RU2303661C2

RU2303661C2 - Sealing member of anode tie rod of aluminum cell

Info

Publication number: RU2303661C2
Application number: RU2005131164/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Геннадьевич Бурцев (RU); Алексей Геннадьевич Бурцев; Петр Николаевич Вабищевич (RU); Петр Николаевич Вабищевич; Александр Олегович Гусев (RU); Александр Олегович Гусев; Александр Владимирович Попов (RU); Александр Владимирович Попов; Анатолий Павлович Спиридонов (RU); Анатолий Павлович Спиридонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Русская инжиниринговая компания"
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-07-27

Abstract

FIELD: production of aluminum by electrolysis of melt salts in all types of aluminum cells provided with shelters for trapping gases evolved at electrolysis process.

SUBSTANCE: sealing member of anode tie rod of aluminum cell equipped with gas collecting shelter having horizontal platform with ports for mounting anode tie rods includes holding plates for surrounding the whole perimeter of anode tie rod or part of it. Flexible sealing member is arranged between plates along their contour or a part of it. Holding plates are mounted in horizontal platform and they are made of two parts. At least one part of plate is mounted with possibility of rotation in vertical plane, or its two parts are mounted with possibility of rotation in vertical plane in opposite directions. Flexible sealing member may be made of laminate textile material with horizontal arrangement of its layers or bundle of elastic metallic and (or) non-metallic wires.

EFFECT: improved fluid tightness of shelter, enhanced safety of works for changing anode.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к производству алюминия электролизом расплавленных солей в электролизерах всех типов, оснащенных укрытиями для улавливания газов, выделяющихся в процессе электролиза.The invention relates to the production of aluminum by electrolysis of molten salts in electrolyzers of all types equipped with shelters for trapping gases released during the electrolysis.

Известно укрытие электролизера для получения алюминия (SU, авторское свидетельство №1388463, С25С 3/22, 1988), содержащее горизонтальные площадки с проемами для прохода анодных штанг, расположенные в верхней части, съемные створки, расположенные с боков и опирающееся верхними сторонами на горизонтальные площадки, снабженное замкнутыми полыми элементами, расположенными по периметру проемов в горизонтальных площадках и по периметру съемных створок, выполненными с отверстиями, расположенными на стенках, обращенных к анодным штангам и соседним створкам, патрубками, соединяющими элементы горизонтальных площадок и съемных створок. Герметизация укрытия основана на создании воздушных уплотнений в зазорах. Воздушные уплотнения создаются за счет непрерывной подачи воздуха в места стыков боковых граней наклонных створок друг с другом и в проемы горизонтальных площадок, предназначенных для пропуска анодных штанг.Known shelter of the electrolytic cell for producing aluminum (SU, copyright certificate No. 1388463, С25С 3/22, 1988), containing horizontal platforms with openings for the passage of anode rods located in the upper part, removable leaves located on the sides and resting on the upper sides on horizontal platforms equipped with closed hollow elements located around the perimeter of openings in horizontal platforms and around the perimeter of removable flaps, made with holes located on the walls facing the anode rods and adjacent barrels Orcs, pipes connecting elements of horizontal platforms and removable wings. Sealing the shelter is based on the creation of air seals in the gaps. Air seals are created due to the continuous supply of air to the joints of the side faces of the inclined leaves with each other and to the openings of horizontal platforms designed to pass the anode rods.

Недостатком изобретения является то, что для создания герметичного укрытия необходимо осуществить установку специальных вентиляторов и прокладку воздушных магистралей в вышеперечисленных местах. Кроме того, необходимо обеспечить постоянную подачу воздуха в укрытие электролизера. Это все приводит к увеличению себестоимости полученного алюминия.The disadvantage of the invention is that to create an airtight shelter, it is necessary to install special fans and lay air lines in the above places. In addition, it is necessary to ensure a constant supply of air into the shelter of the cell. This all leads to an increase in the cost of aluminum obtained.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является уплотнение анодных штанг, выполненное на укрытии алюминиевого электролизера, содержащем горизонтальные площадки на газосборном колоколе с проемами для монтажа анодных штанг, и прикрепленными по периметру проема или его части прижимными пластинами с гибким уплотняющим элементом, предназначенными для перекрытия всего зазора или его части, между внутренней поверхностью проема и анодной штангой (WO 2004/035872, А1). Это способствует эффективному улавливанию газов, особенно в межоперационный период работы электролизера.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is the sealing of the anode rods, made on the shelter of an aluminum electrolyzer containing horizontal platforms on the gas collecting bell with openings for mounting the anode rods, and pressure plates with a flexible sealing element designed around the perimeter of the opening or part thereof to cover the entire gap or part thereof, between the inner surface of the opening and the anode rod (WO 2004/035872, A1). This contributes to the efficient capture of gases, especially during the interoperational period of operation of the cell.

Недостатками уплотнителя является то, что прижимная пластина с гибким уплотняющим элементом довольно плотно примыкает к анодной штанге, и при замене анода возникают трудности в установке анодной штанги в проем горизонтальной площадки, оборудованной данным уплотнением, в результате чего происходит повреждение гибкого уплотняющего элемента. Также следует отметить трудоемкость изготовления данного вида уплотнения.The disadvantages of the seal are that the pressure plate with a flexible sealing element is quite tightly adjacent to the anode rod, and when replacing the anode, it becomes difficult to install the anode rod in the opening of a horizontal platform equipped with this seal, resulting in damage to the flexible sealing element. It should also be noted the complexity of manufacturing this type of seal.

Задача изобретения - повышение герметичности укрытия, улучшение условий труда на рабочей площадке и обеспечение беспрепятственной установки анодной штанги в проем горизонтальной площадки, оборудованной уплотнением, при замене анода.The objective of the invention is to increase the tightness of the shelter, improve working conditions at the work site and ensure unhindered installation of the anode rod in the opening of a horizontal platform equipped with a seal when replacing the anode.

Поставленная задача решается тем, что в конструкции уплотнителя анодной штанги электролизера для производства алюминия, оборудованного газосборным укрытием с горизонтальной площадкой с проемами для монтажа анодных штанг, включающем прижимные пластины для окружения всего периметра анодной штанги или ее части, снабженные расположенным между ними по их контуру или его части гибким уплотняющим элементом для перекрытия всего зазора или его части между внутренней поверхностью проема и анодной штангой, согласно заявляемому изобретению прижимные пластины установлены на горизонтальной площадке и выполнены из двух частей, по меньшей мере, одна из которых имеет возможность поворота в вертикальной плоскости.The problem is solved in that in the design of the sealant of the anode rod of the electrolyzer for aluminum production, equipped with a gas-collecting shelter with a horizontal platform with openings for mounting anode rods, including pressure plates to surround the entire perimeter of the anode rod or its parts, equipped with a circuit located between them or its parts with a flexible sealing element for covering the entire gap or its part between the inner surface of the opening and the anode rod, according to the claimed invention olive with a plate mounted on the horizontal surface and formed in two parts, at least one of which is pivotable in a vertical plane.

Изобретение дополняют частные отличительные признаки, направленные также на решение поставленной задачи.The invention is complemented by private distinguishing features, also aimed at solving the problem.

Две части прижимных пластин имеют возможность поворота в вертикальной плоскости в противоположных направлениях.Two parts of the pressure plates have the ability to rotate in a vertical plane in opposite directions.

Гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде многослойного текстильного материала с горизонтальным расположением слоев.The flexible sealing element is made in the form of a multilayer textile material with a horizontal arrangement of layers.

Гибкий уплотняющий элемент выполнен в виде пучка упругих металлических и/или неметаллических проволочек.The flexible sealing element is made in the form of a bundle of elastic metal and / or non-metallic wires.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что делает возможным сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow to identify in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which makes it possible to conclude that the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где:The invention is illustrated graphic material, where:

на фиг.1 изображен общий вид укрытия электролизера для производства алюминия; на фиг.2 - уплотнитель анодной штанги в открытом состоянии; на фиг.3 - уплотнитель в рабочем состоянии; на фиг.4 - разрез уплотнителя анодной штанги.figure 1 shows a General view of the shelter of the electrolyzer for the production of aluminum; figure 2 - seal anode rod in the open state; figure 3 - seal in working condition; figure 4 is a section of the seal of the anode rod.

Конструкция уплотнителя анодной штанги на укрытии алюминиевого электролизера включает балку-коллектор 1 с горизонтальной площадкой 2, снабженной проемами 3, предназначенными для монтажа анодных штанг 4, закрепляемых на анодной шине 5 посредством зажимов 6, наклонные створки 7, закрывающие рабочие проемы на продольных сторонах электролизерах, уплотнитель 8 зазора анодной штанги 4. В горизонтальной площадке 2, являющейся элементом жесткости балки-коллектора 1 и дополнительно служащей верхним элементом укрытия рабочего пространства электролизера, расположены квадратные или прямоугольные проемы 3, предназначенные для пропуска анодных штанг анодов 4. Размеры проемов 3 несколько больше сечения штанги 4 для предотвращения замыкания анодной штанги 4 с горизонтальной площадкой 2 балки-коллектора 1, а также для облегчения установки анодной штанги 4 в проем 3 при замене анода. Таким образом, между поверхностью анодной штанги 4 и внутренними гранями проема 3 образуются зазоры, через которые идет подсос воздуха в укрытие алюминиевого электролизера. Уплотнитель 8 анодной штанги 4 предназначен для герметизации зазора вокруг анодной штанги 4 в местах ее прохождения через горизонтальную площадку 2 балки-коллектора 1.The design of the anode rod seal at the shelter of the aluminum electrolyzer includes a collector beam 1 with a horizontal platform 2 provided with openings 3 for mounting the anode rods 4, fixed to the anode bus 5 by means of clamps 6, inclined flaps 7 that cover the working openings on the longitudinal sides of the electrolyzers, seal 8 of the gap of the anode rod 4. In a horizontal platform 2, which is an element of rigidity of the beam-collector 1 and additionally serves as the upper element of the shelter of the working space Ysera, square or rectangular openings 3 are located, designed to pass the anode rods of the anodes 4. The dimensions of the openings 3 are slightly larger than the cross section of the rod 4 to prevent short circuiting of the anode rod 4 with the horizontal platform 2 of the collector beam 1, and also to facilitate the installation of the anode rod 4 in the opening 3 when replacing the anode. Thus, between the surface of the anode rod 4 and the inner faces of the opening 3, gaps are formed through which air is sucked into the shelter of the aluminum electrolysis cell. The sealant 8 of the anode rod 4 is designed to seal the gap around the anode rod 4 in the places of its passage through the horizontal platform 2 of the beam-collector 1.

Уплотнитель 8 конструктивно выполнен из двух подвижных частей 9, каждая из которых содержит верхнюю 10 и нижнюю 11 прижимные пластины. Между прижимными пластинами уложен в один или несколько слоев гибкий уплотняющий элемент 12 (например, из стеклоткани или термостойкой ткани ARMATEX или из пучка упругих металлических или неметаллических щетинок (например, нержавеющей стали)). Прижимные пластины 10, 11 и гибкий уплотняющий элемент 12 плотно стянуты между собой несколькими винтами 13. Крепление подвижных частей 9 на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 осуществляется с помощью проушин 14 и 15, из которых проушины 14 приварены к коллектору, а проушины 15 - к верхним пластинам подвижных частей 9. Проушины 14, 15 соединены между собой с помощью осей 16, шайб 17 и шплинтов 18.The seal 8 is structurally made of two moving parts 9, each of which contains the upper 10 and lower 11 pressure plates. A flexible sealing element 12 (for example, of fiberglass or heat-resistant ARMATEX fabric or of a bundle of elastic metal or non-metallic bristles (for example, stainless steel)) is laid in one or more layers between the pressure plates. The pressure plates 10, 11 and the flexible sealing element 12 are tightly tightened together by several screws 13. The fastening of the moving parts 9 on the horizontal platform 2 of the beam-collector 1 is carried out using eyes 14 and 15, of which the eyes 14 are welded to the collector, and the eyes 15 to the upper plates of the moving parts 9. The eyes 14, 15 are interconnected by axles 16, washers 17 and cotter pins 18.

Таким образом, каждая из подвижных частей 9 установлена на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг осей 16, в противоположных направлениях относительно проема 3. В частном случае выполнения изобретения одна из подвижных частей 9 жестко закрепляется на горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1, например, при помощи сварки (не показано).Thus, each of the moving parts 9 is mounted on a horizontal platform 2 of the beam-collector 1 with the possibility of rotation in a vertical plane around the axes 16, in opposite directions relative to the opening 3. In the particular case of the invention, one of the moving parts 9 is rigidly fixed on a horizontal platform 2 beam-collector 1, for example, by welding (not shown).

При сборке горизонтальные слои гибкого уплотняющего элемента 12 укладывают и закрепляют так, чтобы их выступание за пределы верхней 10 и нижней 11 прижимных пластин позволяло в любом случае перекрыть зазор величиной 10-12 мм, имеющийся между проемом 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1 и поверхностями анодной штанги 4.When assembling, the horizontal layers of the flexible sealing element 12 are laid and fixed so that their protrusion beyond the upper 10 and lower 11 pressure plates allows in any case to cover the gap of 10-12 mm, available between the opening 3 in the horizontal platform 2 of the collector beam 1 and surfaces of the anode rod 4.

Для этого выступание должно составлять примерно 0,08-0,2 ширины проема 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1. Так, если проем 3 составляет 160 мм, то выступание гибкого уплотняющего элемента 12 в обеих подвижных частях 9 должно находиться в пределах 15-30 мм. Это позволит перекрывать зазоры при любых смещениях анодной штанги 4 относительно оси проема выреза 3 в горизонтальной площадке 2 балки-коллектора 1.For this, the protrusion should be approximately 0.08-0.2 of the width of the opening 3 in the horizontal platform 2 of the beam-collector 1. So, if the opening 3 is 160 mm, then the protrusion of the flexible sealing element 12 in both moving parts 9 should be within 15 -30 mm. This will allow you to overlap the gaps at any displacements of the anode rod 4 relative to the axis of the opening of the cutout 3 in a horizontal area 2 of the beam-collector 1.

Если ширина проема 3 больше, в случае применения анодной штанги 4 больших размеров, то и величины выступания будут больше.If the width of the opening 3 is greater, in the case of the use of the anode rod 4 of large sizes, then the protrusion will be larger.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед заменой анода обе подвижные части 9 уплотнителя 8 поворачиваются в вертикальной плоскости в противоположных направлениях относительно проема 3, позволяя беспрепятственно произвести выемку анодной штанги 4 из проема 3 горизонтальной площадки 2 и исключить повреждение гибкого уплотняющего элемента 12.Before replacing the anode, both movable parts 9 of the seal 8 are rotated in a vertical plane in opposite directions relative to the opening 3, allowing to freely remove the anode rod 4 from the opening 3 of the horizontal platform 2 and to prevent damage to the flexible sealing element 12.

После установки нового анода подвижные части 9 уплотнителя 8 возвращают в горизонтальное положение, при этом гибкие уплотняющие элементы 12 подвижных частей 9 при встрече с боковыми поверхностями анодной штанги 4 подгибаются и плотно закрывают зазор вокруг анодной штанги 4, обхватывая анодную штангу. При открывании подвижных частей 9 слои гибких уплотняющих элементов 11 возвращаются в горизонтальное положение за счет собственной упругости многих слоев.After installing a new anode, the moving parts 9 of the seal 8 are returned to a horizontal position, while the flexible sealing elements 12 of the moving parts 9 are bent when they meet the lateral surfaces of the anode rod 4 and tightly close the gap around the anode rod 4, grasping the anode rod. When opening the moving parts 9, the layers of flexible sealing elements 11 return to the horizontal position due to the intrinsic elasticity of many layers.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет в любом случае загерметизировать укрытие электролизера вокруг анодных штанг и исключить выбросы газов наружу, в зону обслуживания электролизера на горизонтальной площадке балки-коллектора.Thus, the proposed design allows in any case to seal the electrolyzer cover around the anode rods and exclude gas emissions to the outside, into the cell service area on the horizontal platform of the collector beam.

Использование данного уплотнителя позволит повысить герметичность укрытия и безопасность проведения работ при замене анода.The use of this seal will increase the tightness of the shelter and the safety of work when replacing the anode.

Claims

1. Sealant of the anode rod of the electrolyzer for the production of aluminum, equipped with a gas-collecting shelter with a horizontal platform with openings for mounting anode rods, including pressure plates to surround the entire perimeter of the anode rod or its parts, equipped with a flexible sealing element located between them along its circuit or part thereof overlapping the entire gap or part thereof between the inner surface of the opening and the anode rod, characterized in that the pressure plates are installed on a horizontal platform and made of two parts, at least one of which can be rotated in a vertical plane.

2. The seal according to claim 1, characterized in that the two parts of the pressure plates have the ability to rotate in a vertical plane in opposite directions.

3. The sealant according to claim 1, characterized in that the flexible sealing element is made in the form of a multilayer textile material with a horizontal arrangement of layers.

4. The sealant according to claim 1, characterized in that the flexible sealing element is made in the form of a bundle of elastic metal and / or non-metallic wires.