SU546666A1 - Катодный блок электролизера - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электролитического получени  металлов, например алюмини , из расплавленных сред.

Известен катодный блок электролизера, содержащий токоподвод щую штангу, на которой с помощью узла креплени , включающего переходный винт, закреплен катод.

Переходный винт фиксирующими выступами входит в гнездо угольного катода, а резьбовой частью ввинчен в токоподвод щую штангу. Зазор между гнездом и переходным винтом залит расплавленным чугуном. Песмотр  на наличие сварного контакта угольного катода со стальным переходным винтом, из-за разных значений коэффициентов термических расширений их материалов и термоциклировани  при эксплуатации происходит нарушение электрического контакта на границе чугун - углерод и катодный блок выходит из стро . Переходный винт известного катодного блока выходит из стро  вместе с катодом и не подлежит дальнейшему использованию.

Предложенный катодный блок отличаетс  тем, что узел креплени  выполнен в виде обоймы с коническим посадочным гнездом, в котором установлен и закреплен катод, а в торцевых, обращенных одна к другой част х переходного винта и катода помещена вставка из материала с большим коэффициентом

термического расширени , чем у материала обоймы, катода и переходного винта.

Указанные отличи  обеспечивают повышение срока службы катодного блока за счет

увеличени  надежности электрического контакта .

С целью упрощени  операции замены катода в посадочном гнезде обоймы и на посадочной части катода по цилиндрическим образующим , параллельным оси катодного блока , могут быть выполнены взапмно-сопр женные шлицы.

С целью обеспечени  высокой коррозионной стойкости катода в электролите, уменьшени 

Claims (2)

1. сцеплени  осаждаемого материала с материалом катода и повышени  чистоты получаемых металлов катод выполнен из карбида кремни . В предлагаемом катодном блоке дл  созДани  надежного электрического контакта между катодом и обоймой изменены услови  работы посадочной части катода так, что усили  раст жени , обычно действующие в аналогичных узлах известных электролизеров, заменены усили ми сжати  благодар  сопр жению катода с обоймой по конической образующей, что наиболее приемлемо дл  материалов катода и обоймы. При работе сопр л енные конические части катода и обоймы с повышением температуры удлин ютс  на разные величины из-за разных значений коэффициентов термических расширений их материалов. Причем, удлинение обоймы всегда больше, чем катода, так как ее обычно изготавлива- 5 ют из металла с коэффициентом термического расширени  :а(10-20)-10- 1/град, а катод- из углерода или других керамических материалов с а (2-7)-10- 1/град, стойких в электролитах. В результате этого в извест- ю ных электролизерах предварительное усилие прижати  катода к обойме, созданное переходным винтом, улменьшитс , а электрический контакт между ними ухудшитс . В предлагаемом катодном блоке в торцевых, обращенных 15 одна к другой част х переходного винта и катода помеш ена вставка из материала с большим коэффициентом термического расширени , чем у материалов обоймы, катода и переходного винта, котора , удлин  сь с позы- 20 шением температуры, компенсирует разницу удлинений конических частей катода и обоймы , чем сохран ет необходимое усилие прижати  катода IK обойме. Длину вставки выбирают такой, чтобы разность между терми- 25 ческими приращени ми длин материала вставки и участков материалов, через которые она проходит, была равна или больше разности между термическими приращени ми длин конических частей материалов катода и обой- ЗО Па фиг. 1 показан предлагаемый катодный блок электролизера, общий вид; на фиг. 2 показана часть катодного блока, в котором на посадочных поверхност х катода и обоймы выполнены взаимно-сопр женные шлицы; на фиг. 3-5 показаны соответственно сечени  по А-А, Б-Б, и В-В конической части катодного блока, приведенного на фиг. 2, дл  положени  катода в обойме перед поворотом его вокруг своей оси до совпадени  копических поверхностей посадочной части катода и гнезда обоймы; на фиг. 6-8 - соответственно сечени  по А-А, Б-Б и В-В конической части катодного блока, приведенного на фиг. 45 2, дл  положени  катода в обойме после поворота его вокруг своей оси при совпадении конических поверхностей посадочной части катода и гнезда обоймы. Катодный блок электролизера содержит 50 токоподвод щую штангу 1, к которой с помощью узла креплени  закреплен катод 2 из карбида кремни  или графита. В узел креплени  входит переходный винт 3 и обойма 4. Переходный винт одним концом ввинчен в 55 резьбовое отверстие 5 токоподвод щей штанги , а другим - в резьбовую часть 6 сквозного отверсти  обоймы. Сквозное отверстие обоймы имеет конический участок 7, который  вл етс  посадочным гнездом дл  установки в 60 нем катода, имеющего коническую посадочную часть 8. Па конических сопр гаемых участках обоймы и катода дл  упрощени  операции замены катода могут быть выполнены по образующим, иараллельным оси катодного 65 35 40 блока, взаимно-сопр женные шлицы. Установленный в обойме катод фиксируетс  переходным винтом с коптргайкой 9. В изготовленном катодном блоке детали были выполнены из следуюших материалов: обойма, переходный винт и контргайка из жаропрочной стали марки ЭЙ 607; токоподвод ща  штанга - из стали марки Х18Н10Т. В торцевых, обращенных одна к другой част х переходного винта и катода помещена вставка 10 из материала с больши.м коэффициентом термического расширени , чем у материалов катода, обоймы и переходного винта (в опытном образце она изготовлена из стали марки ЭЙ 481, а 22,2-10-8 1/град; дл  стали ЭЙ 607 а 15,8-10-е 1/град. Взаимно-сопр женные шлицы посадочных частей обоймы и катода облегчают замену катода , позвол   вводить и выводить катод из обоймы без полной разборки катодного блока . При этом замена катода происходит следующим образом. Па 2-3 шага резьбы навинчивают на переходный винт контргайку и свинчивают с него на 2-3 шага резьбы обойму , затем постукиванием ио торцу катода ослабл ют его в гнезде обоймы, после этого поворачивают катод вокруг его оси до совпадени  шлицевых выступов па посадочной части катода со шлицевыми впадинами в гнезде обоймы и движением в противоположном направлении от торца переходного винта вынимают катод из обоймы. При установке катода все операции чередуютс  в обратном пор дке . Дл  обеспечени  высокой коррозионной стойкости катода в электролите, уменьшени  сцеплени  осаждаемого материала с материалом катода и повышени  чистоты получаемых металлов катод изготовл ют из карбида кремни . Карбид кремни  химически нейтрален при высоких температурах в контакте со многими электролитами, поэтому катоды из него имеют значительно больший срок службы , чем графитовые, и не внос т загр знени  в катодный осадок. Использование изобретени  позволит значительно повысить срок службы катодных блоков , примен ть катоды из высокотемпературных электропроводных керамических материалов , устойчивых в агрессивных средах электролитов . Формула изобретени  1. Катодный блок электролизера, содержащий токоподвод щую штангу, на которой с помощью узла креплени , включающего переходный винт, закреплен катод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  срока службы катодного блока за счет увеличени  надежности электрического контакта, узел креплени  выполнен в виде обоймы с коническим посадочным гнездом, в котором установлен и закреплен катод, а в торцевых, обращенных одна к другой част х переходного

   винта и катода помещена вставка из материала с большим коэффициентом термического расширени , чем у материалов обоймы, катода и иереходного винта.
2. 2. Катодный блок ио п. 1, отличающийс  тем, что, с целью унрощени  операции замены катода, в посадочном гнезде обоймы и на посадочной части катода но цилиндрическим образующим, параллельным оси катодного блока, выполнены взаимно-сопр женные

   ИЛИЦЫ.

   Я. Катодный блок по по. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью обеснечени  высокой коррозионной стойкости катода в электролите , уменьшени  сцеплени  осаждаемого материала с материалом катода и повышени  чистоты получаемых металлов, асатод выполнен из карбида кремни .

   (риг.1

   .Z

   -10