способ сборки токоподвода для электролизеров алюминия

Формула изобретения

Способ сборки токоподвода для электролизеров алюминия, включающий изготовление промежуточной пластины и последующее присоединение ее к стальной и алюминиевой частям конструкции, отличающийся тем, что в качестве промежуточной пластины используют графитовую прокладку толщиной 0,3-1 мм, которую укладывают между предварительно очищенными от окисных пленок и залуженными поверхностями стальной и алюминиевой части конструкции и зажимают между ними посредством механических стяжек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для обеспечения работы электролизеров по производству алюминия.

Известен способ сборки токоподвода для алюминиевых электролизеров, включающий соединение стальной и алюминиевой частей при помощи электросварки [2].

Однако при использовании данного способа на границе соединения стали и алюминия образуется хрупкая фаза типа Fe_nAl_m, что вызывает высокое электросопротивление на стыке сталь-алюминий.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ сборки токоподвода, при котором отдельно изготавливают сваркой взрывом биметалл сталь-алюминий, а затем с помощью электросварки присоединяют этот биметалл к стальной и алюминиевой частям токоподвода [1].

Однако при использовании данного способа на поверхности контакта стали и алюминия также образуются хрупкие фазы с высоким удельным сопротивлением и, как следствие, снижается электропроводимость, возрастают потери электроэнергии на нагрев материала, кроме того, снижается эксплуатационная долговечность узла и требуются дополнительные трудозатраты при монтаже и демонтаже сборного узла токоподвода.

Основная задача изобретения заключается в снижении потерь электроэнергии и уменьшении трудозатрат при монтаже и демонтаже сборочного узла.

Для достижения поставленной задачи заявляемый способ сборки токоподвода содержит следующую совокупность существенных признаков: изготовление промежуточной пластины и последующее ее присоединение к стальной и алюминиевой частям конструкции, причем в качестве промежуточной пластины используют графитовую прокладку толщиной 0,3 - 1 мм, которую укладывают между предварительно очищенными от окисных пленок и залуженными поверхностями стальной и алюминиевой части конструкции и зажимают между ними посредством механических стяжек.

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеются следующие отличительные признаки: в качестве промежуточной пластины используют графитовую прокладку толщиной 0,3 - 1 мм, которую укладывают между предварительно очищенными от окислов и залуженными поверхностями стальной и алюминиевой части конструкции, что дает возможность значительно снизить удельное электросопротивление на контакте сталь-алюминий, а следовательно уменьшить потери электроэнергии на нагрев материала; графитовую прокладку зажимают между стальной и алюминиевой частями конструкции посредством механических стяжек, что позволяет упростить операции сборки-разборки узла токоподвода, а значит уменьшить трудозатраты при его монтаже и демонтаже.

Выбор граничных значений обусловлен тем, что если толщина графитовой прокладки составит меньше 0,3 мм, будет наблюдаться значительное повышение электросопротивления на контакте сталь-алюминий. При увеличении толщины прокладки более 1 мм, помимо роста электросопротивления в месте соединения стали с алюминием, нужно учитывать повышенный расход графитового материала.

На чертеже схематично показан сборный узел токоподвода, в котором алюминиевая часть 1 с предварительно очищенной и залуженной поверхностью 2 взаимосвязана через графитовую прокладку 3 со стальной частью 4, также имеющей предварительно очищенную и залуженную поверхность 5, посредством механических стяжек 6.

Согласно формуле изобретения заявляемого способа процесс сборки токоподвода для электролизеров алюминия целесообразно осуществлять следующим образом: поверхности алюминиевой 1 и стальной 4 части токоподвода очищают от окисных пленок, используя сплав на основе галлия, и залуживают, например, оловянно-цинковым припоем. Затем между залуженными поверхностями 2 и 5 помещают графитовую вату или войлок 3 и стягивают обе части посредством механических стяжек 6. Причем толщина полученной графитовой прокладки должна составлять 0,3 - 1 мм.

В таблице приведены результаты замеров падения напряжения на контакте алюминий-сталь для токоподвода-прототипа и токоподвода, собранного по заявляемому способу.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа для сборки токоподвода алюминиевого электролизера позволяет понизить падение напряжения на контакте сталь-алюминий в 2 раза. Кроме того, применение механических стяжек для соединения двух частей токоподвода дает возможность уменьшить трудозатраты в 2,5 - 3 раза.