RU2075554C1

RU2075554C1 - Multiunit anode holder

Info

Publication number: RU2075554C1
Application number: RU94029221A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Барсов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1997-03-20
Also published as: RU94029221A

Abstract

FIELD: metallurgy, namely production of aluminium by electrolysis in cells with preliminarily fired anodes. SUBSTANCE: holder of multiunit anode includes current supply rod and steel traverse bar with nipples and groove mutually connected by welding through bimetallic insert. Traverse bar is built-up one, it has groove in the form of truncated cone whose large base is lower one and vertical connection arranged in center between adjacent nipples in symmetry plane of holder. Depth of said groove consists 0.2-1.0 of traverse bar height. EFFECT: increased service life of holder due to its enhanced reliability, maintainability, technological effectiveness. 2 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к производству алюминия электролитическим способом в электролизерах с предварительно обожженными анодами. The present invention relates to the field of metallurgy, in particular to the production of aluminum by the electrolytic method in electrolytic cells with prebaked anodes.

Известна конструкция держателя многоблочного анода для алюминиевого электролизера по а.с. N 395507, содержащего токоподводящую штангу и стальную траверсу, соединенные сваркой взрывом через накладные алюминиевые пластины, установленные на противоположные боковые стороны штанги, и стальной подвески, перекрывающие стык свариваемых деталей. A known design of the holder of a multi-block anode for an aluminum electrolyzer according to as N 395507, containing a current-supplying rod and a steel beam, connected by explosion welding through an overlaid aluminum plate mounted on opposite sides of the rod, and a steel suspension, overlapping the joint of the parts to be welded.

Также известна конструкция держателя обожженного анода по а. с. N 1340241, включающего штангу, соединенную с алюминиевой траверсой, и стальные ниппели, где траверса выполнена составной в виде двух рифленых полос, сваренных с ниппелями и в местах сопряжения с ними стальными выступами толщиной, равной 0,05-0,1 от толщины полосы, и с площадью сопрягаемых поверхностей не менее площади поперечного сечения полосы. Also known is the design of the holder of the calcined anode in a. from. N 1340241, including a rod connected to an aluminum traverse, and steel nipples, where the traverse is made integral in the form of two corrugated strips welded with nipples and in the places of interfacing with steel protrusions with a thickness equal to 0.05-0.1 of the strip thickness, and with an area of mating surfaces not less than the cross-sectional area of the strip.

К недостаткам известных технических решений относятся низкая технологичность изготовления и малый срок службы вследствие неремонтнопригодности контактного узла из-за сложности демонтажа сварного соединения. The disadvantages of the known technical solutions include the low manufacturability and short service life due to the non-repairability of the contact node due to the complexity of dismantling the welded joint.

Наиболее близкой по технической сущности, принятой за прототип настоящего изобретения, является конструкция электродержателя по а.с. N 751174, содержащего токоподводящую алюминиевую штангу и стальную траверсу с пазом, соединенные сваркой через вертикально установленные в пазу биметаллические вставки, между которыми помещается конец штанги и приварен к ним. The closest in technical essence, adopted as a prototype of the present invention, is the design of the electrode holder according to A.S. N 751174, containing a current-supplying aluminum rod and a steel beam with a groove, connected by welding through bimetallic inserts vertically installed in the groove, between which the end of the rod is placed and welded to them.

Основным недостатком этой конструкции являются относительно малый срок службы вследствие низкой надежности контактного соединения, неремонтнопригодности и нетехнологичности изготовления из-за сложности и высокой стоимости демонтажа, а также значительного объема механообработки деталей под сборку и невозможности использования машинного литья траверсы при изготовлении. The main disadvantage of this design is the relatively short service life due to the low reliability of the contact joint, the unsuitability of manufacture and low manufacturing technology due to the complexity and high cost of dismantling, as well as the significant amount of machining of parts for assembly and the inability to use machine casting of the beam in the manufacture.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы держателя за счет повышения надежности, ремонтнопригодности и технологичности изготовления. The technical result of the invention is to increase the service life of the holder by increasing the reliability, maintainability and manufacturability.

Технический результат достигается тем, что в держателе многоблочного анода, содержащего токоподводящую штангу и стальную траверсу с ниппелями и пазом, соединенные между собой сваркой через биметаллическую вставку, траверса, согласно изобретению, выполнена составной с пазом в форме усеченного конуса с большим основанием внизу и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, а глубина паза составляет от 0,2 до 1,0 высоты траверсы. The technical result is achieved by the fact that in the holder of a multi-block anode containing a current-supply rod and a steel beam with nipples and a groove connected by welding through a bimetallic insert, the beam, according to the invention, is made integral with a groove in the form of a truncated cone with a large base at the bottom and a vertical connector located in the center between adjacent nipples in the plane of symmetry of the holder, and the depth of the groove is from 0.2 to 1.0 of the height of the beam.

Составная траверса с пазом в форме усеченного конуса и вертикальным разъемом, расположенным в центре между соседними ниппелями в плоскости симметрии держателя, позволяет, во-первых, исключить произвольное разрушение и проскальзывание штанги относительно контактной плоскости биметаллического соединения, что увеличивает срок службы этого соединение. Во-вторых, обеспечивается широкая возможность замены одной или только части детали (биметаллической вставки, траверсы) с меньшими затратами на демонтаж и изготовление путем исключения индивидуальной подгонки сварочного зазора и механической обработки деталей под сборку, механизированной отливки малогабаритных частей траверсы и т.п. что также увеличивает срок службы держателя. Кроме того, составная траверса позволяет сократить металлоемкость за счет более рационального использования металла при литье, а также за счет ликвидации и(или) уменьшения сечения средней ее части (разъема). A composite traverse with a groove in the shape of a truncated cone and a vertical connector located in the center between adjacent nipples in the plane of symmetry of the holder allows, firstly, to exclude arbitrary destruction and slipping of the rod relative to the contact plane of the bimetallic joint, which increases the service life of this joint. Secondly, there is a wide possibility of replacing one or only a part of a part (bimetallic insert, crosshead) with lower costs for dismantling and manufacturing by eliminating individual adjustment of the welding gap and machining of parts for assembly, mechanized casting of small cross-section parts, etc. which also increases the life of the holder. In addition, the composite crosshead allows you to reduce metal consumption due to a more rational use of metal during casting, as well as by eliminating and (or) reducing the cross section of its middle part (connector).

Согласно изобретению, глубина паза составляет от 0,2 до 1,0 высоты траверсы. Повышение верхнего предела глубины паза не имеет смысла. Уменьшение указанного нижнего предела приводит к увеличению плотности тока в переходном контакте за счет уменьшения площади сечения сварных швов между биметаллическими вставками, штангой и траверсой. According to the invention, the depth of the groove is from 0.2 to 1.0 of the height of the beam. Raising the upper limit of the depth of the groove does not make sense. A decrease in the specified lower limit leads to an increase in the current density in the transition contact by reducing the cross-sectional area of the welds between the bimetallic inserts, the rod and the traverse.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид держателя; на фиг. 2 и 3 изображен разрез А-А зоны разъема траверсы и на фиг. 4 и 5 показан разрез В-В зоны контактного соединения разнородных материалов держателя. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of the holder; in FIG. 2 and 3, a section AA is shown of the cross-section connector area, and in FIG. 4 and 5 show a section BB of the contact area of the dissimilar holder materials.

Держатель многоблочного анода содержит составную стальную траверсу 1 с ниппелями 2 и пазом 3, выполненным в форме усеченного конуса (или как частный случай усеченной пирамиды для штанг прямоугольного сечения) с большим основанием внизу, для размещения биметаллических вставок 4, закрепленных на конце токоподводящей штанги 5. В центре держателя, ниже контактного соединения, в разъеме между ниппелями 2 траверсы 1 помещена промежуточная вставка 6. На фиг. 3 показан пример выполнения разъема траверсы 1 без промежуточной вставки. На фиг. 5 изображен пример выполнения контактного соединения круглого сечения и паукообразной формой исполнения траверсы 1. The multi-block anode holder contains a composite steel traverse 1 with nipples 2 and a groove 3 made in the form of a truncated cone (or as a special case of a truncated pyramid for rods of rectangular cross section) with a large base at the bottom to accommodate bimetallic inserts 4 fixed to the end of the current-supply rod 5. In the center of the holder, below the contact connection, in the connector between the nipples 2 of the yoke 1 is an intermediate insert 6. In FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a traverse connector 1 without an intermediate insert. In FIG. 5 shows an example of a contact connection of circular cross section and an arachnid form of execution of the beam 1.

В общем случае сборка держателя осуществляется следующим образом: биметаллические вставки 4 с помощью электроприхваток предварительно закрепляют в пазу 3 составной траверсы 1. Затем между вставками 4 помещают нижний конец токоподводящей штанги 5 и производят обжатие частей траверсы 1 до ликвидации зазора между сопрягаемыми плоскостями. Далее, не снимая усилия сжатия частей траверсы 1, или предварительно закрепив последние непосредственно, или с помощью промежуточной вставки 6, производят окончательную сварку контактного узла сначала по алюминию, а затем по стали. In general, the holder is assembled as follows: bimetallic inserts 4 are preliminarily fixed in the groove 3 of the composite yoke 1 with the help of electric grips 1. Then, the lower end of the power supply rod 5 is placed between the inserts 4 and the parts of the yoke 1 are crimped until the gap between the mating planes is closed. Further, without removing the compression force of the parts of the crosshead 1, or having previously fixed the latter directly, or with the help of the intermediate insert 6, the final welding of the contact node is performed first on aluminum and then on steel.

Крепление разъемных частей траверсы 1 конструктивно может быть осуществлено, например, клиновым, сварным, болтовым или другим известным способом соединения непосредственно или с помощью промежуточной вставки 6. Последняя может быть также выполнена из биметалла и установлена в центре между средними ниппелями в плоскости симметрии держателя. The fastening of the detachable parts of the crosshead 1 can be structurally carried out, for example, by a wedge, welded, bolted or other known method of connection directly or using an intermediate insert 6. The latter can also be made of bimetal and installed in the center between the middle nipples in the plane of symmetry of the holder.

Claims

1. The holder of a multi-block anode containing a current-supply rod, rigidly connected to a steel traverse, with nipples and a groove, characterized in that the traverse is made integral, with a groove in the form of a truncated body with a large base at the bottom and a vertical connector located in the center between adjacent nipples in the symmetry plane of the holder, with a bimetallic insert placed in the groove connected by welding with a rod and a traverse.

2. The holder according to claim 1, characterized in that the depth of the groove is 0.2 - 1.0 of the height of the beam.