анодное устройство электролизера с обожженными анодами

Формула изобретения

Анодное устройство электролизера с обожженными анодами, включающее балку-коллектор, анодную ошиновку с установленными на ней с определенным шагом анодами, механизм перемещения ошиновки с электромеханическим приводом и домкратами, отличающееся тем, что расстояние между осями домкратов в продольном направлении кратно шагу установки анодов, а расстояние между поперечными осями электромеханического привода и близлежащих домкратов составляет 1-3 этого шага и они соединены между собой с помощью дополнительных валиков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом в криолит-глиноземных расплавах.

Известно, что в процессе электролиза различные технологические операции связаны с подъемом или опусканием анодной ошиновки с закрепленными на ней анодами. Для этой цели применяются механизмы с винтовыми домкратами грузоподъемностью 18-25 т (в зависимости от мощности электролизера) с электромеханическим приводом, состоящим из электродвигателя, червячного редуктора и соединительных муфт. В этом случае механизмы устанавливают на верхнем поясе балки-коллектора и вертикальные винты домкратов соединяют с анодной ошиновкой.

Известен электролизер по патенту ЕПВ 00256848 от 12.08.87г., в котором в качестве механизмов подъема применены два винтовых домкрата, установленных по концам на продольной оси коллектора, при этом их вертикальные винты соединены с перемычками, соединяющими пакеты шин анодной ошиновки. Узел соединения находится внутри коллектора, в окнах, через которые пропущены перемычки. Для исключения поперечных перекосов ошиновки, из-за ее подвески в двух точках по оси электролизера, ошиновка по концам дополнительно подвешена с помощью четырех качающихся тяг к неподвижной металлоконструкции, к коллектору.

Таким образом, качающиеся тяги выполняют роль направляющих, исключая поперечные перекосы ошиновки, а винтовые домкраты осуществляют ее вертикальные перемещения.

Представленная конструкция имеет тот недостаток, что вследствие размещения домкратов с электромеханическим приводом на верхнем поясе коллектора создаются трудности в рациональном расположении секций автоматизированного питания глиноземом (АПГ), т. к. положение соединения механизмов подъема с анодной ошиновкой строго фиксировано и определяется расчетным путем из условия минимальных вертикальных прогибов анодной ошиновки под воздействием закрепленных на ней анодов и др. внешних усилий, а также из условия минимальной ее металлоемкости. Поэтому места расположения домкратов и требуемое расположение секций АПГ с точками питания электролизера глиноземом трудно сочетаются друг с другом, и на практике приходится всегда искать компромиссные решения.

Другим недостатком конструкции является то, что расположенные внутри коллектора, в окнах, узлы соединения винтов домкратов с перемычкой анодной ошиновки затрудняют монтажные и демонтажные работы, а также ухудшают условия обслуживания этих узлов в процессе эксплуатации (смазка, осмотр и т.п.).

Известно устройство для подвода тока к анодной ошиновке электролизера по а.с. 876795, принятое за прототип. В приведенных чертежах и в описании показаны два механизма перемещения анодной ошиновки с закрепленными на ней анодами, каждый из которых состоит из двух винтовых домкратов с электромеханическим приводом (электродвигатель и червячный редуктор), причем механизмы установлены на верхнем поясе коллектора, по его концам.

Особенностью данного механизма является то, что в нем два противолежащих домкрата (по разным сторонам коллектора) непосредственно соединены с выходными валами червячного редуктора так, что ось соединения "домкрат - червячный редуктор - домкрат" расположена перпендикулярно продольной оси коллектора, а вертикальные винты домкратов соединены с анодной ошиновкой. Такая конструкция и компоновка механизмов для перемещения анодной ошиновки применяется в настоящее время во всех электролизерах с обожженными анодами в отечественной алюминиевой промышленности.

Недостатком такого компоновочного решения является то, что каждый из механизмов (два домкрата и червячный редуктор с электродвигателем) можно передвигать вдоль коллектора, но нельзя отделить домкраты от редуктора с двигателем и установить их раздельно в наиболее выгодном положении как по прогибу анодной ошиновки, так и по размещению системы автоматизированного питания электролизера глиноземом (АПГ). Таким образом, очевидно, что два этих требования являются взаимоисключающими, т.к. для обеспечения минимального прогиба и металлоемкости анодной ошиновки расстояние между точками ее соединения с домкратами должно быть как можно меньше (тогда электроприводы с домкратами "перерезают" верхний пояс балки-коллектора), а для наиболее равномерного размещения точек подачи глинозема системы АПГ необходимо, наоборот, иметь плоскость верхнего пояса свободной от других узлов и механизмов.

Поэтому на практике приходится принимать компромиссные решения, что не способствует оптимальному размещению конструкций на коллекторе. Например, домкраты с электроприводами разносят несколько ближе к торцам коллектора, увеличивая расстояние между точками соединения домкратов с ошиновкой, а точки подачи глинозема в ванну, наоборот, смещают ближе к поперечной оси электролизера.

В результате этого:

- увеличивается металлоемкость ошиновки;

- ухудшаются условия для равномерного размещения точек подачи глинозема по длине ванны.

Технический результатом изобретения является создание механизма перемещения анодной ошиновки с использованием существующего оборудования, создающего условия для рационального размещения системы автоматизированного питания электролизера глиноземом при одновременном выполнении требований к конструкции анодной ошиновки по минимальному прогибу в процессе эксплуатации и снижению металлоемкости.

Технический результат достигается тем, что расстояние между осями домкратов в продольном направлении кратно шагу установки анодов на ошиновке, а расстояние между поперечными осями привода и близлежащих домкратов составляет 1-3 этого шага и они соединены между собой с помощью дополнительных валиков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - анодное устройство прототипа (вид в плане);

на фиг.2 - вид анодного устройства с продольной стороны (размещение электропривода по торцам коллектора);

на фиг.3 - вид анодного устройства в плане;

на фиг. 4 - вид анодного устройства с продольной стороны (центральное размещение электропривода);

на фиг.5 - вид анодного устройства в плане.

Конструкция предлагаемого устройства состоит из балки-коллектора 1, анодной ошиновки 2 с установленными на ней с определенным шагом анодами 3. На верхнем поясе коллектора установлены винтовые домкраты 4, винты 5 которых соединены с анодной ошиновкой 2, а входные их валы с помощью дополнительных валиков 6 соединены с электромеханическим приводом, состоящим из электродвигателя 7 в сочетании с червячными 8 и коническими 9 редукторами с соединительными муфтами 10. Сочетание этих редукторов может быть различным. Так, для электролизеров мощностью до 200 кА может применяться устройство по фиг.3 и 4 с четырьмя домкратами с размещением электроприводов по торцам коллектора, т. к. в этом случае длина ошиновки относительно небольшая и достаточно двух точек ее соединения с винтами домкратов по каждой стороне.

В электролизерах большой мощности, 250-300 кА, длина ошиновки достигает 14-15 м и обеспечить ее минимальный прогиб при минимальной металлоемкости можно только путем применения механизма ее перемещения с использованием восьми домкратов (по 4 на каждую сторону) с центральным (предпочтительно) размещением электропривода, как показано на фиг.4 и 5. В этом случае электропривод состоит из электродвигателя 7, конического редуктора 9 и двух червячных редукторов 8, выходные валы которых соединены с входными валами домкратов 4 при помощи дополнительных валиков 6 через соединительные муфты 10, а соединение соседних домкратов между собой осуществляется промежуточными валами 11.

Достоинством обоих вариантов механизмов перемещения анодной ошиновки, с независимым размещением электромеханического привода и винтовых домкратов, является то, что верхняя плоскость коллектора освобождается для размещения системы АПГ, а винтовые домкраты можно располагать там, где требуется, из расчета минимального прогиба анодной ошиновки. В этом случае необходимо только следить за тем, чтобы домкраты и редукторы электролизера не мешали захватному устройству обслуживающего крана при замене анодов. Для этого достаточно домкраты располагать строго между двумя соседними анодами, т.е. с шагом, кратным шагу расстановки анодов на ошиновке, а электропривод располагать на расстоянии 1-3 шагов от ближайшего домкрата (в торце коллектора или на поперечной его оси). Это требование важно в случае размещения привода в торцах, чтобы переходные валики имели минимальную длину.

Таким образом, использование предлагаемого Устройства позволяет более рационально размещать оборудование в соответствии с расчетами (анодная ошиновка) и технологическими требованиями работы электролизера (размещение системы АПГ) при одновременном снижении металлоемкости анодной ошиновки.