| Пріоритети: | Винахід відноситься до кольорової металургії і може бути використане в електролізер для отримання алюмінію електролітичним способом. Технічним результатом винаходу є поліпшення якості анода і техніко-економічних показників електролізера з анодом, що самопалюється. Кожух містить обичайку у вигляді короба без дна з прямокутним перетином і поперечні балки і забезпечений верхнім і нижнім поясами жорсткості, закріпленими у верхній частині обичайки вздовж її сторін і з'єднаними між собою металевим листом, і додатковим поясом жорсткості, розташованим у середній частині обичайки. Ширина верхнього пояса жорсткості більша за ширину нижнього. Співвідношення ширини поясів жорсткості верхнього до нижнього по подовжнім сторонам обичайки становить 1,0-3,0. Додатковий пояс жорсткості примикає до нижнього пояса жорсткості або розташований на відстані до 100 мм від пояса жорсткості і від обичайки. Поперечні балки виконані з уступами на кінцях і встановлені на верхній пояс жорсткості, причому висота уступів поперечних балок становить від 15 до 50% від висоти балки в її середній частині. 3 з.п. ф-ли, 1 іл.
Малюнки до патенту Україна 2240382
Винахід відноситься до кольорової металургії і може бути використане в електролізер для отримання алюмінію електролітичним способом.
Відомий анодний кожух електролізера з самопальним анодом і верхнім струмопідведеннямтипу С-8БМ, що містить обичайку, П-подібні контрфорси, врізані у верхню частину обичайки по висоті поперечної балки контрфорсу, пояс жорсткості по поздовжнім сторонам на рівні нижньої кромки балки контрфорсу та поясок газозбірника в нижній частині [1, 2].
Найбільш близьким по технічній сутності є анодний кожух алюмінієвого електролізера, що містить обичайку у вигляді короба без дна з прямокутним перетином і поперечні контрфорси, що складаються зі з'єднаних зі стінками кожуха елементів жорсткості і поперечних балок, встановлених щодо нижньої кромки кожуха9 на відстані 0 стінок [3].
Недоліки зазначеного анодного кожуха: підвищена деформація стінок анодної обічайки в процесі експлуатації, що веде до зниження якості анода, та зниження величини перетяжки анодної рами через винесення контрфорсів з аноду. Внаслідок цього знижуються техніко-економічні показники електролізера.
На кожух анодний діють постійні навантаження: маса анода, гідравлічний тиск рідкої фази. У процесі експлуатації виникають періодичні навантаження, пов'язані з обслуговуванням бічних частин анода та перетяжкою рами. Під впливом цих навантажень, і навіть теплового впливу, анодний кожух деформується як і вертикальної площині - прогин, і у горизонтальній - бочкообразность кожуха. При прогинанні поздовжніх стін збільшується ймовірність утворення поперечних тріщин в аноді, анод частково "оголюється" - збільшується поверхня окислення. При горизонтальній деформації, величина якої найбільша у нижній частині обічайки, збільшується ймовірність прориву пека при підсмикуванні кожуха та розгерметизації електролізера. І, як наслідок цього, збільшується витрата анодної маси, виникають інтенсивне ціноутворення тапорушення нормального перебігу електролізера.
Анодний кожух в електролізер займає середнє положення між катодом і анодною рамою. Прив'язка катода та анодної рами до будівельних конструкцій унеможливлює зміну висоти анодного кожуха без погіршення експлуатаційних характеристик. Винесення контрфорсів із анода, тобто. установка на обичайку, веде до зменшення відстані між контрфорсом та анодною рамою. Це може стати причиною зменшення величини перетяжки анодної рами, так як балка для перетяжки встановлюється на контрфорси, розмір від поверхні анода до затискачів балки збільшується, в результаті чого затискач не може охопити головку штиря, що знаходиться нижче. Виникає необхідність зменшення висоти перетяжки.
Перераховані недоліки, що знижують якість анода та техніко-економічні показники електролізера, були виявлені під час випробування подібних кожухів на Красноярському алюмінієвому заводі.
Для вирішення поставленої задачі відомий анодний кожух електролізера для виробництва алюмінію, що містить обичайку у вигляді короба без дна з прямокутним перерізом і поперечні балки, згідно з пропонованим винаходом забезпечений верхнім і нижнім поясами жорсткості, закріпленими у верхній частині обичайки вздовж її сторін і з'єднаними між собою металевим листом , причому ширина верхнього пояса жорсткості більша за ширину нижнього, а також додатковим поясом жорсткості, розташованим у середній частині обичайки.
Пропоновану конструкцію доповнюють окремі відмітні ознаки, спрямовані на вирішення поставленої задачі.
Співвідношення ширини поясів жорсткості верхнього до нижнього по подовжнім сторонам обичайки становить 1,0-3,0.
Додатковий пояс жорсткості примикає до нижнього пояса жорсткості або розташований на відстані до 100 мм.нижнього пояса жорсткості та від обичайки.
Поперечні балки виконані з уступами на кінцях і встановлені на верхній пояс жорсткості, причому висота уступів поперечних балок становить від 15 до 50% від висоти балки в її середній частині.
Заміна контрфорсів поперечними балками з уступами на кінцях висотою від 15 до 50% висоти балки в середній її частині та встановлення їх на верхній пояс жорсткості під пристосування для перетяжки анодної рами, дозволяє здійснити винесення поперечних балок з тіла анода з установкою на верхній пояс жорсткості без зниження розміру перетяжки.
Виконання верхнього пояса жорсткості шириною більше в 1,0-3,0 рази щодо нижнього, а також встановлення додаткового пояса жорсткості в середній частині обічайки, що збільшують несучу здатність та жорсткість стінок анодного кожуха без зменшення зони обслуговування електролізера. Внаслідок цього знижується деформація анодного кожуха.
На кресленні зображено поперечний розріз анодного кожуха.
Анодний кожух електролізера для отримання алюмінію складається з обичайки 1, поясів жорсткості верхнього 2 і нижнього 3, похилої стінки 4 поперечних балок 5 додаткового пояса жорсткості 6 пояска газозбірника 7 і ребер 8. Обичайка 1 виконана з листового матеріалу і являє собою короб дна, що має у перерізі прямокутник. До неї, вздовж сторін, кріплять пояси жорсткості верхній 2 і нижній 3. Ширина верхнього пояса жорсткості 2 більше ширини нижнього 3 в 1,0-3,0 рази. Виконання співвідношення менш ніж у 1,0 рази малоефективно, так як збільшення несучої здатності та жорсткості посилення при цьому незначно, а при збільшенні співвідношення більш ніж утричі зменшується зона обслуговування електролізера та збільшується витрата матеріалу на виготовлення кожуха. До поясів жорсткості 2, 3 кріплять похилустінку 4. До нижнього пояса жорсткості 3 і до обичайки 1 кріплять додатковий пояс жорсткості 6, який, у свою чергу, з'єднують з пояском газозбірника 7 ребрами 8. Додатковий пояс жорсткості 6 може відстояти як від жорсткості поясу 3, так і від обичайки 1 на відстані до 100 мм і бути встановленим на ребра жорсткості 8. При більшій відстані від обічайки перетин посилення має бути зменшено, щоб забезпечити доступ обробної техніки, що спричинить зниження несучої здатності додаткового посилення.
На верхній пояс жорсткості 2 встановлюють поперечні балки 5, які виконують з уступами з обох кінців під балку для перетяжки анодної рами. Висота уступів від 15 до 50% висоти балки у середній її частині. Зменшення висоти балки в зоні майданчиків менш ніж на 15% від висоти її в середній частині не виключає висоти перетяжки, а зменшення на величину, що перевищує 50%, веде до зниження міцності балки.
Збільшення несучої здатності та жорсткості стінок кожуха дозволяє винести поперечні балки, виконані з уступами, з тіла анода без зменшення величини перетяжки анода, знижує деформацію анода. Зменшення деформації дозволяє отримати більш якісний анод за рахунок зменшення окислення бічної поверхні, пригоряння до кожуха через протікання сполучного, зменшення утворення в ньому тріщин і зменшення витрати анодної маси. Це, у свою чергу, дозволяє знизити величину негативного впливу анода на технологічний процес та покращити техніко-економічні показники електролізера.
Кожух анодний даної конструкції знаходиться на стадії випробування на ВАТ "КрАЗ" (Красноярський алюмінієвий завод).
1. Довідник механіка кольорової металургії. М: Металургія, 1981, стор 399-402.
2. Чорт. Вами 70668. Кожух анодний.
3. ПатентУкраїна 2078855, кл. З 25 З 3/12, БІ №13, 1997.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Кожух анодний електролізера для виробництва алюмінію, що містить обичайку у вигляді короба без дна з прямокутним перерізом і поперечні балки, який відрізняється тим, що він забезпечений верхнім і нижнім поясами жорсткості, закріпленими у верхній частині обичайки вздовж її сторін і з'єднаними між собою металевим листом, причому ширина верхнього пояса жорсткості більша за ширину нижнього, і додатковим поясом жорсткості, розташованим в середній частині обічайки.
2. Кожух по п.1, який відрізняється тим, що співвідношення ширини поясів жорсткості верхнього до нижнього по подовжнім сторонам обичайки становить 1,0-3,0.
3. Кожух по п.1, який відрізняється тим, що додатковий пояс жорсткості примикає до нижнього пояса жорсткості або розташований на відстані до 100 мм від пояса жорсткості жорсткості і від обичайки.
4. Кожух по п.1, який відрізняється тим, що поперечні балки виконані з уступами на кінцях і встановлені на верхній пояс жорсткості, причому висота уступів поперечних балок становить від 15 до 50% від висоти балки в середній частині.