×
27.12.2014
216.013.1421

Результат интеллектуальной деятельности: ОШИНОВКА МОЩНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРИ ИХ ПРОДОЛЬНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ В КОРПУСЕ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к ошиновке электролизеров для получения алюминия при их продольном расположении в электролизном корпусе. Ошиновка последовательно соединенных электролизеров содержит два стояка, расположенных у входного торца катодного кожуха электролизера, две катодные сборные шины на каждой продольной стороне электролизера. Ток с части катодных стержней электролизера, расположенных со стороны входного торца катодного кожуха, передается с помощью катодных шин на стояки. Катодные шины, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха, расположены вдоль продольной оси электролизера до середины последующего электролизера, потом вдоль поперечной оси электролизера под днищем электролизера, а затем прокладываются под днищем электролизера вдоль продольной оси электролизера и соединяются со стояками, расположенными во входном торце катодного кожуха последующего электролизера. Обеспечивается оптимальная компенсация магнитного поля и благодаря этому достигается высокая МГД-устойчивость электролизера и повышение эффективности электролизеров при работе на малых межполюсных расстояниях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия в электролизерах, соединенных друг с другом в последовательную электрическую цепь.

Соединение электролизеров осуществляется системой токопроводящих шин, одним из основных требований к которой является обеспечение в расплаве оптимального магнитного поля, оказывающего минимальное отрицательное влияние на технологический процесс. Конструкция ошиновки должна обеспечивать работу на малых межполюсных расстояниях. Магнитогидродинамическая (МГД) устойчивость электролизера при малых межполюсных расстояниях и малых перекосах зеркала металла обеспечивается повышенными требованиями к конфигурации магнитного поля в ванне электролизера. Для работы электролизера в приемлемых технологических условиях требуется максимально снизить величину вертикального магнитного поля.

Известна ошиновка алюминиевых электролизеров с двусторонним подводом тока к анодным шинам через стояки, расположенные у входного и выходного торцов катодного кожуха, катодные стержни которой разделены на группы, соединенные с самостоятельными пакетами катодных шин, в которой ток к входным и выходным стоякам подводят несимметрично в отношении, близком 2:1 (Авторское свидетельство СССР №168457, С25С 3/16, 1963) [2].

Недостатком известной конструкции ошиновки является высокое значение вертикальной компоненты индукции магнитного поля в ванне электролизера. С увеличением тока электролизера увеличивается магнитное поле и электромагнитные силы в расплавленном алюминии. Некомпенсированные электромагнитные силы приводят к большим циркуляциям расплава и большим перекосам его уровня, снижению запаса МГД-устойчивости электролизера.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является ошиновка мощных алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащая анодные шины, стояки, расположенные у входного и выходного торцов катодного кожуха, и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с самостоятельным пакетом катодных шин; при этом пакеты катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные группы катодных стержней - со стояками, расположенными вдоль бортов катодного кожуха последующего электролизера. (Патент СССР №738518, С25С 3/16, 1978) [3].

Недостатком известного технического решения является то, что стояки на серединах боковых сторон электролизеров затрудняют их технологическое обслуживание.

Задачей изобретения является разработка конструкции ошиновки для алюминиевых электролизеров, обеспечивающей работу на пониженных межполюсных расстояниях и высокие экономические показатели электролизеров без затруднений на технологическое обслуживание электролизеров.

Техническим результатом изобретения является достижение высокой степени компенсации электромагнитных сил в расплаве за счет оптимизации конфигурации магнитного поля в ванне электролизера и снижения величины вертикального магнитного поля.

Поставленная задача решается тем, что в ошиновке алюминиевых электролизеров при их продольном расположении в корпусе, содержащей анодные шины, стояки и катодные стержни, разделенные на группы, каждая из которых соединена с самостоятельным пакетом катодных шин. При этом пакеты катодных шин групп стержней, ближайших к входному торцу катодного кожуха, напрямую соединены со стояками, расположенными у входного торца, а остальные группы катодных стержней соединены с теми же стояками более сложным образом. В изобретении, согласно предлагаемому решению, пакеты катодных шин, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны выходного торца катодного кожуха, прокладываются сначала до середины следующего электролизера, потом под днищем электролизера, перпендикулярно продольной оси, а затем - вдоль продольной оси электролизера.

Это позволяет ограничиться двумя стояками на входном торце электролизера - конструкция ошиновки с односторонним токоподводом.

Изобретение дополняет частный отличительный признак, направленный также на решение поставленной задачи, по которому ошиновка имеет механизм компенсации наводки поля от соседнего ряда электролизеров, заключающийся в том, что ток с 20-30% катодных стержней с каждой стороны входного торца питает шину компенсации, расположенную вдоль стороны, ближней к соседнему ряду, и подключенную к анодному стояку последующего электролизера.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии решения критерию «новизна».

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».

Сущность изобретения поясняется графическим материалом.

На фиг.1 изображена заявляемая схема ошиновки.

На фиг.2 представлена схема ошиновки в соответствии с отличительным признаком по п.2.

На фиг.3 - вертикальная компонента индукции магнитного поля (в гауссах) для электролизера на силу тока 150 кА в слое расплавленного алюминия, по прототипу.

На фиг.4 - вертикальная компонента индукции магнитного поля (в гауссах) для электролизера с заявляемой ошиновкой.

Предлагаемая конструкция ошиновки электролизера (фиг.1) включает два стояка 1 и 2, расположенных симметрично во входном торце катодного кожуха последующего электролизера со стороны лицевой (стояк 1) и глухой (стояк 2) сторон электролизера. Часть катодных стержней электролизера, расположенных со стороны выходного торца, соединена с помощью катодных шин 3 и 4 со стояками 1 и 2, которые, в свою очередь, подключены к анодным шинам 7 и 8. Катодные шины 5 и 6, передающие ток с катодных стержней электролизера со стороны входного торца катодного кожуха, расположены вдоль поперечной и продольной полуосей электролизера и доходят до середины последующего электролизера, пропускаются под днищем электролизера и под днищем электролизера возвращаются на стояки 1и 2 и далее передается на анодные шины 7 и 8.

В предлагаемой конструкции ошиновки токи с катодных стержней вблизи входного торца электролизера с помощью катодных шин 3 и 4 передаются на стояки 1 и 2, расположенные на входном торце последующего электролизера соответственно и далее на анодные шины 7 и 8, расположенные над электролизером. Ток с катодных стержней близи выходного торца электролизера передается с помощью катодных шин 5 и 6. Катодные шины 5 и 6 расположены вдоль лицевой и глухой сторон электролизеров и прокладываются до середины последующего электролизера. Затем катодные шины 5 и 6 опускаются под днище электролизера и располагаются вдоль поперечной, а затем продольной осей электролизера. Ток по катодным шинам 5 и 6 под днищем последующего электролизера передается на стояки 1 и 2, которые, в свою очередь, осуществляют передачу тока на анодные шины 7 и 8.

Кроме этого существует дополнительный механизм улучшения МГД-устойчивости электролизера (фиг 2), принцип работы которого заключается в компенсации наводки поля от соседнего ряда электролизеров, заключающийся в том, что ток с 20-30% катодных стержней с каждой стороны входного торца питает шину компенсации 9, расположенную вдоль стороны, ближней к соседнему ряду, и подключенную к анодному стояку 1 последующего электролизера.

Повышение запаса МГД-устойчивости электролизера связано с минимизацией вертикального магнитного поля в ванне электролизера. Эффект предлагаемого технического решения иллюстрируется фигурами 2 и 3. Вертикальное магнитное поле в слое расплавленного металла четырехстоячной конструкции ошиновки по прототипу показано на фиг.2. Для предлагаемой ошиновки вертикальное магнитное поле представлено на фиг.3. В большей части рабочей зоны электролизера при использовании предлагаемой ошиновки магнитное поле меньше: среднее по амплитуде вертикальное магнитное поле равно 10 гауссам, в то время как для прототипа - 16 гауссов. Как показывают детальные численные расчеты по исследованию МГД-устойчивости по полным математическим моделям, электролизер с заявляемой ошиновкой имеет более высокую МГД-стабильность, чем аналог и прототип. При улучшении характеристик по устойчивости предлагаемая ошиновка обладает большими возможностями по технологическому обслуживанию: в конструкции нет стояков на серединах продольных сторон электролизера.

Отмеченные особенности предлагаемой ошиновки позволят улучшить технико-экономические показатели работы алюминиевых электролизеров за счет увеличения выхода по току и возможности работы электролизеров при меньшем межполюсном расстоянии при лучших возможностях по технологическому обслуживанию электролизеров.


ОШИНОВКА МОЩНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРИ ИХ ПРОДОЛЬНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ В КОРПУСЕ
ОШИНОВКА МОЩНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРИ ИХ ПРОДОЛЬНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ В КОРПУСЕ
ОШИНОВКА МОЩНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРИ ИХ ПРОДОЛЬНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ В КОРПУСЕ
ОШИНОВКА МОЩНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРИ ИХ ПРОДОЛЬНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ В КОРПУСЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 230.
16.06.2018
№218.016.6277

Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства алюминиевых сплавов. Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием, включает введение в расплав алюминия кремния и тугоплавких металлов, при этом перед введением в расплав алюминия жидкий кремний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657681
Дата охранного документа: 14.06.2018
16.06.2018
№218.016.62b9

Способ приготовления галогенидсодержащего флюса для обработки алюминия и его сплавов

Изобретение относится к способу приготовления галогенидсодержащих флюсов. Способ включает взвешивание компонентов флюса, порционную загрузку в печь и плавление галогенидов, составляющих основу флюса, с последующим введением в расплав остальных галогенидов металлов, перемешивание расплава флюса,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657680
Дата охранного документа: 14.06.2018
16.06.2018
№218.016.637a

Способ получения катанки из термостойкого сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения алюминиевых сплавов, и может быть использовано для получения изделий электротехнического назначения, способных работать при повышенных температурах. Способ получения катанки из термостойкого сплава на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657678
Дата охранного документа: 14.06.2018
04.07.2018
№218.016.6a35

Кристаллизатор для литья алюминиевых слитков

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при непрерывном литье алюминиевых слитков. Кристаллизатор содержит корпус (1) и крышку (2). Внутри крышки выполнено устройство подачи смазки, состоящее из проточки (5), выполненной со стороны внешнего контура крышки, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659548
Дата охранного документа: 02.07.2018
04.07.2018
№218.016.6a81

Литейный алюминиево-кремниевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении фасонных отливок различными методами литья, в частности дисков автомобильных колес методом литья под низким давлением. Литейный алюминиево-кремниевый сплав содержит, мас....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659514
Дата охранного документа: 02.07.2018
04.07.2018
№218.016.6abc

Термостойкий сплав на основе алюминия

Изобретение относится к технологии алюминиевых сплавов и может быть использовано при получении изделий, работающих при повышенных температурах. Алюминиевый сплав, содержащий цирконий и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, содержащей железо и никель, имеет структуру, представляющую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659546
Дата охранного документа: 02.07.2018
08.07.2018
№218.016.6dfe

Электрод алюминиевого электролизера (варианты)

Изобретение относится к вертикальным или наклонным электродам электролизера для электролитического получения алюминия из оксида алюминия. Электрод содержит основу электрода и поверхностное покрытие на основе тугоплавкой керамики. По первому варианту изобретения основа электрода выполнена из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660448
Дата охранного документа: 06.07.2018
28.08.2018
№218.016.800e

Способ литья алюминиевых плоских слитков

Изобретение относится к металлургии. Расплав алюминия подготавливают в миксере. Дегазируют и подают в расплав алюминия прутковую лигатуру состава AlTiB 5/1 в объеме не более 3 кг/т расплава, при этом температуру расплава алюминия в кристаллизаторе поддерживают 700-710°С. Осуществляют фильтрацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665026
Дата охранного документа: 24.08.2018
09.09.2018
№218.016.8537

Способ получения восстановителя для производства технического кремния

Изобретение относится к технологии производства восстановителей для металлургии. Предложен способ переработки углеродсодержащего сырья с получением восстановителя для производства технического кремния, который включает термообработку углеродсодержащего сырья в кипящем слое при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002666420
Дата охранного документа: 07.09.2018
22.09.2018
№218.016.8932

Способ формирования футеровочных слоев в катодном кожухе алюминиевых электролизеров и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству для футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия. Способ включает укладку материалов одновременно с его распределением по поверхности цоколя и выравниванием по уровню, отсчитываемому от плоскости верхнего края кожуха катодного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667270
Дата охранного документа: 18.09.2018
Показаны записи 141-150 из 158.
29.03.2019
№219.016.ef42

Ошиновка модульная мощных электролизеров для производства алюминия

Изобретение относится к производству алюминия методом электролиза расплавленных криолитовых солей в электролизерах при двухрядном поперечном расположении их в корпусе электролиза, в частности к ошиновке электролизера. В ошиновке электролизера, содержащей анодную ошиновку, соединенную с анодами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288976
Дата охранного документа: 10.12.2006
29.03.2019
№219.016.ef48

Электролит для получения алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава. Технический результат заключается в интенсификации процесса получения алюминия, повышении его технико-экономических показателей, увеличении срока службы электролизера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002288977
Дата охранного документа: 10.12.2006
29.03.2019
№219.016.f29c

Способ крепления ребер охлаждения на катодный кожух алюминиевого электролизера

Изобретение относится к металлургии алюминия электролизом расплавленных солей, в частности к способу крепления ребер охлаждения на катодный кожух алюминиевого электролизера. Способ крепления ребер охлаждения на катодный кожух алюминиевого электролизера, содержащий футеруемую изнутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002376402
Дата охранного документа: 20.12.2009
29.03.2019
№219.016.f449

Катодное устройство электролизера для производства алюминия

Изобретение относится к электролитическому получению алюминия, а именно к конструкции катодного устройства алюминиевого электролизера. Устройство содержит кожух, катодные блоки с катодными стержнями, футеровку под катодными блоками. Футеровка выполнена из слоя выравнивающего насыпного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002320782
Дата охранного документа: 27.03.2008
29.03.2019
№219.016.f468

Электрический контактный узел инертного анода для получения алюминия в солевом расплаве и способ его монтажа

Изобретение относится к изготовлению инертных анодов для электролитического получения алюминия в криолит-глиноземном расплаве. Электрический контактный узел инертного анода содержит полый корпус инертного анода, выполненный из оксидной керамики на основе SnO, и металлический токоподводящий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002418889
Дата охранного документа: 20.05.2011
29.03.2019
№219.016.f615

Инертный анод электролизера для производства алюминия

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия электролизом, а именно к конструкции инертных анодов электролизеров для производства алюминия. Инертный анод электролизера для производства алюминия содержит корпус, выполненный из электропроводного материала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408743
Дата охранного документа: 10.01.2011
10.04.2019
№219.016.ffe2

Способ автоматического устранения анодных эффектов

Изобретение относится к области электролитического получения алюминия из расплавов и предназначено для автоматического устранения анодных эффектов в электролизерах с самообжигающимся анодом. Техническим результатом является увеличение надежности гашения, снижение времени гашения анодного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002285755
Дата охранного документа: 20.10.2006
10.04.2019
№219.017.031c

Устройство для компенсации магнитного поля, наведенного соседним рядом последовательно соединенных электролизеров большой мощности

Изобретение относится к производству алюминия методом электролиза расплавленных криолитовых солей в электролизерах большой мощности при поперечном расположении их в корпусе электролиза, в частности к устройству для компенсации магнитного поля. Устройство включает внутренний и внешний...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316619
Дата охранного документа: 10.02.2008
10.04.2019
№219.017.072a

Способ производства металлов с керамическим анодом

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения металлов электролизом расплавленных электролитов с инертными анодами, в частности для электролитического производства алюминия из глиноземсодержащего фторидного расплава в электролизере с анодом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002452797
Дата охранного документа: 10.06.2012
18.05.2019
№219.017.58e3

Ошиновка для алюминиевых электролизеров повышенной мощности

Изобретение относится к производству алюминия методом электролиза расплавленных криолитовых солей в электролизерах при поперечном расположении их в корпусе электролиза. Ошиновка включает в себя крайние стояки, вторые от торца стояки, средние стояки, расположенные вдоль продольной выходной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002328555
Дата охранного документа: 10.07.2008
+ добавить свой РИД