RU23880U1

RU23880U1 - TIRE CONNECTION WITH CATHODE ROD OF ALUMINUM ELECTROLYZER

Info

Publication number: RU23880U1
Application number: RU2001134390/20U
Authority: RU
Inventors: А.Н. Мамиров; Н.Л. Мазуров; А.Г. Баранцев; В.И. Савчук
Original assignee: ОАО "Братский алюминиевый завод"
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2002-07-20

Description

2001134390 ,±1М«|11П11МШ1№1НМ V « МКИ:С25СЗ/162001134390, ± 1M "| 11P11MSh1№1NM V" MKI: S25SZ / 16

Соединение шины с катодным стержнем алюминиевого электролизераConnection of the bus to the cathode rod of an aluminum electrolyzer

Предложение относится к алюминиевой промышленности и может быть использовано при монтаже и эксплуатации токоподводяш;ей части ванны алюминиевого электролизера.The proposal relates to the aluminum industry and can be used in the installation and operation of current-supplying; parts of the bathtub of an aluminum electrolyzer.

Известен способ для соединения шины с катодным стержнем использующий гибкий катодный спуск жестко связанный как с шиной, так и с катодным стержнем («Справочник металлурга по цветным металлам Производство алюминия, М., изд-во «Металлургия, 1971г., с. 222).A known method for connecting a bus to a cathode rod using a flexible cathode descent is rigidly connected with both the tire and the cathode rod ("Metallurgical reference book for non-ferrous metals, Aluminum production, M., publishing house" Metallurgy, 1971, p. 222).

При отключении электролизера, имеющего такое соединение, например, на капитальный ремонт, катодные спуски отрубают от шины и катодного стержня и направляют их на переплавку, а при пуске заменяют их новыми, затрачивая при этом материальные и трудовые ресурсы.When the electrolyzer having such a connection is disconnected, for example, for major repairs, the cathode slopes are cut off from the bus and the cathode rod and sent to remelting, and at start up they are replaced with new ones, while wasting material and labor resources.

Известно соединение шины с катодным стержнем при помощи разъемного соединения (Свидетельство на полезную модель № 15732, кл. С 25С, 3/16, Бюллетень .№31, 10.11.2000г.), включающим гибкий катодный спуск, жестко связанный с шиной и стальным катодным стержнем при помощи разъемного соединения, выполненного в виде медной пластины, жестко связанной с гибким алюминиевым катодным спуском, а со стальным катодным стержнем крепежными элементами.It is known to connect a bus to a cathode rod using a detachable connection (Utility Model Certificate No. 15732, class C 25C, 3/16, Bulletin No. 31, 11/11/2000), including a flexible cathode run, rigidly connected to the bus and the steel cathode the rod using a detachable connection made in the form of a copper plate rigidly connected to a flexible aluminum cathode descent, and to the steel cathode rod by fasteners.

Недостатком такого соединения является то, что гибкие алюминиевые ленты катодного спуска привариваются полуавтоматической сваркой в среде аргона проволокой СВАК-5 непосредственно к медной пластине. При этом образующийся сварочный шов имеет удовлетворительный электрический контакт и низкие механические свойства. Как показала эксплуатация такого соединения (повторная компания капитального ремонта электролизера, оснащенного такими спусками через 36-40 месяцев/), что при демонтаже - монтаже разъемногоThe disadvantage of this connection is that the flexible aluminum cathode descent tapes are welded by semi-automatic welding in an argon medium with SVAK-5 wire directly to the copper plate. In this case, the resulting weld has a satisfactory electrical contact and low mechanical properties. As shown by the operation of such a connection (repeated company overhaul of the electrolyzer equipped with such slopes after 36-40 months /), that when dismantling - installing a detachable

соединения катодный спуск-стальной стержень разрушается около 10% катодных спусков по сварочному шву между алюминиевыми лентами и медной пластиной. Это обусловлено тем, что сварочный шов между алюминиевыми лентами и медной пластиной имеет низкие механические характеристики, а технология монтажа- демонтажа катодных спусков предусматривает их отгибание на угол до 180 и затяжку болтового соединения к катодному стержню со значительным усилием. Сопротивление контакта с течением времени вырастает в два и более раза, из-за развития электро-химической коррозии, нанесение смазки «Суперконт в зимний период времени связано со значительными трудностями, высокая стоимость, за счет использования большого количества меди. Все эти факторы приводят к увеличению трудозатрат при капитальном ремонте и эксплуатации электролизера, перерасходу дорогостоящих материалов.The cathode descent-steel rod joints are destroyed by about 10% of the cathode descents along the weld between aluminum strips and a copper plate. This is due to the fact that the welding seam between aluminum strips and a copper plate has low mechanical characteristics, and the installation and dismantling technology for cathodic descents involves bending them up to an angle of 180 and tightening the bolt connection to the cathode rod with considerable force. The contact resistance grows two or more times over time, due to the development of electrochemical corrosion, the application of lubricant “Supercontact in the winter period of time is associated with significant difficulties, high cost, due to the use of large amounts of copper. All these factors lead to an increase in labor costs during the overhaul and operation of the electrolyzer, the cost overrun of expensive materials.

Задачей данного предложения было снижение материальных и трудовых затрат на обслуживание электролизеров.The objective of this proposal was to reduce material and labor costs for the maintenance of electrolyzers.

Техническим результатом данного предложения является выполнение соединения шины с катодным спуском для проведения несколько компаний капитального ремонта электролизеров, улучшение эксплуатационных характеристик и стабилизация электросопротивления контакта.The technical result of this proposal is the connection of the bus with the cathode run for several companies to overhaul the cells, improve performance and stabilize the electrical contact resistance.

Технический результат достигается тем, что в соединении шины с катодным стержнем алюминиевого электролизера, включающем гибкий катодный спуск, жестко связанный с шиной и стальным катодным стержнем разъемным соединением, гибкие алюминиевые ленты катодного спуска жестко соединены с катодной шиной через алюминиевую «бобышку, а со стальным катодным стержнем пластиной из алюминиевого сплава с нанесенным на ее контактирующую поверхность медного слоя толщиной 0,25-0,50 мм, выполненной со скосом кромки и разрезом посередине.The technical result is achieved by the fact that in the connection of the bus with the cathode rod of an aluminum electrolyzer, including a flexible cathodic descent, rigidly connected to the bus and the steel cathode rod by a detachable connection, flexible aluminum tapes of the cathodic descent are rigidly connected to the cathode bus through the aluminum boss, and with the steel cathode a rod made of an aluminum alloy plate with a 0.25-0.50 mm thick copper layer deposited on its contact surface, made with a bevel of the edge and a cut in the middle.

Сущность предложения заключается в следующем. При выполнении соединения щины с катодным стержнем пластиной из алюминиевого сплава, например силумина или сплава AD 31, с напыленным или нанесенным сваркой взрывом медным слоем толщиной 0,25-0,50 мм обеспечивающей механическую прочность соединения при выполнении соответствующих ремонтных работ,The essence of the proposal is as follows. When connecting the plate to the cathode rod with a plate made of aluminum alloy, for example silumin or alloy AD 31, with a copper layer 0.25-0.50 mm thick sprayed or welded by explosion, providing mechanical strength of the joint when performing appropriate repair work,

уменьшив тем самым связанные с этой операцией материальные и трудовые затраты и обеспечивающие низкое электрическое сопротивление и высокие механические свойства (прочность, пластичность, отсутствие склонности к трещинообразованию). При этом на контактную поверхность катодного стержня также нанесен или напылен слой меди толщиной 0,10-0,15 мм. Для лучшего токораспределения в контакте на пластине выполнен скос и продольный разрез для обеспечения плотного соединения при меньших контактных давлениях.. К противоположному концу спуска, который крепится к катодной шине зараннее приваривают алюминиевую «бобышку для качественной приварки в производственных условиях.thereby reducing material and labor costs associated with this operation and providing low electrical resistance and high mechanical properties (strength, ductility, lack of tendency to crack formation). Moreover, a copper layer 0.10-0.15 mm thick is also deposited or sprayed onto the contact surface of the cathode rod. For better current distribution in the contact, a bevel and a longitudinal section are made on the plate to ensure a tight connection at lower contact pressures .. At the opposite end of the run-down, which is attached to the cathode bus, an aluminum boss is preliminarily welded for high-quality welding under production conditions.

Общими признаками данного предложения и прототипа являются следующие признаки. Наличие гибкого алюминиевого катодного спуска и разъемного соединения со стальным катодным стержнем.Common features of this proposal and the prototype are the following features. The presence of a flexible aluminum cathode descent and detachable connection with a steel cathode rod.

Отличие заключается в том, что в разъемном соединении пластина выполнена из алюминиевого сплава, например, из силумина или сплава AD -31, на поверхность которой напылен или нанесен слой меди толщиной 0,25-0,50 мм. Пластина из алюминиевого сплава выполнена со скосом и продольным разрезом для обеспечения плотного контакта и равномерного распределения плотности тока на границе раздела.The difference is that in the detachable connection, the plate is made of aluminum alloy, for example, of silumin or alloy AD -31, on the surface of which a layer of copper with a thickness of 0.25-0.50 mm is sprayed or applied. The aluminum alloy plate is made with a bevel and a longitudinal section to ensure tight contact and uniform distribution of current density at the interface.

Другое отличие заключается в том, что к концу спуска, который крепится к катодной шине, заранее приваривают алюминиевую бобышку, а на конец стального катодного стержня напылен или нанесен слой меди толщиной 0,100,15 мм и для предотвращения появления окисной пленки на медных поверхностях наносят специальную консервирующую токопроводящую смазку.Another difference is that at the end of the runoff, which is attached to the cathode bus, an aluminum boss is pre-welded, and a layer of copper with a thickness of 0.100.15 mm is sprayed or applied to the end of the steel cathode rod and a special preservative is applied to prevent the appearance of an oxide film on copper surfaces conductive grease.

Таким образом, данное предложение отвечает критерию полезной модели «новизна. Принято решение для промышленного испытания на Братском алюминиевом заводе данного предложения.Thus, this proposal meets the criterion of the utility model “novelty. A decision was made for industrial testing at the Bratsk aluminum plant of this proposal.

На рис. 1 показан вид спереди, а на рис. 2 вид сверху гибкого соединения алюминиевого спуска со стальным катодным стержнем.In fig. 1 shows a front view, and in fig. 2 is a top view of a flexible joint of aluminum descent with a steel cathode rod.

ниевую «бобышку 3. К другому концу гибкого алюминиевого спуска 1 приварены аргонодуговой сваркой пластины 4 из алюминиевого сплава (например, сплава AD 31), выполненные со скосом и продольным разрезом до 2/3 ее длины и двумя отверстиями для крепления к стальному катодному стержню 5. На контактные поверхности пластин 4 напылен или нанесен сваркой взрывом слой меди 6 толщиной 0,25-0,50 мм. На контактные поверхности стального катодного стержня 5 нанесен напылением или сваркой взрывом слой меди 7 толщиной 0,10-0,15 мм. Крепление пластин 4 к катодному стержню 5 осуществляют с помощью шпилек 8, гаек 9, тарельчатых пружин 10 и стальных пластин 11.nye "boss 3. To the other end of the flexible aluminum descent 1 are welded by argon-arc welding plates 4 of aluminum alloy (for example, alloy AD 31), made with a bevel and a longitudinal section of up to 2/3 of its length and two holes for attachment to a steel cathode rod 5 On the contact surfaces of the plates 4, a layer of copper 6 with a thickness of 0.25-0.50 mm was sprayed or applied by explosion welding. A copper layer 7 of a thickness of 0.10-0.15 mm is deposited by sputtering or explosion welding on the contact surfaces of the steel cathode rod 5. The fastening of the plates 4 to the cathode rod 5 is carried out using studs 8, nuts 9, disk springs 10 and steel plates 11.

Таким образом, пластины 4 образуют со стальным катодным стержнем 5 контактную пару медь-медь. Нанесение слоя меди 6 на пластину 4 менее 0,250,50 мм не обеспечивается надежный контакт, а более -не целесообразно из-за не обоснованного расхода дорогостоящих материалов. Разница в толщине нанесения или напыления слоя меди на поверхность пластины 4 и катодного стержня 5 объясняется тем, что разъемное соединение служит для использования нескольких компаний, а стальной катодный стержень однократного применения.Thus, the plates 4 form a copper-copper contact pair with a steel cathode rod 5. Applying a layer of copper 6 on the plate 4 of less than 0.250.50 mm does not provide reliable contact, and more is not advisable due to the unreasonable consumption of expensive materials. The difference in the thickness of the deposition or deposition of a copper layer on the surface of the plate 4 and the cathode rod 5 is explained by the fact that the detachable connection is used for several companies, and the steel cathode rod is for single use.

Соединение работает следующим образом. Неред выполнением монтажных работ под электрический контакт с катодным спуском 1 на контактные поверхности стального катодного стержня 5 после обработки и сверловки наносят слой меди 7 толщиной 0,10-0,15 мм сваркой взрывом или напылением с использованием установки DHMET-402. Нанесение медного слоя 6 на пластину 4 из алюминиевого сплава также производят напылением с использованием установки или сваркой взрывом.The connection works as follows. Before performing installation work under electrical contact with the cathode descent 1, a copper layer 7 of a thickness of 0.10-0.15 mm by explosion or spray welding using a DHMET-402 installation is applied to the contact surfaces of the steel cathode rod 5 after processing and drilling. The application of the copper layer 6 on the plate 4 of aluminum alloy is also produced by spraying using the installation or welding by explosion.

Нриварку катодных спусков 1 к катодной ошиновке 2 производят аргонодуговой сваркой с использованием специального высокочастотного преобразователя. Для этой цели заранее и приваривают к катодному спуску 1 алюминиевую бобыш«у 3. Так как свариваемые материалы являются однородными данное сварное соединение обладает низким электрическим сопротивлением и высокими механическими свойствами (прочность, пластичность, отсутствие склонности к трещинообразованию).Nodding of the cathode slopes 1 to the cathode busbar 2 is performed by argon-arc welding using a special high-frequency converter. For this purpose, 1 aluminum rod “at 3” is welded in advance to the cathodic descent. Since the materials to be welded are homogeneous, this welded joint has low electrical resistance and high mechanical properties (strength, ductility, lack of tendency to crack formation).

Полученное соединение гибких алюминиевых лент 1 с пластиной из алюминиевого снлава 4 обеспечивает надежное контактное соединение.The resulting connection of flexible aluminum strips 1 with a plate of aluminum alloy 4 provides a reliable contact connection.

Монтаж катодного спуска на электролизер производится в следующим порядке. Контактная поверхность пластины 9 с медью 6 смазывается специальной токопроводящей смаской, типа ВНИИНП, ЦИАТИМ, ВАЗЕЛИН. Катодный спуск 1 монтируют на стальной обработанный катодный стержень 5 и закрепляют кремежным элементом, состоящим например, из пары гайка 9 шпилька 8,а также тарельчатой пружины 10 и стальных пластин 11.The cathodic descent is mounted on the electrolyzer in the following order. The contact surface of the plate 9 with copper 6 is lubricated with a special conductive grease, such as VNIINP, TsIATIM, VAZELIN. The cathode descent 1 is mounted on a steel-treated cathode rod 5 and secured with a casing element, for example, consisting of a pair of nut 9, pin 8, as well as a Belleville spring 10 and steel plates 11.

Таким образом предложенное соединение является пригодным для многоразового использования и позволяет снизить материальные и трудовые затраты на обслуживание электролизера. Инженер-патентовед Thus, the proposed compound is suitable for reusable use and can reduce material and labor costs for maintenance of the cell. Patent Engineer

ъ f /. / .Н. Грязноваъ f /. / .N. Gryaznova

Claims

1. The connection of the bus with the cathode rod of an aluminum electrolyzer, containing a conductive descent, made in the form of a set of flexible aluminum tapes, one end connected to the bus, and the other detachable connection to the steel cathode rod, characterized in that the flexible aluminum cathode descent is rigidly connected to the cathode bus through an aluminum "boss", and with a steel cathode rod, an aluminum alloy plate with a 0.25-0.50 mm thickness deposited on the contact surface of the copper layer, made with bevel and longitudinal p zrezom middle.

2. The compound according to claim 1, characterized in that a layer of copper with a thickness of 0.10-0.15 mm is deposited or sprayed on the cathode steel rod.