Claims (3)
4 ни по известной формуле ./Хр показывают , что нейтральный слой расположен выше центра т жести на 6,66 см, или на 13,34 см от верха боковой грани подины , где d - рассто ние от центра т жести сечени ( середины боковой грани подины) до нейтрального сло ; i - радиус инерции сечени ; - эксцентрисиТаким образом, в работающем катоде верхн часть подины испытывает .напр жение раст жени , а нижн - сжати . Как известно, несуща способность материала подины при раст жении в 5-8 раз ниже по сравнению с работой на сжатие. Известно также, что несуща способность угольных блоков в работающих катодах равна около 4 О кг/см . Следовательно, допустимые напр жени при раст жении дл этих блоков равны 8-5 кг/смЧ Между тем вычислени и измерени показывают , что при услови х, действующих на НИЖН1ОЮ часть грани подины, в 10 т (в действующих катодах они достигают 7ОЮ т) напр жени раст жени в верхних волокнах достигают 10 кг/см, т. е. уже превышают несущую способность материала угольных блоков. Учитьюа , что такие усили по вл ютс через 2,5-3 мес ца, уже с этого времени начинаетс прогрессирующее образование трещин, распростран ющихс сверху вниз, которые также увеличивают интенсивность натри в нижележащие слои подины , что ускор ет ее разрушение. Указанные обсто тельства ускор ют разрушение подины и снижают срок ее службы. Целью изобретени вл етс повышение срока службы катодных устройств. Эта цель достигаетс тем, что в известном катодном кожухе, имеющем пр моугольный короб, боковые стенки которого усилены снаружи балка ми-контр форсами, попарнй прижатыми к стенкам короба с помощью т жей в средней части и распорных балок - в нижней, дл устранени наклона.стенки и предотвращени по влени внецентренного обжати Подины, вертикальные балки-контрфорсы соединены с по сом жесткости через дополнительные опорные пластины и центрирующие прокладки с обеспечением опоры контрфорсов на стенки короба на одном уровне. Центрирующие прокладки, определ ю- , щие уровень опоры контрфорсов настенку короба, выполнены в виде пластин ИЛИ цилиндров и размещены по высоте между верком и серединой боковой грани короба. На чертеже изображен катодный кожух , поперечный разрез, Кодух состоит из пр моугольного короба 1, продольные стенки которого усилены одним или несколькими по сами жесткости 2, вертикальными балкамиконтрфорсами 3, попарно прижатыми к по сам с помощью т жей 4 в средней части и балок-распорок 5 - в нижней. Опирание каждого контрфорса на стенки короба (через по с жесткости) выполнено в одном уровне через опорную пласти ну 6 и центрирующую прокладку 7. Вертикальна жесткость стенок обеспечивает с ребрами 8, вваренными между по сам жесткости, либо, если по с один, - межд по сом и верхом короба. В нижней части стенки короба вертикальные ребра отсутствуют , чем создаетс листовой шарнир, позвол ющий сохранить вертикальность станки короба при работе кожуха. Высот размещени центрирующих элементов выбираетс так, чтобы после монтажа подины элементы находились ниже уровн ее верхней грани на 1/2 - 1/3 по ее высоте . Прокладка 7 выполн етс в виде пластины с вертикальным размером 2025 мм или цилиндра того же диаметра, она может быть закреплена на по се либо на контрфорсе. В период разогрева катодного устройства короб кожуха, расшир сь прогрева днища, оказывает давление на контрфорсы через центрирующие прокладки 7. Контрфорсы удерживаютс от наклона балками-распорками 5 и т жами 4, термически не св занными с днищем и следовательно, не подверженными удлинению от нагрева днища. Измерени на опы ных катодах показывают, что нагрев днища до свойственной ему температуры 8О-120 С не приводит к заметному повышению температуры т жа, так как последний расположен в 120 мм под днищем . Это позвол ет обойтись без теплоизол ции т жей. Таким образом, контрфорсы , удерживаемые т жем, на размеры которого не вли ет разогрев днища, упира сь внизу в балку-распорку, противодей ствуют расширению короба. При этом про исходит выборка зазоров в месте соедине ни контрфорсов с гайками 9 т жа 4 и обм тие резьбы. Тем самым к моменту начала электролиза контрфорсы оказыЕ а- 7 036 ютс подготовленными к воспри тию уси-« ЛИЙ, развивающихс в подине. Следовательно, к моменту пуска на электролиз кожух обеспечивает предварительное обжатие подины, очень важное с точки зрени снижени воздействи на нее натри и эксплуатационной стойкости. Величина этого обжати регулируетс первоначальным усилием зат жки гаек 9. п При работе в эксплуатационном режиме предложенный Koskyx обеспечивает обжатие подины, близкое к центральному, и оптимальные услови ее работы в поперечном направлении. Величина обжати ее (14-17 кг/см) задаетс выбором сечени т жей, с тем чтобы последние при указанном обжатии работали в области пластических деформаций. При длине т жа 6 м, изготовленного из стали марки Ст.З СП, заданные услови обеспечиваютс при диаметре его сечени около 50 см Ч Подина при этом получает вои можность поперечных деформаций в оптимальных пределах (до 20-40 мм). Раэ- мещение центрирующих элементов в пределах верхней части боковой грени подины позвол ет создать либо центральное обжатие, либо повышенное обжатие верхних слоев подины, что целесообразно с точки зрени снижени интенсивности внедрени натри в материал подины. При возникновении деформаций продольных стенок под действием усилий от подины они не будут испытывать наклона в силу того, что сочленение стенок с днищем выполнено в виде листового шарнира (без вертикальных ребер и пр. элементов, затрудн ющих работу шарнира). По вл ющийс при этом наклон контрфорсов не измен ет схему обжатк подины, так как уровень передачи усилий остаетс тот же. Катодный кожух по изобретению за счет исключени эксцентриситета обжимающих подину усилий и обеспечени оптимальной величины обжати поаины и пределов ее деформаций обеспечивает увеличение срока службы катода не менее чем на 8-10 мес цев. Формула изобретени 1. Катодный кожух алюминиевого электролизера, выполненный в виде пр моугольногокороба , продольные стенки которого усилены снаружи горизонтальным по сом жесткости и опирающимис 4 by the well-known formula. / Xp show that the neutral layer is located 6.66 cm above the center of the body of gravity, or 13.34 cm from the top of the lateral face of the bottom, where d is the distance from the center of the body of gravity of the cross section (middle of the side face hearths) to the neutral layer; i is the radius of inertia of the cross section; - eccentric. Thus, in the working cathode, the upper part of the hearth is under tension, and the bottom part is compressed. As is well known, the carrying capacity of the bottom material when stretched is 5-8 times lower as compared with work in compression. It is also known that the carrying capacity of coal blocks in operating cathodes is about 4 O kg / cm. Consequently, the permissible tensile stresses for these blocks are 8–5 kg / cmH. Meanwhile, calculations and measurements show that under the conditions acting on the LOWER section of the bottom, 10 tons (in active cathodes they reach 7.0 tons) Tension in the upper fibers reaches 10 kg / cm, i.e., it already exceeds the load-bearing capacity of the material of the coal blocks. Having learned that such efforts appear in 2.5–3 months, already from this time, progressive formation of cracks from top to bottom begins, which also increase the intensity of sodium into the underlying layers of the bottom, which accelerates its destruction. These circumstances accelerate the destruction of the hearth and reduce its service life. The aim of the invention is to increase the life of the cathode devices. This goal is achieved by the fact that in a well-known cathode casing, which has a rectangular duct, the side walls of which are reinforced from the outside by a Mi-Counter beam, which are pressed against the walls of the duct by means of weights in the lower part and to prevent tilting. the walls and the prevention of the occurrence of off-center compression of the Podina, the vertical beams-buttresses are connected to stiffness through additional support plates and centering gaskets with the support of the buttresses on the walls of the box at the same level. The centering pads, which determine the level of support of the counterforts on the wall of the duct, are made in the form of plates OR cylinders and are placed in height between the camber and the middle of the lateral face of the duct. The drawing shows a cathode housing, a transverse section, the Koduh consists of a rectangular duct 1, the longitudinal walls of which are reinforced by one or more stiffness 2 themselves, vertical beams control 3, pressed in pairs by means of strands 4 in pairs in the middle part and 5 - at the bottom. The support of each buttress on the walls of the duct (through to the rigidity) is performed at the same level through the supporting plate 6 and the centering gasket 7. The vertical rigidity of the walls provides with the ribs 8 welded between the rigidity itself or, if catfish and riding box. In the lower part of the duct wall, vertical ribs are missing, which creates a sheet hinge, which allows the duct machines to maintain their verticality when the casing operates. The heights of placement of the centering elements are chosen so that after mounting the bottom, the elements are below the level of its upper face 1/2 to 1/3 of its height. The gasket 7 is made in the form of a plate with a vertical size of 2025 mm or a cylinder of the same diameter; it can be fixed on the cross or on the buttress. During the warm-up period of the cathode device, the casing box, expanding the bottom heating, exerts pressure on the buttresses through the centering pads 7. The buttresses are kept from tilting by the spacer beams 5 and the straps 4, which are thermally unrelated to the bottom . Measurements on dust cathodes show that heating of the bottom to its typical temperature of 8 ° -120 ° C does not lead to a noticeable increase in the temperature of gravity, since the latter is located 120 mm under the bottom. This eliminates the need for thermal insulation of shells. Thus, the buttresses held by the weight, the dimensions of which are not affected by the heating of the bottom, abutting against the beam-strut below, oppose the expansion of the box. At the same time, there is a sampling of gaps in the place of connection of the buttresses with nuts 9 tons 4 and thread winding. Thus, by the time the electrolysis began, the buttresses turned out to be a-7,036 prepared to accept usi-LIs developing in the hearth. Consequently, by the time of the start-up of the electrolysis, the casing provides preliminary compression of the hearth, which is very important from the point of view of reducing the impact of sodium on it and its operational durability. The magnitude of this reduction is regulated by the initial tightening force of the nuts 9. In the operating mode, the proposed Koskyx ensures a compression of the bottom, close to the central one, and optimum conditions for its operation in the transverse direction. The amount of its compression (14–17 kg / cm) is specified by the choice of cross sections, so that the latter, at the specified reduction, work in the field of plastic deformation. With a thrust length of 6 m, made of steel of the St. 3 SP brand, specified conditions are provided with a diameter of its cross section of about 50 cm. P Podina thus obtains transversal deformations within optimal limits (up to 20–40 mm). Raising the centering elements within the upper part of the lateral bottom edge allows for either central compression or increased compression of the upper layers of the bottom, which is expedient from the point of view of reducing the intensity of sodium intrusion into the bottom material. If deformations of the longitudinal walls occur under the action of forces from the bottom, they will not be tilted due to the fact that the articulation of the walls with the bottom is made in the form of a sheet hinge (without vertical ribs and other elements hindering the hinge operation). The inclination of the counterforts appearing in this case does not alter the bottom crimping pattern, since the level of force transmission remains the same. The cathode casing according to the invention, by eliminating the eccentricity of compressing the bottom of the effort and ensuring the optimum amount of compression of the hole and the limits of its deformations, ensures an increase in the service life of the cathode by at least 8-10 months. Claim 1. The cathode casing of an aluminum electrolysis cell, made in the form of a rectangular box, the longitudinal walls of which are reinforced from the outside by horizontal stiffness and resting
737503737503
на нег вертикальными балками «онтрфорсами , попарно прижатыми к стенкам короба с помощью т жей в средней части и распорных балок в нижней, отличающийс тем, что, с целью увеличени срока службы катода путем обеспечени центрального или близкого к нему обжати поаины пропольйыми стенками, вертикальные балкиконтрфорсы соединены с по сом жесткости через дополнительные опорные пластины и центрирующие прокладки с обеспечением опоры-контрфорсов на стенки короба на одном уровне.Negative vertical beams with two formers pressed in pairs to the duct walls by means of weights in the middle part and expansion beams in the lower part, characterized in that, in order to increase the service life of the cathode by providing a central or close to it crimping of the hole with weed walls, vertical beams connected to stiffness through additional support plates and centering pads with the provision of buttresses on the walls of the duct at the same level.
8eight
2.Кожух по п. 1, отличающийс тем, что центрирующие прокладки размещены по высоте между верхом и серединой боковой грани короба.2. A casing according to claim 1, characterized in that the centering pads are placed in height between the top and middle of the side face of the box.
3.Кожух по п. 1, отличающийс тем, что центрирующие прокладки выполнены в виде пластин или цилиндров .3. A housing according to claim 1, characterized in that the centering gaskets are made in the form of plates or cylinders.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1. Авторское свидетельство СССР №328754, кл. С 25 С 3/О8. 1970,1. USSR author's certificate No. 328754, cl. C 25 C 3 / O8. 1970,