RU2385974C2

RU2385974C2 - Cover of aluminium electrolyser with burnt anodes

Info

Publication number: RU2385974C2
Application number: RU2007138723/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Пак (RU); Михаил Александрович Пак; Дмитрий Александрович Требух (RU); Дмитрий Александрович Требух; Андрей Александрович Богатырев (RU); Андрей Александрович Богатырев; Юрий Александрович Гагулин (RU); Юрий Александрович Гагулин; Сергей Илаевич Ахметов (RU); Сергей Илаевич Ахметов; Виталий Валерьевич Пингин (RU); Виталий Валерьевич Пингин; Евгений Николаевич Чичук (RU); Евгений Николаевич Чичук
Original assignee: РУСАЛ АйПи ХОЛДИНГ ЛИМИТЕД
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2010-04-10
Also published as: RU2007138723A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: cover of aluminium electrolyser with burnt anodes includes horizontal floor, implemented with "П"-shaped openings for anode-carriers and plates installed by each "П"-shaped opening from butt and side sides, correspondingly. Plates are outfitted by notches for supports restricting its movement relative to "П"-shaped opening and they are implemented spring-load, herewith side plates are installed with ability of interaction with butt plate and they are implemented with bevels from the side of introduction of anode-carriers into "П"-shaped openings.

EFFECT: increasing of tightness, operation reliability and lifetime of cover.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к электролизерам с обожженными анодами.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of aluminum by electrolysis, and in particular to electrolytic cells with calcined anodes.

Известно укрытие алюминиевого электролизера, выполненное в виде газосборного коллектора, в нижней части которого расположен горизонтальный настил с П-образными вырезами под штанги анододержателей, снабженный уплотнительными П-образными воротниками в местах расположения вырезов под штанги анододержателей (Авторское свидетельство СССР №777085, С25С 3/22, опубл. 07.11.80, Бюл. №41). Уплотняющие воротники опираются на горизонтальный настил и крепятся к нему с помощью болтов, ограничивающих свободу их перемещения в вертикальной плоскости и допускающих ограниченное перемещение в горизонтальной плоскости в процессе установки штанги анододержателя. К штанге анододержателя воротник прижимается вплотную с помощью пластинчатой пружины.A shelter of an aluminum electrolyzer is known, made in the form of a gas collector, in the lower part of which there is a horizontal flooring with U-shaped cutouts for anode holder rods, equipped with sealing U-shaped collars at the locations of cutouts for anode holder rods (USSR Author's Certificate No. 777085, С25С 3 / 22, publ. 07.11.80, Bull. No. 41). The sealing collars are supported on a horizontal flooring and fastened to it with bolts restricting the freedom of their movement in the vertical plane and allowing limited movement in the horizontal plane during installation of the anode holder bar. The collar is pressed against the rod of the anode holder using a leaf spring.

Недостатком данного укрытия является невысокая герметичность П-образных проемов, через которые проходят штанги анододержателей, имеющие прямоугольное сечение, поскольку при таком конструктивном выполнении уплотняющего воротника по технологическим причинам трудно обеспечить плотное без зазоров примыкание его по бокам к штанге анододержателя. Это приводит к утечке выделяющихся газов через указанные зазоры, в результате чего ухудшаются санитарно-гигиенические условия труда в электролизных корпусах.The disadvantage of this shelter is the low tightness of the U-shaped openings through which the anode-holder rods having a rectangular section pass, since with such a constructive design of the sealing collar it is difficult to ensure a tight fit without gaps on the sides of the anode holder. This leads to the leakage of gases emitted through the indicated gaps, as a result of which the sanitary and hygienic working conditions in the electrolysis cells are worsened.

Наиболее близким к заявленному является укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающее горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, в котором по каждому П-образному проему с торцевой и боковых сторон установлены пластины, связанные между собой двумя шарнирными скобами, имеющими общий шарнир на торцевой пластине, при этом скобы снабжены регулируемыми упорами, соединенными пружиной (Авторское свидетельство СССР №885362, С25С 3/22, опубл. 30.11.81, Бюл. №44).Closest to the claimed one is the shelter of an aluminum electrolyzer with burnt anodes, including a horizontal flooring made with U-shaped openings for anode holders, in which plates are connected to each U-shaped opening from the front and side sides, connected by two hinge brackets that have a common the hinge on the end plate, while the brackets are equipped with adjustable stops connected by a spring (USSR Author's Certificate No. 885362, С25С 3/22, publ. 30.11.81, Bull. No. 44).

Недостатком данного укрытия является, во-первых, недостаточная герметичность П-образных проемов и, во-вторых, сложное конструктивное выполнение уплотняющего узла, и, как следствие, большие трудозатраты на его обслуживание, и малый срок службы.The disadvantage of this shelter is, firstly, the insufficient tightness of the U-shaped openings and, secondly, the complex constructive design of the sealing assembly, and, as a result, the large labor costs for its maintenance, and the short service life.

Обеспечение герметичности П-образных проемов в данной конструкции осуществляется за счет трех подвижных пластин: двух боковых и одной торцевой. Так как регулировка рабочего положения пластин осуществляется всего лишь один раз при монтаже уплотняющего узла и должна производится с учетом допусков на изготовление штанги, а именно, по наибольшему из возможных размеров, то использование в дальнейшем штанг анододержателей других обожженных анодов с меньшими габаритами заранее предопределяет наличие щелей между боковыми пластинами и штангой. Кроме того, небольшие зазоры между боковыми пластинами и штангой должны быть образованы и по технологическим соображениям, так как жесткое прижатие боковых пластин к штанге анододержателя, осуществляемое при больших усилиях, может явиться причиной поломки узла уплотнения при вертикальном перемещении штанги анододержателя.The tightness of the U-shaped openings in this design is ensured by three movable plates: two lateral and one end. Since the adjustment of the working position of the plates is carried out only once during the installation of the sealing assembly and should be made taking into account the tolerances for the manufacture of the rod, namely, at the largest possible size, the further use of rod anode holders of other calcined anodes with smaller dimensions predetermines the presence of slots between the side plates and the bar. In addition, small gaps between the side plates and the rod should be formed for technological reasons, since the rigid pressing of the side plates to the rod of the anode holder, carried out with great effort, can cause the seal assembly to break when the rod of the anode holder is vertically moved.

К конструктивным недостаткам данного укрытия следует отнести и необходимость точного примыкания торцевой поверхности штанги анододержателя одновременно в двух местах, а именно внизу через торцевую пластину к упорной планке уплотняющего узла и вверху к шине анодной ошиновки. Так как прижатие штанги анододержателя к шине анодной ошиновки производится с большим усилием, развиваемым основным зажимом, то отклонение штанги от вертикали в нижней части в сторону упорной планки может вызвать разрушение уплотняющего узла, а отклонение штанги в противоположную сторону от упорной планки может привести к сокращению пути перемещения торцевой пластины, уменьшению угла поворота скоб с шарнирами и, как следствие, к появлению неплотностей между боковыми пластинами и штангой анододержателя.The structural disadvantages of this shelter include the need for accurate abutment of the end surface of the rod of the anode holder simultaneously in two places, namely at the bottom through the end plate to the retaining plate of the sealing assembly and at the top to the anode busbar. Since pressing the rod of the anode holder to the anode busbar is carried out with great effort developed by the main clamp, deviation of the rod from the vertical in the lower part towards the thrust bar can cause the destruction of the sealing assembly, and the deviation of the rod in the opposite direction from the thrust bar can shorten the path moving the end plate, reducing the angle of rotation of the staples with hinges and, as a result, to the appearance of leaks between the side plates and the rod of the anode holder.

В основу изобретения положена задача разработать укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами, конструкция которого обеспечивала бы постоянный контакт уплотняющих элементов с соответствующими поверхностями штанг анододержателей обожженных анодов и снижение усилий контактирования уплотняющих элементов со штангами анододержателей обожженных анодов при их извлечении и установке, и при вертикальном перемещении анододержателей обожженных анодов в процессе работы, что позволит повысить герметичность, надежность работы и его срок службы.The basis of the invention is the task of developing a shelter for an aluminum electrolytic cell with calcined anodes, the design of which would provide constant contact of the sealing elements with the corresponding surfaces of the rods of the anode holders of the calcined anodes and reduce the contact forces of the sealing elements with the rods of the anode holders of the calcined anodes during their removal and installation, and with vertical movement of the anode holders burnt anodes during operation, which will increase the tightness, reliability and its service life.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в укрытии алюминиевого электролизера с обожженными анодами, включающем горизонтальный настил, выполненный с П-образными проемами для анододержателей, и пластины, установленные по каждому П-образному проему с торцевой и боковых сторон соответственно, последние снабжены пазами для упоров, ограничивающих их перемещение относительно П-образного проема, и выполнены подпружиненными, при этом боковые пластины установлены с возможностью взаимодействия с торцевой пластиной и выполнены со скосами со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the shelter of an aluminum electrolytic cell with calcined anodes, including a horizontal flooring made with U-shaped openings for anode holders, and plates installed on each U-shaped opening from the end and sides, respectively, the latter are provided with grooves for stops restricting their movement relative to the U-shaped opening, and made spring-loaded, while the side plates are installed with the possibility of interaction with the end plate and made with bevels on the input side of the anode holders in the U-shaped openings.

Пластины могут быть размещены на П-образной плите. Пластины могут быть закрыты сверху П-образной крышкой. Пластины в поперечном сечении со стороны анододержателя могут иметь либо округлую форму, либо их кромки снабжены фасками или радиусами.The plates can be placed on a U-shaped plate. The plates can be closed on top with a U-shaped lid. The plates in cross section from the side of the anode holder can have either a rounded shape, or their edges are provided with chamfers or radii.

Наличие выполненных в пластинах пазов для упоров, ограничивающих их перемещение относительно П-образного проема, и выполнение пластин подпружиненными, и при этом установка боковых пластин с возможностью взаимодействия с торцевой пластиной, и выполнение их со скосами со стороны ввода анододержателей в П-образные проемы обеспечивают постоянный контакт уплотняющих пластин с соответствующими поверхностями штанг анододержателей обожженных анодов и снижение усилий контактирования уплотняющих пластин со штангами анододержателей обожженных анодов при их извлечении и установке и при вертикальном перемещении анододержателей обожженных анодов в процессе работы. Это позволяет повысить герметичность, надежность работы и срок службы укрытия алюминиевого электролизера с обожженными анодами.The presence of grooves made in the plates for stops, restricting their movement relative to the U-shaped opening, and the plates being spring-loaded, and the installation of side plates with the possibility of interaction with the end plate, and their execution with bevels from the side of the anode-holder entry into the U-shaped openings provide constant contact of the sealing plates with the corresponding surfaces of the rods of the anode holders of the calcined anodes and a decrease in the contact forces of the sealing plates with the rods of the anode holders of the calcined of anodes during their removal and installation and with vertical movement of the anode holders of the calcined anodes during operation. This allows you to increase the tightness, reliability and service life of the shelter of an aluminum electrolyzer with calcined anodes.

Размещение пластин на П-образной плите позволяет выполнять узлы уплотнения П-образных проемов в съемном варианте, что облегчает проведение монтажных и ремонтных работ.Placing the plates on the U-shaped plate allows you to perform the sealing nodes of the U-shaped openings in a removable version, which facilitates installation and repair work.

Благодаря наличию П-образной крышки, закрывающей сверху пластины, исключается возможность заклинивания этих пластин при опускании гибких лент анодной ошиновки и обеспечивается защита узла уплотнения от попадания абразивной пыли, что способствует повышению надежности работы такого узла.Due to the presence of a U-shaped cover that covers the top of the plate, the possibility of jamming of these plates when lowering the flexible tapes of the anode busbar is eliminated and the seal assembly is protected from ingress of abrasive dust, which helps to increase the reliability of this assembly.

Выполнение пластины в поперечном сечении со стороны анододержателя либо округлой формы, либо наличие на их кромках фасок или радиусов способствует снижению усилий контактирования уплотняющих пластин со штангами анододержателей обожженных анодов при их извлечении и установке и при вертикальном перемещении анододержателей обожженных анодов в процессе работы, что в свою очень положительно сказывается на повышении надежности работы укрытия.The execution of the plate in the cross section from the side of the anode holder is either rounded, or the presence of chamfers or radii on their edges helps to reduce the contact forces of the sealing plates with the rods of the anode holders of the calcined anodes during removal and installation and during vertical movement of the anode holders of the calcined anodes during operation, which in turn very positive effect on improving the reliability of the shelter.

Следует также отметить, что такая конструкция узла уплотнения П-образного проема имеет малую высоту, что позволяет увеличить период между перетяжками анодной ошиновки.It should also be noted that this design of the seal assembly of the U-shaped opening has a low height, which allows to increase the period between the constrictions of the anode busbar.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 изображен узел герметизации П-образного проема для анододержателей обожженных анодов, вид сбоку; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.The invention is illustrated by the following drawings. Figure 1 shows the sealing unit of the U-shaped opening for the anode holders of the calcined anodes, side view; figure 2 is a top view of figure 1; figure 3 is a section aa in figure 1.

Укрытие алюминиевого электролизера с обожженными анодами включает горизонтальный настил 1, выполненный с П-образными проемами 2 для анододержателей 3, и три пластины, установленные на каждом П-образном проеме 2, при этом две пластины 4 установлены по боковым сторонам П-образного проема 2, а одна пластина 5 - по его торцевой стороне. Пластины 4, 5 выполнены с пазами 6 для упоров 7, ограничивающих их перемещение относительно П-образного проема 2, и подпружинены посредством пружин 8. Пластины 4 упираются торцевыми сторонами в пластину 5. Пластины 4 выполнены со скосами со стороны ввода анододержателей 3 в П-образные проемы 2. Пластины 4, 5 закрыты сверху П-образной крышкой 9. Крышка 9 крепится к горизонтальному настилу 1 болтовым соединением или сваркой. Пластины 4, 5 могут быть размещены на плите (не показана), которая либо приварена к горизонтальному настилу 1, либо крепится к нему болтовым соединением.Shelter of an aluminum electrolyzer with burnt anodes includes a horizontal flooring 1, made with U-shaped openings 2 for anode holders 3, and three plates installed on each U-shaped opening 2, while two plates 4 are installed on the sides of the U-shaped opening 2, and one plate 5 is on its end side. The plates 4, 5 are made with grooves 6 for the stops 7, restricting their movement relative to the U-shaped opening 2, and are spring-loaded by means of the springs 8. The plates 4 are abutted by the end faces into the plate 5. The plates 4 are made with bevels from the input side of the anode holders 3 into the P- shaped openings 2. The plates 4, 5 are closed from above by a U-shaped cover 9. The cover 9 is attached to the horizontal flooring 1 by bolting or welding. The plates 4, 5 can be placed on a plate (not shown), which is either welded to the horizontal flooring 1, or fastened to it by a bolt connection.

В рабочем положении пластины 4, 5 под воздействием прикрепленных к крышке 9 пружин 8 постоянно прижаты к трем граням штанги анододержателя 3 независимо от допусков на изготовление штанги и точности ее установки в П-образном проеме 2 горизонтального настила 1 при возможном ее смещении вправо или влево от центральной оси, а также при ее отклонении от вертикальной торцевой стенки П-образного проема 2. Этим обеспечивается герметизацию проема 2 с трех сторон. С четвертой стороны проем 2 закрывается съемной частью укрытия (не показана), которая прижимается к анододержателю 3 с наружной стороны без зазора.In the working position of the plate 4, 5 under the influence of the springs 8 attached to the cover 9, they are constantly pressed against the three faces of the rod of the anode holder 3, regardless of the tolerances for the manufacture of the rod and the accuracy of its installation in the U-shaped opening 2 of the horizontal flooring 1 with its possible shift to the right or to the left of the central axis, and also when it deviates from the vertical end wall of the U-shaped opening 2. This ensures sealing of the opening 2 from three sides. On the fourth side, the opening 2 is closed by a removable part of the shelter (not shown), which is pressed against the anode holder 3 from the outside without a gap.

При этом относительно малые усилия прижатия пластин 4, 5 к штанге анододержателя 3 позволяет значительно снизить силу трения пластин 4, 5 о штангу, что приводит к снижению усилий контактирования пластин 4, 5 со штангами анододержателей 3 при их извлечении и установке и при вертикальном перемещении анододержателей 3 в процессе работы.Moreover, the relatively small efforts of pressing the plates 4, 5 to the rod of the anode holder 3 can significantly reduce the friction force of the plates 4, 5 about the rod, which reduces the contact forces of the plates 4, 5 with the rods of the anode holders 3 when removing and installing them and when the anode holders are vertically moved 3 in the process.

Перед извлечением обожженного анода из электролизера съемная часть укрытия удаляется, освобождая пространство для вывода штанги анододержателя 3 из проема 2. При извлечении штанги анододержателя 3 из проема 2 пластины 4, 5 под действием пружин 8 занимают свое исходное положение (положение пластин при извлеченном анододержателе). В этом положении пластины 4, 5 имеют строго фиксированное положение относительно П-образного проема. При этом пластины 4 расположены параллельно друг другу, и их положение соответствует боковым граням штанги устанавливаемого анододержателя 3. Такое расположение боковых пластин обеспечивается благодаря наличию выполненных в них пазов и их взаимодействию с упорами, ограничивающих их перемещение относительно П-образного проема, а также благодаря взаимодействию пластин 4 своими торцевыми сторонами с пластиной 5.Before removing the calcined anode from the electrolyzer, the removable part of the shelter is removed, freeing up space for the rod of the anode holder 3 to be removed from the opening 2. When the rod of the anode holder 3 is removed from the opening 2, the plates 4, 5 under the action of the springs 8 take their initial position (the position of the plates with the anode holder removed). In this position, the plates 4, 5 have a strictly fixed position relative to the U-shaped opening. In this case, the plates 4 are parallel to each other, and their position corresponds to the side faces of the rod of the installed anode holder 3. This arrangement of the side plates is ensured by the presence of grooves made in them and their interaction with stops, restricting their movement relative to the U-shaped opening, as well as due to the interaction plates 4 with their end faces with a plate 5.

При установке нового анода штанга анододержателя 3, нажимая на скосы пластин 4, приводит к их отклонению в противоположные боковым граням штанги анододержателя 3 стороны. По мере установки нового анода пластины 4 возвращаются в положение, соответствующее боковым граням анододержателя.When installing a new anode, the rod of the anode holder 3, pressing on the bevels of the plates 4, leads to their deviation to the sides opposite to the lateral faces of the rod of the anode holder 3. As you install a new anode, the plates 4 return to the position corresponding to the side faces of the anode holder.

В конечной стадии установки анода торец штанги анододержателя 3 взаимодействует с пластиной 5. После чего с наружной стороны к штанге анододержателя 3 приставляется съемная часть укрытия.In the final stage of installation of the anode, the end face of the rod of the anode holder 3 interacts with the plate 5. Then, from the outside, a removable part of the shelter is attached to the rod of the anode holder 3.

Claims

1. Shelter of an aluminum electrolyzer with baked anodes, including a horizontal deck made with U-shaped openings for anode holders, and plates installed on each U-shaped opening from the end and sides, respectively, characterized in that the plates are made with grooves for stops, restricting their movement relative to the U-shaped opening, and are spring-loaded, while the plates mounted on the sides are made with bevels on the input side of the anode holders into the U-shaped openings and with the possibility of interaction ystviya with the end plate.

2. Shelter according to claim 1, characterized in that the plates are placed on a U-shaped plate.

3. Shelter according to claim 1, characterized in that the plates are closed from above by a U-shaped cover.

4. Shelter according to claim 1, characterized in that in the cross section from the side of the anode holder the plates are rounded, or their edges are chamfered or radially.