a rod extending along the axis of movement T-T '. Advantageously, at one end of this rod there is a socket for receiving the end of the anode structure. This rod allows you to mechanically support the anode structure above the cryolite bath. It also provides electrical current to power the anode assemblies. For this part of the rod is electrically connected to flexible electrically conductive means. In particular, the power supply of the anode assembly is carried out through the socket, more specifically, through the contact surfaces of the anode structure and the socket. An attachment system may be provided for securing the anode structure in the socket. This is necessary to prevent the anode structure from leaving the socket during translational movements of the anode structure. This fastening system may include means for pressing the anode structure to the socket to ensure that current is conducted between the socket and the anode structure.

Для повышения его механической прочности стержень может иметь прямоугольное или квадратное сечение. Кроме того, он может включать каркас из стали и встроенные в него или размещенные вокруг него участки из меди, обеспечивающие подведение электроэнергии к анодным узлам.To increase its mechanical strength, the rod may have a rectangular or square section. In addition, it may include a steel frame and built-in or placed around it sections of copper, providing power to the anode nodes.

Как указано выше, подъемные устройства могут включать направляющие анодоприемника для направления движения анодоприемника вдоль оси перемещения T-T'. В некоторых вариантах осуществления эти направляющие по меньшей мере частично окружают анодоприемник и задают траекторию скольжения анодоприемника. Например, направляющие могут включать два кольца, разнесенных на неравное нулю расстояние вдоль оси перемещения T-T', при этом каждое кольцо окружает часть анодоприемника. Предпочтительно, каждое кольцо может включать паз для прохода соединительной балки во время движения анодоприемника между отведенным и выдвинутым положениями. Это позволяет максимизировать расстояние между кольцами, чтобы исключить возможный угловой люфт стержня в направляющих. Таким образом обеспечивается вертикальное поступательное движение анодоприемника.As indicated above, the lifting devices may include guides of the anode receiver to direct the movement of the anode receiver along the axis of movement T-T '. In some embodiments, these guides at least partially surround the anode receiver and define a sliding path of the anode receiver. For example, the guides may include two rings spaced apart by an unequal distance along the axis of movement T-T ', with each ring surrounding a portion of the anode receiver. Preferably, each ring may include a groove for passage of the connecting beam during movement of the anode receiver between the retracted and extended positions. This allows you to maximize the distance between the rings to eliminate possible angular play of the rod in the guides. This ensures vertical translational movement of the anode receiver.

Подъемные устройства прикреплены к электролизеру так, что ось перемещения T-T' каждого анодоприемника (и, следовательно, продольная ось силового цилиндра) вертикальна.Lifting devices are attached to the electrolyzer so that the axis of movement T-T 'of each anode receiver (and, therefore, the longitudinal axis of the power cylinder) is vertical.

Поскольку современные электролизеры крупногабаритные, в каждом электролизере имеется множество анодных узлов. Каждая анодная конструкция проходит в электролизере поперечно и связана с соответствующей парой подъемных устройств, размещенных вдоль противоположных продольных боковых стенок кожуха, каждое из которых несет на себе один из концов анодной конструкции. Электролизер предпочтительно включает в себя контроллер, соединенный с подъемными устройствами, для управления синхронным движением подъемных устройств каждой пары. Это позволяет гарантировать вертикальное поступательное движение каждого анодного узла.Since modern electrolyzers are large-sized, in each electrolyzer there are many anode nodes. Each anode structure runs transversely in the cell and is connected to a corresponding pair of lifting devices placed along opposite longitudinal side walls of the casing, each of which carries one of the ends of the anode structure. The electrolyzer preferably includes a controller connected to the lifting devices to control the synchronous movement of the lifting devices of each pair. This allows us to guarantee the vertical translational movement of each anode assembly.

В некоторых вариантах осуществления электролизер может включать в себя укрытие, опирающееся на кожух, при этом укрытие имеет поперечные и продольные боковые стенки и предназначено ограничивать объем удержания газов над криолитовой ванной. Преимущественно, каждое подъемное устройство может быть прикреплено к одной из продольных боковых стенок укрытия. В частности, каждое подъемное устройство может быть прикреплено к верхнему краю укрытия, противоположному кожуху, так что корпус силового цилиндра каждого подъемного устройства расположен выше по высоте, чем высота криолитовой ванны. Это позволяет ограничить воздействие на корпус силового цилиндра теплового излучения, испускаемого преобладающим образом на кожухе напротив криолитовой ванны, рабочая температура которой составляет порядка 1000°С, так как воздействие на корпус таких температур может быть неблагоприятным для функционирования силового цилиндра. При размещении корпуса силового цилиндра выше криолитовой ванны его надежность и срок службы увеличиваются.In some embodiments, the electrolyzer may include a shelter supported by a casing, the shelter having transverse and longitudinal side walls and is intended to limit the amount of gas retained above the cryolite bath. Advantageously, each lifting device may be attached to one of the longitudinal side walls of the shelter. In particular, each lifting device can be attached to the upper edge of the shelter opposite the casing, so that the housing of the power cylinder of each lifting device is located higher in height than the height of the cryolite bath. This allows you to limit the impact on the housing of the power cylinder of thermal radiation emitted predominantly on the casing opposite the cryolite bath, the operating temperature of which is about 1000 ° C, since the effect on the housing of such temperatures may be unfavorable for the functioning of the power cylinder. When placing the housing of the power cylinder above the cryolite bath, its reliability and service life are increased.

Предпочтительно, каждое подъемное устройство прикреплено к верхнему краю укрытия свободным концом силового цилиндра так, что упомянутый свободный конец находится дальше от днища кожуха, чем шток силового цилиндра.Preferably, each lifting device is attached to the upper edge of the shelter with the free end of the ram so that said free end is farther from the bottom of the casing than the ram of the ram.

Предпочтительно, боковые стенки укрытия смещены наружу относительно боковых стенок кожуха, так что упомянутые боковые стенки укрытия проходят вокруг и выше боковых стенок кожуха, при этом боковые стенки кожуха и укрытия механически соединены посредством кольцеобразного уступа, а анодоприемники подъемных устройств проходят через отверстия, выполненные в этом уступе. Благодаря этому возможно повысить герметичность электролизера, ограничив размеры отверстий до размеров анодоприемников.Preferably, the side walls of the shelter are offset outward relative to the side walls of the casing, so that said side walls of the shelter extend around and above the side walls of the casing, while the side walls of the casing and the shelter are mechanically connected via an annular ledge, and the anode receivers of the lifting devices pass through the openings made therein ledge. Due to this, it is possible to increase the tightness of the cell by limiting the size of the holes to the size of the anode receivers.

Ось перемещения T-T' предпочтительно является вертикальной, при этом анодоприемники способны поступательно перемещаться вертикально через выполненные в уступе отверстия. В некоторых вариантах осуществления анодоприемники проходят сквозь укрытие через кольцевые динамические уплотнения. Это позволяет дополнительно повысить герметичность электролизера.The axis of movement T-T 'is preferably vertical, while the anode receivers are capable of translationally moving vertically through the holes made in the ledge. In some embodiments, the anode receivers pass through the shelter through the annular dynamic seals. This allows you to further increase the tightness of the cell.

Чтобы максимально увеличить полезный объем для производства алюминия внутри электролизера и ограничить риски повреждения подъемных устройств, силовые цилиндры подъемных устройств могут выходить наружу электролизера.In order to maximize the usable volume for the production of aluminum inside the cell and to limit the risks of damage to the lifting devices, the power cylinders of the lifting devices can go outside the cell.

Электролизер также может включать газосборное устройство, имеющее по меньшей мере один газоулавливающий короб со всасывающими отверстиями для всасывания газа, при этом каждое подъемное устройство прикреплено к упомянутому газоулавливающему коробу. Каждый газоулавливающий короб газосборного устройства может проходить вдоль верхнего края продольных боковых стенок укрытия, при этом каждое подъемное устройство прикреплено к упомянутому газоулавливающему коробу свободным концом силового цилиндра так, что упомянутый свободный конец находится дальше от днища кожуха, чем шток силового цилиндра.The electrolyzer may also include a gas collection device having at least one gas collection box with suction openings for suctioning gas, each lifting device being attached to said gas collecting box. Each gas collecting box of the gas collecting device may extend along the upper edge of the longitudinal side walls of the shelter, with each lifting device attached to said gas collecting box by the free end of the power cylinder so that said free end is farther from the bottom of the casing than the rod of the power cylinder.

Таким образом получается газоулавливающий короб, который помимо своей первичной функции направления газов может быть использован, в частности, как:Thus, a gas-collecting box is obtained, which, in addition to its primary function of directing gases, can be used, in particular, as:

- стягивающий пояс для узла, образованного кожухом и укрытием, и- a tightening belt for the node formed by the casing and the shelter, and

- крепежная опора для различных элементов электролизера, таких как подъемные устройства.- a mounting support for various elements of the electrolyzer, such as lifting devices.

Благодаря приданию новых функций газоулавливающему коробу становится возможным ограничение размера электролизера и упрощение его изготовления.By giving new functions to the gas collecting box, it becomes possible to limit the size of the cell and simplify its manufacture.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Другие преимущества и характеристики подъемного устройства по изобретению станут понятны из нижеследующего описания некоторых вариантов его выполнения, приведенных в качестве неограничительных примеров, и из прилагаемых чертежей, на которых:Other advantages and characteristics of the lifting device according to the invention will become apparent from the following description of some embodiments thereof, given as non-limiting examples, and from the accompanying drawings, in which:

Фиг. 1 и 2 представляют собой виды в продольном и поперечном разрезах одного примерного электролизера,FIG. 1 and 2 are views in longitudinal and transverse sections of one exemplary electrolyzer,

Фиг. 3 и 4 представляют собой виды в перспективе подъемного устройства электролизера.FIG. 3 and 4 are perspective views of a lifting device of a cell.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Далее будет описан один из примеров электролизера, включающего в себя подъемное устройство для перемещения анодной рамы. На различных фигурах эквивалентные элементы обозначены одними и теми же номерами позиций.Next, one example of an electrolytic cell including a lifting device for moving an anode frame will be described. In various figures, equivalent elements are denoted by the same reference numbers.

Далее в тексте в отношении прямоугольного параллелепипеда использованы выражения «боковая стенка», «днище» и «верхний проем».Further in the text in relation to a rectangular parallelepiped the expressions “ side wall ”, “ bottom ” and “ upper opening ” are used.

Читатель должен понимать, что в контексте настоящего изобретения:The reader should understand that in the context of the present invention:

- «днище» означает горизонтальную стенку прямоугольного параллелепипеда, находящуюся поблизости от земли,- " bottom " means the horizontal wall of the rectangular box, located near the ground,

- «верхний проем» означает отверстие в горизонтальной стенке прямоугольного параллелепипеда, противоположной днищу,- “ upper opening ” means a hole in the horizontal wall of a rectangular box opposite the bottom,

- «боковая сторона/стенка» - это вертикальная грань/стенка прямоугольного параллелепипеда, расположенная в плоскости, перпендикулярной днищу,- “ side / wall ” is a vertical face / wall of a rectangular parallelepiped, located in a plane perpendicular to the bottom,

- «продольные стороны/стенки» - это вертикальные грани/стенки прямоугольного параллелепипеда, у которых по меньшей мере один размер больше размеров других боковых граней/стенок,- " longitudinal sides / walls " are the vertical faces / walls of a rectangular parallelepiped, in which at least one size is larger than the dimensions of the other side faces / walls,

- «поперечные стороны/стенки» - это вертикальные грани/стенки, проходящие перпендикулярно продольным граням/стенкам.- “ transverse sides / walls " are vertical faces / walls extending perpendicular to the longitudinal faces / walls.

Кроме того, мы используем термины «выше», «ниже» «над» и «под» относительно вертикальной оси.In addition, we use the terms “above”, “below”, “above” and “below” with respect to the vertical axis.

Обращаясь к фиг. 1, там показан пример электролизера по изобретению. Электролизер в форме прямоугольного параллелепипеда включает кожух 1, укрытие 2, множество анодных узлов 3, катод 4, газосборное устройство 5 и подъемные устройства 6.Turning to FIG. 1, there is shown an example of an electrolyzer according to the invention. The cell in the form of a rectangular parallelepiped includes a casing 1, a shelter 2, a plurality of anode nodes 3, a cathode 4, a gas collecting device 5 and lifting devices 6.

Этот электролизер применим для производства алюминия. Он может быть связан со множеством других электролизеров, возможно идентичных, при этом различные электролизеры размещены последовательно друг за другом, два последовательных электролизера смежны по одной из своих продольных боковых стенок, как показано на фиг. 2, где изображены два последовательных электролизера С1, С2.This electrolyzer is applicable for the production of aluminum. It can be connected with many other electrolytic cells, possibly identical, with different electrolytic cells arranged sequentially one after another, two consecutive electrolytic cells adjacent to one of their longitudinal side walls, as shown in FIG. 2, where two successive electrolysers C1, C2 are shown.

Кожух 1 имеет общую форму прямоугольного параллелепипеда. Он имеет днище 10, поперечные 11 и продольные 12 боковые стенки. Днище 10 и четыре боковые стенки 11, 12 покрыты огнеупорным материалом 13, обеспечивающим теплоизоляцию кожуха 1. Кожух 1 может быть металлическим, например, из стали.The casing 1 has the general shape of a rectangular parallelepiped. It has a bottom 10, transverse 11 and longitudinal 12 side walls. The bottom 10 and four side walls 11, 12 are covered with refractory material 13, which provides thermal insulation of the casing 1. The casing 1 may be metal, for example, steel.

Кожух 1 открыт в своей верхней части. Он предназначен для удержания криолитовой ванны 14, в которую погружены анодные узлы 3.The casing 1 is open in its upper part. It is designed to hold the cryolite bath 14, in which the anode nodes 3 are immersed.

Укрытие 2 ограничивает замкнутый объем над криолитовой ванной 14, в котором движутся анодные узлы 3.Shelter 2 limits the enclosed volume above the cryolite bath 14, in which the anode nodes 3 move.

Укрытие 2 опирается на верхние края кожуха 1. Оно имеет две поперечные 21 и две продольные 22 боковые стенки, прикрепленные к кожуху 1.Shelter 2 rests on the upper edges of the casing 1. It has two transverse 21 and two longitudinal 22 side walls attached to the casing 1.

Боковые стенки 21, 22 укрытия 2 смещены наружу относительно боковых стенок 11, 12 кожуха 1 так, что упомянутые боковые стенки 21, 22 укрытия 2 проходят вокруг и сверху боковых стенок 11, 12 кожуха 1. Таким образом, плоскости, в которых лежат боковые стенки 21, 22 укрытия 2, окружают боковые стенки 11, 12 кожуха 1.The side walls 21, 22 of the shelter 2 are offset outward relative to the side walls 11, 12 of the casing 1 so that the said side walls 21, 22 of the shelter 2 extend around and above the side walls 11, 12 of the casing 1. Thus, the planes in which the side walls lie 21, 22 of the shelter 2, surround the side walls 11, 12 of the casing 1.

Верхние края кожуха 1 и/или нижние края укрытия 2 могут образовывать уступ для механического соединения боковых стенок 11, 12, 21, 22 кожуха 1 и укрытия 2 так, чтобы укрытие 2 вместе с кожухом 1 образовывало свободный объем над криолитовой ванной 14.The upper edges of the casing 1 and / or the lower edges of the shelter 2 can form a step for mechanically connecting the side walls 11, 12, 21, 22 of the casing 1 and the shelter 2 so that the shelter 2 together with the casing 1 forms a free volume above the cryolite bath 14.

Укрытие 2 также включает в себя съемную крышку 23 для закрывания верхнего проема, образованного четырьмя боковыми стенками 21, 22 укрытия 2. Крышка 23 может состоять из набора панелей или колпаков, лежащих в целом в плоскости, и может опираться на верхние края 24 боковых стенок 21, 22 укрытия 2.Shelter 2 also includes a removable cover 23 for closing the upper opening formed by the four side walls 21, 22 of the shelter 2. The cover 23 may consist of a set of panels or hoods lying generally in the plane, and may rest on the upper edges 24 of the side walls 21 , 22 shelters 2.

Каждый анодный узел 3 включает по меньшей мере один анод 31 и анодную конструкцию 32. В ходе реакции электролиза анод 31, погруженный в криолитовую ванну 14, расходуется. Периодически анодные узлы 3 необходимо заменять.Each anode assembly 3 includes at least one anode 31 and an anode structure 32. During the electrolysis reaction, the anode 31, immersed in a cryolite bath 14, is consumed. Periodically, the anode nodes 3 must be replaced.

Анод 31 относится к предварительно обожженному типу, т.е. представляет собой блок углеродного материала, предварительно обожженный перед установкой в электролизере.Anode 31 is a pre-fired type, i.e. It is a block of carbon material, pre-fired before installation in the cell.

Анодная конструкция 32 обеспечивает, во-первых, опору аноду 31 и позволяет манипулировать им, а, во-вторых, обеспечивает подведение к аноду электрического тока. Каждая анодная конструкция 32 образует независимую опору для относящего(их)ся к ней анода(ов) 31.The anode structure 32 provides, firstly, support for the anode 31 and allows you to manipulate it, and, secondly, provides an electrical current to the anode. Each anode structure 32 forms an independent support for the related anode (s) 31 to it.

Как показано на фиг. 1 и 2, анодные узлы 3 проходят в электролизере поперечно, и электролизер включает в себя множество анодных узлов, расположенных бок о бок вдоль электролизера по продольной оси электролизера.As shown in FIG. 1 and 2, the anode nodes 3 extend laterally in the cell, and the cell includes a plurality of anode nodes located side by side along the cell along the longitudinal axis of the cell.

Каждая анодная конструкция 32 проходит в электролизере поперек между продольными боковыми краями 22 укрытия 2. В варианте осуществления, показанном на фигурах 1 и 2, каждая анодная конструкция 32 включает балку, проходящую поперечно между продольными боковыми краями 22 укрытия 2.Each anode structure 32 extends in the cell across between the longitudinal side edges 22 of the shelter 2. In the embodiment shown in figures 1 and 2, each anode structure 32 includes a beam extending transversely between the longitudinal side edges 22 of the shelter 2.

Анодная конструкция 32 может включать арматуру 332, изготовленную из металла с высокой механической прочностью, такого как сталь, и сегменты 331, образованного из металла с хорошей электропроводностью, такого как медь. Эта арматура 332 позволяет анодной конструкции 32 обеспечивать поддерживание анодов 31 в подвешенном состоянии, тогда как сегменты 331 позволяют обеспечить подведение электрического тока для электропитания анодов 31.The anode structure 32 may include a reinforcement 332 made of a metal with high mechanical strength, such as steel, and segments 331 formed of a metal with good electrical conductivity, such as copper. This armature 332 allows the anode structure 32 to maintain the anodes 31 in suspension, while the segments 331 allow the supply of electric current to power the anodes 31.

Катод 4 образован из одного (или нескольких) блока(ов) из углеродного материала. Катодные блоки электрически соединены с катодными проводниками, выходящими из электролизера и подающими электрический ток на следующий электролизер. Катод 4 может относиться к любому типу, известному специалистам в данной области, и далее более подробно не описывается.The cathode 4 is formed of one (or several) block (s) of carbon material. The cathode blocks are electrically connected to the cathode conductors exiting the cell and supplying electric current to the next cell. Cathode 4 may be of any type known to those skilled in the art and will not be described in further detail below.

Газосборное устройство 5 позволяет улавливать загрязняющие газы, образующиеся в ходе реакции электролиза.The gas collecting device 5 makes it possible to capture the polluting gases generated during the electrolysis reaction.

Газосборное устройство 5 включает один (или несколько) газоулавливающий(их) короб(ов), на котором(ых) распределены всасывающие отверстия для всасывания газа.The gas collection device 5 includes one (or several) gas collection box (s) on which the suction openings for gas absorption are distributed.

Газоулавливающий(е) короб(а) соединен(ы) с одним (или несколькими) устройством(ами) всасывания (не показано(ы)). Оно(они) проходит(ят) на продольных боковых стенках 22 укрытия 2 и, возможно, на поперечных боковых стенках 21 укрытия 2. Наличие всасывающих отверстий вдоль продольных стенок 23 укрытия 2 делает возможным повышение эффективности сбора загрязняющих газов 5.The gas collection box (s) is connected (s) to one (or more) suction device (s) (not shown (s)). It (they) passes (yat) on the longitudinal side walls 22 of the shelter 2 and, possibly, on the transverse side walls 21 of the shelter 2. The presence of suction holes along the longitudinal walls 23 of the shelter 2 makes it possible to increase the efficiency of collecting polluting gases 5.

Преимущественно, каждый газоулавливающий короб может иметь квадратное или прямоугольное сечение и может быть изготовлен из материала, обладающего высокой механической прочностью, такого как сталь. Благодаря этому возможно повысить жесткость и прочность газоулавливающего короба. Тем самым получается газоулавливающий короб, который, помимо своей первичной функции направления газов, может быть использован как стягивающий пояс для узла, образованного кожухом 1 и укрытием 2, и в качестве крепежной опоры для различных элементов электролизера, таких как подъемные устройства или устройства пробивки корки. Придание газоулавливающему коробу нескольких функций позволяет ограничить размер электролизера и реализовать конструктивные выгоды.Advantageously, each gas collecting box may have a square or rectangular cross section and may be made of a material having high mechanical strength, such as steel. Due to this, it is possible to increase the rigidity and strength of the gas collecting box. This results in a gas collection box, which, in addition to its primary function of directing gases, can be used as a tightening belt for the assembly formed by the casing 1 and the shelter 2, and as a mounting support for various elements of the electrolyzer, such as lifting devices or crust piercing devices. Giving the gas collecting box several functions allows you to limit the size of the cell and realize the structural benefits.

Подъемные устройства 6 позволяют манипулировать анодными конструкциями 32, на которых подвешены аноды 31. А именно, подъемные устройства 6 позволяют осуществлять вертикальное поступательное перемещение анодных узлов 3 с тем, чтобы регулировать положение анодного горизонта во время работы электролизера.Lifting devices 6 allow you to manipulate the anode structures 32, on which the anodes 31 are suspended. Namely, the lifting devices 6 allow vertical translational movement of the anode nodes 3 in order to adjust the position of the anode horizon during operation of the cell.

Каждая анодная конструкция 32 связана с двумя соответствующими подъемными устройствами, на каждое из которых опирается один из ее концов. Таким образом, перемещение каждой анодной конструкции 32 независимо от перемещения других анодных конструкций 32 и анодных узлов, находящихся в электролизере. Следовательно, можно перемещать анодные узлы 3 вертикально независимо друг от друга.Each anode structure 32 is associated with two respective lifting devices, each of which rests on one of its ends. Thus, the movement of each anode structure 32 is independent of the movement of the other anode structures 32 and the anode assemblies located in the cell. Therefore, it is possible to move the anode nodes 3 vertically independently of each other.

Каждое подъемное устройство 6 находится в контакте с соответствующим концом анодной конструкции 32. Два подъемных устройства 6, связанные с одной анодной конструкцией 32, соединены с контроллером (не показан) для управления их работой синхронным образом. Это позволяет обеспечить одновременное перемещение концов анодной конструкции 32, так что она остается практически горизонтальной во время своего перемещения. Контроллер также может быть запрограммирован на управление скоростью и направлением перемещения анодной конструкции 32. Это позволяет изменять скорость перемещения анодной конструкции 32 в зависимости от типа выполняемой операции. Например, в случае замены изношенного анодного узла 3 новым анодным узлом, скорость перемещения анодной конструкции 32 может быть больше, чем скорость перемещения анодной конструкции 32 в случае регулировки анодного горизонта в ходе электролиза, поскольку такая регулировка требует точных настроек.Each lifting device 6 is in contact with the corresponding end of the anode structure 32. Two lifting devices 6 associated with one anode structure 32 are connected to a controller (not shown) to control their operation in a synchronized manner. This allows for simultaneous movement of the ends of the anode structure 32, so that it remains almost horizontal during its movement. The controller can also be programmed to control the speed and direction of movement of the anode structure 32. This allows you to change the speed of movement of the anode structure 32 depending on the type of operation. For example, when replacing the worn anode assembly 3 with a new anode assembly, the speed of movement of the anode structure 32 may be greater than the speed of movement of the anode structure 32 in the case of adjusting the anode horizon during electrolysis, since such adjustment requires fine tuning.

Каждое подъемное устройство 6 включает силовой цилиндр 61 и анодоприемник 62.Each lifting device 6 includes a power cylinder 61 and an anode receiver 62.

Силовой цилиндр 61 позволяет осуществлять вертикальное поступательное перемещение анодоприемника 62 вдоль оси перемещения T-T'. Силовой цилиндр 61 включает корпус 611 и шток 612, проходящие вдоль продольной оси В-В'. Преимущественно, силовой цилиндр 61 может быть пневматическим или электрическим, чтобы выдерживать высокие температуры, преобладающие возле электролизера.The master cylinder 61 allows vertical translational movement of the anode receiver 62 along the axis of movement T-T '. The master cylinder 61 includes a housing 611 and a stem 612 extending along the longitudinal axis B-B '. Advantageously, the master cylinder 61 may be pneumatic or electric to withstand the high temperatures prevailing near the cell.

Анодоприемник 62 включает стержень 621 прямоугольного сечения, проходящий вдоль продольной оси, совпадающей с осью перемещения T-T'. На верхнем конце стержня 621 имеется гнездо 622, предназначенное для приема конца анодной конструкции 32, и его форма является взаимодополняющей с формой последнего.The anode receiver 62 includes a rod 621 of rectangular cross section extending along a longitudinal axis coinciding with the axis of movement T-T '. At the upper end of the shaft 621 there is a socket 622 for receiving the end of the anode structure 32, and its shape is complementary to the shape of the latter.

В частности, гнездо 622 может иметь U-образную конструкцию, образованную основанием 6221, проходящим в плоскости, перпендикулярной оси перемещения T-T', и двумя вертикальными панелями 6222, идущими перпендикулярно основанию 6221, при этом конец анодной конструкции 32 предназначен опираться на основание 6221 между вертикальными панелями 6222.In particular, socket 622 may have a U-shaped structure formed by a base 6221 extending in a plane perpendicular to the axis of movement T-T 'and two vertical panels 6222 extending perpendicular to the base 6221, while the end of the anode structure 32 is designed to rest on the base 6221 between the vertical panels 6222.

Подъемное устройство может включать систему крепления. Система крепления позволяет закреплять анодную конструкцию 32 в гнезде 622. Система крепления включает, например, необязательно резьбовой палец, вставляемый в сквозные отверстия, выполненные в вертикальных панелях 6222, причем эти отверстия размещены в вертикальных панелях 6222 так, что когда палец установлен в гнезде 622, он проходит над анодной конструкцией 32 поперек нее.The lifting device may include a mounting system. The fastening system allows you to fix the anode structure 32 in the socket 622. The fastening system includes, for example, an optional threaded pin inserted into the through holes made in the vertical panels 6222, and these holes are placed in the vertical panels 6222 so that when the finger is installed in the socket 622, it extends over the anode structure 32 across it.

Система крепления может включать средство прижатия анодной конструкции 32 к поверхности гнезда 622, предпочтительно, к основанию 6221 гнезда 622. Например, система крепления может включать болт, предназначенный для завинчивания в отверстие, и внутреннюю резьбу, нарезанную соответствующим образом в анодной конструкции 32 и основании 6221 гнезда 622. Головка болта, упирающаяся в анодную конструкцию 32, обеспечивает ее прижатие к основанию 6221 гнезда 622.The fastening system may include means for pressing the anode structure 32 to the surface of the socket 622, preferably to the base 6221 of the socket 622. For example, the fastening system may include a bolt for screwing into the hole, and an internal thread cut accordingly in the anode structure 32 and the base 6221 sockets 622. A bolt head abutting against the anode structure 32 ensures that it is pressed against the base 6221 of the socket 622.

Система крепления позволять предотвращать выход анодной конструкции 32 из гнезда 622 во время вертикального перемещения анодной конструкции 32 к днищу 10 кожуха 1. При производстве алюминия электролизом на поверхности криолитовой ванны 14 образуется затвердевшая корка. Аноды 31 застревают в этой затвердевшей корке.The fastening system allows to prevent the anode structure 32 from leaving the socket 622 during vertical movement of the anode structure 32 to the bottom 10 of the casing 1. During the production of aluminum by electrolysis, a hardened crust is formed on the surface of the cryolite bath 14. Anodes 31 get stuck in this hardened crust.

Во время вертикального перемещения анодной конструкции 32 к днищу 10 кожуха 1 с целью опускания анодов 31, нагрузки - в частности, силы трения - оказываемые коркой на аноды 31, могут быть больше силы тяжести, из-за чего появляется риск, что анодная конструкция может выйти из гнезда.During the vertical movement of the anode structure 32 to the bottom 10 of the casing 1 in order to lower the anodes 31, the loads — in particular, the frictional forces — exerted by the crust on the anodes 31 may be greater than the gravity, which creates a risk that the anode structure may exit from the nest.

Наличие системы крепления может ограничить этот риск, в частности, путем приложения к анодной конструкции 32 растягивающих усилий, стремящихся удерживать ее внутри гнезда 622 во время вертикального перемещения анодов 31 к днищу 10 кожуха 1.The presence of a fastening system can limit this risk, in particular, by applying tensile forces to the anode structure 32, which tend to hold it inside the socket 622 during the vertical movement of the anodes 31 to the bottom 10 of the casing 1.

Преимущественно, как видно на фигурах 2 и 4, часть 6211 (например, конец, ближайший к днищу кожуха, или верхний конец или гнездо 622) стержня электрически соединена с гибкими электропроводящими средствами 7 для обеспечения возможности электропитания анодных узлов 3 через гнездо 622.Advantageously, as can be seen in figures 2 and 4, part 6211 (for example, the end closest to the bottom of the casing, or the upper end or socket 622) of the rod is electrically connected to flexible electrically conductive means 7 to provide power to the anode assemblies 3 through socket 622.

Преимущественно, анодоприемник 62 расположен так, что ось перемещения T-T' отлична от (т.е. не совпадает с) и параллельна продольной оси В-В' силового цилиндра 61.Advantageously, the anode receiver 62 is arranged such that the axis of movement T-T 'is different from (i.e., does not coincide with) and parallel to the longitudinal axis B-B' of the power cylinder 61.

Это позволяет сместить анодоприемник 62 относительно силового цилиндра 61 с тем, чтобы ограничить высоту подъемного устройства 6. Таким образом получают подъемное устройство 6, которое, во-первых, обладает минимальной высотой (т.е. размером устройства по продольной оси силового цилиндра) и, во-вторых, легче и удобнее размещается в небольшом пространстве, остающемся доступным между двумя смежными электролизерами для размещения на периферии электролизера.This allows you to move the anode receiver 62 relative to the power cylinder 61 so as to limit the height of the lifting device 6. This gives a lifting device 6, which, firstly, has a minimum height (i.e., the size of the device along the longitudinal axis of the power cylinder) and, secondly, it is easier and more convenient to be placed in a small space that remains accessible between two adjacent electrolyzers for placement on the periphery of the electrolyzer.

Такое подъемное устройство 6 может быть установлено на периферии электролизера.Such a lifting device 6 can be installed on the periphery of the cell.

Таким образом, появляется возможность замены анодных узлов 3 сверху электролизера так, что подъемные устройства 6 не являются препятствием для вертикального хода при замене анодных узлов 3, что позволяет предусмотреть существенные конструктивные выгоды. Кроме того, тот факт сдвига силового цилиндра 61 относительно анодоприемника 62 делает возможным размещение силового цилиндра 61 вне укрытия, тогда как анодоприемник 62 находится внутри укрытия. Благодаря этому снижается риск повреждения силового цилиндра 61, так как ограничивается воздействие на него газа и теплового излучения. Силовой цилиндр может преимущественно быть заключен в свободном пространстве, предусмотренном между контрфорсами кожуха, чтобы уменьшить занимаемое подъемным устройством внутри укрытия место.Thus, it becomes possible to replace the anode nodes 3 on top of the electrolyzer so that the lifting devices 6 are not an obstacle to the vertical stroke when replacing the anode nodes 3, which allows for significant structural benefits. In addition, the fact of the shift of the master cylinder 61 relative to the anode receiver 62 makes it possible to place the master cylinder 61 outside the shelter, while the anode receiver 62 is located inside the shelter. Due to this, the risk of damage to the master cylinder 61 is reduced, since the effect of gas and thermal radiation on it is limited. The master cylinder may advantageously be enclosed in a free space provided between the buttresses of the casing in order to reduce the space occupied by the lifting device inside the shelter.

Чтобы ось перемещения T-T' не совпадала с продольной осью B-B' и была ей параллельна, можно применить различные технические решения.So that the axis of movement T-T 'does not coincide with the longitudinal axis B-B' and is parallel to it, various technical solutions can be applied.

Например, силовой цилиндр 61 может быть соединен с анодоприемником 62 посредством поперечной соединительной балки (кронштейна) 63. Предпочтительно, эта поперечная соединительная балка 63 проходит перпендикулярно штоку 612 и стержню 621. Соединительная балка 63 смонтирована взаимосвязанной со стержнем 621 и штоком 612 силового цилиндра 61. Система болтовых соединений, при помощи которых шток 612 крепится к поперечной соединительной балке 63, позволяет компенсировать какие-либо отклонения от параллельности между силовым цилиндром 61 и анодоприемником 62.For example, the master cylinder 61 may be connected to the anode receiver 62 by means of a transverse connecting beam (bracket) 63. Preferably, this transverse connecting beam 63 extends perpendicular to the rod 612 and the shaft 621. The connecting beam 63 is mounted interconnected with the rod 621 and the rod 612 of the power cylinder 61. The system of bolted connections with which the rod 612 is attached to the transverse connecting beam 63 allows you to compensate for any deviations from parallelism between the power cylinder 61 and the anode receiver 62.

Направляющие 64 позволяют обеспечить вертикальное движение анодоприемника 62 вдоль оси перемещения T-T'. Направляющие могут включать два кольца 641, 642, разнесенных на неравное нулю расстояние вдоль оси перемещения T-T', при этом каждое кольцо частично охватывает стержень 621 и позволяет ему скользить вертикально между:The rails 64 allow vertical movement of the anode receiver 62 along the axis of movement T-T '. The guides may include two rings 641, 642, spaced at a non-zero distance along the axis of movement T-T ', while each ring partially covers the rod 621 and allows it to slide vertically between:

- отведенным, или нижним, положением, где гнездо 622 приближено к поверхности криолитовой ванны 14, и- a retracted, or lower, position where socket 622 is close to the surface of the cryolite bath 14, and

- выдвинутым, или верхним, положением, где гнездо 622 удалено от поверхности криолитовой ванны 14.- extended, or upper, position, where the socket 622 is removed from the surface of the cryolite bath 14.

В варианте осуществления, показанном на фигуре 4, каждое кольцо 641, 642 снабжено пазом для прохода поперечной балки 63 во время скольжения стержня 621 между отведенным и выдвинутым положениями.In the embodiment shown in FIG. 4, each ring 641, 642 is provided with a groove for passage of the transverse beam 63 while the shaft 621 is sliding between the retracted and extended positions.

Силовой цилиндр 61 прикреплен к кожуху «вверх ногами». Более конкретно, корпус 611 силового цилиндра 61 установлен на кожухе 1 так, что его свободный конец 613 находится дальше от днища 10 кожуха 1, чем шток 612. Свободный конец 613 корпуса 611 силового цилиндра 61 предпочтительно прикреплен к верхнему краю укрытия и, преимущественно, к газоулавливающему коробу газосборного устройства 5. Таким образом, корпус 611 силового цилиндра 61 находится у продольной боковой стенки 22 укрытия 2 на большей высоте, чем высота криолитовой ванны. Это позволяет ограничить риск повреждения силового цилиндра из-за воздействия на его корпус 611 слишком высоких температур. Температура боковых стенок 11, 12 кожуха 1, как правило, выше температуры боковых стенок 21, 22 укрытия 2 из-за наличия возле них криолитовой ванны 14, рабочая температура которой составляет порядка 1000°С.The master cylinder 61 is attached to the casing " upside down ". More specifically, the housing 611 of the actuator cylinder 61 is mounted on the housing 1 so that its free end 613 is farther from the bottom 10 of the housing 1 than the stem 612. The free end 613 of the housing 611 of the actuator 61 is preferably attached to the upper edge of the shelter and, preferably, to gas collecting box gas collecting device 5. Thus, the housing 611 of the power cylinder 61 is located at the longitudinal side wall 22 of the shelter 2 at a higher height than the height of the cryolite bath. This allows you to limit the risk of damage to the power cylinder due to exposure to its housing 611 too high temperatures. The temperature of the side walls 11, 12 of the casing 1 is usually higher than the temperature of the side walls 21, 22 of the shelter 2 due to the presence of a cryolite bath 14 near them, the operating temperature of which is about 1000 ° C.

Принцип работы подъемных устройств следующий. Предполагается, что аноды 31 погружены в криолитовую ванну.The principle of operation of lifting devices is as follows. It is assumed that the anodes 31 are immersed in a cryolite bath.

Для вертикального перемещения анодного узла 3 контроллер дает команду на синхронизированное приведение в действие двух подъемных устройств 6, на которые опирается анодная конструкция 32 анодного узла 3.For vertical movement of the anode assembly 3, the controller gives a command to synchronously actuate the two lifting devices 6, on which the anode structure 32 of the anode assembly 3 rests.

Каждый силовой цилиндр 61 оказывает на свой шток 612 усилие, направленное на его перемещение между:Each power cylinder 61 exerts a force on its rod 612 aimed at moving it between:

- открытым положением, где шток 612 находится главным образом вне корпуса 611, и- an open position where the stem 612 is located mainly outside the housing 611, and

- компактным положением, где шток 612 находится главным образом внутри корпуса 611 силового цилиндра 61.- a compact position, where the rod 612 is located mainly inside the housing 611 of the master cylinder 61.

Движение штока между открытым и компактным положениями передается анодоприемнику 62 через поперечную соединительную балку 63.The movement of the rod between the open and compact positions is transmitted to the anode receiver 62 through the transverse connecting beam 63.

Анодоприемник 62 каждого силового цилиндра скользит внутри направляющих 64 и перемещается из отведенного положения в выдвинутое положение.The anode receiver 62 of each power cylinder slides inside the rails 64 and moves from the retracted position to the extended position.

Таким образом, сочетание анодных узлов с соответствующими подъемными устройствами делает возможным перемещение анодных узлов 3 независимо друг от друга. Кроме того, факт смещения анодоприемника относительно силового цилиндра позволяет устанавливать подъемные устройства на периферии электролизера, не создавая помех движению анодных узлов над электролизерами, а также означает, что на периферии электролизера легче найти место для их установки, не накладывая ограничений на цепи электрических проводников, проходящих под и между электролизерами благодаря их повышенной компактности.Thus, the combination of the anode nodes with the corresponding lifting devices makes it possible to move the anode nodes 3 independently of each other. In addition, the fact of the displacement of the anode receiver relative to the power cylinder allows the installation of lifting devices on the periphery of the electrolyzer without interfering with the movement of the anode assemblies above the electrolyzers, and also means that it is easier to find a place for their installation on the periphery of the electrolyzer without imposing restrictions on the chains of electrical conductors passing under and between electrolyzers due to their increased compactness.

Читатель должен понимать, что в описанном выше подъемном устройстве возможны многочисленные модификации, по существу не выходящие за рамки приведенных здесь новых сведений.The reader should understand that numerous modifications are possible in the lifting device described above, essentially without departing from the scope of the new information presented here.

Кроме того, форма различных деталей, входящих в состав подъемного устройства, например, форма стержня или гнезда, может быть разной.In addition, the shape of the various parts included in the lifting device, for example, the shape of the rod or socket, may be different.

Кроме того, в вариантах осуществления, проиллюстрированных на фигурах 1-4, силовой цилиндр 61, анодоприемник 62 и анодная конструкция 32 выровнены, т.е. они лежат практически в одной и той же плоскости. В качестве альтернативного варианта, силовой цилиндр 61 может быть смещен относительно плоскости, включающей анодоприемник 62 и анодную конструкцию 32.In addition, in the embodiments illustrated in FIGS. 1-4, the ram cylinder 61, the anode receiver 62 and the anode structure 32 are aligned, i.e. they lie practically in the same plane. Alternatively, the actuator 61 may be offset relative to the plane including the anode receiver 62 and the anode structure 32.

Claims

1. An electrolyzer suitable for the production of aluminum, comprising a casing (1) with a bottom (10) and transverse and longitudinal side walls (11, 12), while the casing (1) is covered with a lining (13) designed to hold the cryolite bath (14) ), and many anode assemblies (3), each of which includes an anode structure (32) and at least one anode (31) immersed in a cryolite bath, while the cell further comprises a plurality of casing passing along the longitudinal side walls (1) ) lifting devices (6) for moving the anode nodes (3), moreover, these lifting devices include a power cylinder (61) formed by the housing (611) and the rod (612) extending along the longitudinal axis (B-B '), and the anode receiver (62), designed to receive one end of the anode structure (32), wherein the power cylinder (61) is connected to the anode receiver (62) for communicating to it translational movement along the displacement axis (T-T ') between the retracted position and the extended position, characterized in that the longitudinal axis (B-B') of the power cylinder (61 ) is parallel to the axis of movement (T-T ') of the anode receiver (62) and does not coincide with it.

2. The electrolyzer according to claim 1, in which the lifting devices include a transverse connecting beam (63) between the rod (612) of the power cylinder (61) and the anode receiver (62), preferably extending along a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis (B-B ') of the power cylinder (61).

3. The electrolyzer according to claim 2, in which the assembly consisting of a rod (612) of the power cylinder, a connecting beam (63) and an anode receiver (62) forms a U-shaped structure.

4. The electrolyzer according to claim 2, in which the connecting beam (63) is mounted interconnected with the rod (612) of the power cylinder (61), and the connecting beam (63) is mounted interconnected with the anode receiver (62).

5. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, in which the anode receiver (62) includes a rod (621) extending along the axis of movement (T-T ').

6. The electrolyzer according to claim 5, in which the anode receiver (62) includes a socket (622) at one of the ends of the rod (621), designed to receive the end of the anode structure (32).

7. The electrolyzer according to claim 6, further comprising a fastening system for fixing the anode structure (32) in the socket (622).

8. The electrolyzer according to claim 7, in which the fastening system includes means for pressing the anode structure (32) to the socket (622).

9. The electrolyzer according to claim 5, in which part of the rod (621) is electrically connected to flexible electrically conductive means to provide power to each anode assembly (3).

10. The cell according to claim 5, in which the rod (621) has a rectangular or square section.

11. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, further comprising guides (64) of the anode receiver (62) for guiding the movement of the anode receiver (62) along the axis of movement (T-T ').

12. The electrolyzer according to claim 11, in which the guides (64) at least partially surround the anode receiver (62) and set the sliding path of the anode receiver (62).

13. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, in which the lifting devices are attached to the electrolyzer in such a way that the axis of movement (T-T ') of each anode receiver (62) is vertical.

14. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, in which each anode structure (32) extends transversely in the cell and is connected to a corresponding pair of lifting devices located along opposite longitudinal side walls of the casing (1), each of which carries one of the ends of the anode structure (32).

15. The electrolyzer according to claim 14, further comprising a controller connected to the lifting devices for controlling the synchronous movement of the lifting devices of each pair.

16. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, which additionally includes a shelter (2), supported by a casing (1), while the shelter (2) has transverse (21) and longitudinal (22) side walls, the shelter (2) is designed to limit the amount of gas retention above the cryolite bath (14), and each lifting device (6) is attached to one of the longitudinal side walls of the shelter (2).

17. The electrolyzer according to claim 16, in which the side walls (21, 22) of the shelter (2) are offset outward relative to the side walls (11, 12) of the casing (1), so that the said side walls (21, 22) of the shelter (2) pass around and above the side walls (11, 12) of the casing (1), while the side walls (11, 12, 21, 22) of the casing (1) and the shelter (2) are mechanically connected via an annular ledge, and the anode receivers (62) are lifting devices pass through holes made in this ledge.

18. The electrolyzer according to claim 17, in which the axis of movement T-T 'is vertical, and the anode receivers (62) are made with the possibility of translational movement vertically through holes made in the ledge.

19. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 17 or 18, in which the anode receivers (62) pass through the shelter (2) through the dynamic ring seals.

20. The electrolyzer according to claim 16, in which each lifting device is attached to the upper edge of the shelter (2), opposite the casing (1), so that the housing of the power cylinder of each lifting device is located higher in height than the height of the cryolite bath.

21. The electrolyzer according to claim 20, in which each lifting device (6) is attached to the upper edge of the shelter (2) with the free end (613) of the power cylinder (61) so that said free end (613) is further from the bottom (10) the casing (1) than the rod (612) of the power cylinder (61).

22. The electrolyzer according to any one of paragraphs. 1-4, in which each power cylinder comes out of the cell.

23. The electrolyzer according to claim 16, which further includes a gas collection device (5), comprising at least one gas collecting box extending along the upper edge of the longitudinal side walls (22) of the shelter (2) and having suction openings for sucking gas, each a lifting device (6) is attached to said gas collecting box.