СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДНЫХ ТОКОПОДВОДОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструированию, технологии изготовления и восстановления анодных токоподводов электро-лизёров для производства алюминия.
Сущность способа заключается в том, что стальной кронштейн без цилиндрических ниппелей изготавливают литьём в земляные опоки, в ниппельной части анодного блока формируют сплошной, на всю длину блока трапециевидный паз, соединение анодного блока с кронштейном анододержателя производят без чугунной заливки.

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструированию, технологии изготовления и восстановления анодных токоподводов электролизёров для производства алюминия.
Известен способ изготовления анодных токоподводов электролизёров для производства алюминия [1-4], который широко применяется в мировой практике. Обожженные аноды по системе межцехового транспорта поступают на транс-портер для заливки ниппелей, туда же по системе подвесных роликовых транспортеров подаются анододержатели, предварительно подготовленные к заливке. Заливочный чугун подготавливается в индукционной тигельной печи и передвижной заливочной машиной доставляется к месту заливки. Положение анододержателей фиксируется относительно ниппельных гнезд, после чего проводится заливка жидкого чугуна. Смонтированный анод направляется для установки в электролизеры.
Отработанные аноды из цеха электролиза после тщательной обдувки и зачистки направляются на дробеструйную машину. Далее на прессе проводятся раздавливание и снятие огарка с анододержателя, а куски огарка направляются на склад огарков. Туда же поступает брак при об-жиге «зеленых» анодов. Весь материал дробится в щековой дробилке и направляется в цех производства «зеленых» анодов, как возвратный материал, объём которого составляет 15-20 % от объема свежего материала. Анододержатели поступают на пресс, где снимается чугунная заливка ниппелей. Чугунный скрап направляется в галтовочную машину для отделения чугуна от остатков угля и электролита. Далее, после сортировки и подшихтовки свежим материалом, скрап направляется в индукционную печь для переплавки. После снятия чугунной заливки анододержатели поступают на участок контроля состояния ниппелей, где анододержатели с поврежденными ниппелями отбраковываются и выводятся для ремонта ниппелей. Кондиционные анододержатели направляются в дробеструйную машину для очистки ниппелей от остатков чугуна и машину для зачистки поверхности штанг анододержателя в месте рабочего контакта штанги с ошиновкой электролизера. Ниппели перед заливкой покрывают слоем дисперсного графита и подсушивают при прохождении через нагревательное устройство. После этих операций анододержатель подготовлен к монтажу с анодным блоком.
Изложенный способ производства анодных токоподводов в мировой практике долго не менялся, т.к. не меняли конструкцию анодного блока и, главное, способ соединения анодного блока с анододержателем посредством чугунной заливки.
Способ имеет ряд существенных недостатков, связанных с трудоемкой, дорогостоящей технологией изготовления монтажом, демонтажем, ремонтом, использованием вновь элементов отработанного анодного токоподвода.
Цель изобретения - устранение имеющихся проблем по конструкции и технологиям изготовления.
Технический результат достигается изменением способа изготовления ниппельной части обожженного анодного блока, конструкции стального кронштейна, способа соединения анодного блока с кронштейном анододержателя.
Стальной кронштейн без цилиндрических ниппелей изготавливается литьём в земляные опоки. Ниппельная часть анодного блока имеет сплошной, на всю длину блока трапециевидный паз [5], который изготавливается фрезерованием или протяжкой или строганием после вибропрес-сования и обжига анода. Соединение анодного блока с кронштейном анододержателем производится без чугунной заливки в ниппельные гнёзда обожженного анода. В транспортно-технологической схеме производства анодной массы, формования «зеленых» анодов и обжига анодов новой технологией предусмотрена замена пуансона виброформовочной машины для формирования ниппельных гнезд на пуансон для формирования клинового паза.
Внедрение принципиально новой конструкции контактного узла анодного блока с крон-штейном анододержателя и предложенный способ производства анодных блоков и сборки, разборки, ремонта анодных токоподводов позволит:
1. Ликвидировать трудоёмкое и дорогостоящее производство подготовки чугуна, его заливки в ниппельные гнёзда, прессы съёма чугун-ной заливки с ниппелей кронштейнов анододержателей после отработки анодных токоподводов в процессе электролиза алюминия, оборудование и линии подачи снятой чугунной заливки.
2. Предотвратить возможное загрязнение чугуном возвратных углеродных отходов от анодных блоков, в дальнейшем и алюминия в электролизёрах.
3. Упростить технологический процесс монтажа и демонтажа анодов, а также схему транспортировки анодов до и после корпусов электролиза.
4. Повысить эффективность технологических транспортных перевозок:
- новых обожженных анодов отдельно, без анододержателей в сборе;
- анододержателей новых и отремонтированных в сборе, но без анодов;
- анодных токоподводов после их отработки в производственном цикле;
- оборотных отходов (электролита, огарков), других технологических грузов.
5. Значительно упростить операции по ремонту, реставрации анододержателей.
6. Сократить расходы на сырьё и материалы - стального литья примерно в три раза за счет снижения веса кронштейнов с 240 до 80 кг, металлопроката для ниппелей, чугуна для заливки, огнеупорных материалов к индукционным печам ИЧТ для плавки чугуна, углеродных материалов анодных блоков.
5 223 6
7. Почти полностью отказаться от нестабильно работающего оборудования производства монтажа и демонтажа анодного токоподвода.
8. Значительно сократить расходы на приобретение и эксплуатацию оборудования за счет его исключения из технологического процесса.
9. Освободить существующие здания и сооружения производства монтажа и демонтажа анодного токоподвода, а также отказаться от их строительства при будущем проектировании, строительстве подобных производств.
10. Сократить эксплуатационный и ремонтный персонал.
Переход на новую технологию должен быть постепенным и возможен силами и средствами рядового алюминиевого предприятия путём:
1. Замены сложных по конфигурации и изготовлению ниппельных пробок виброформы прессов на простую по форме и способу изготовления клиновую вставку.
2. Дооснащения станком для доводки клинового паза анодного блока типа «ласточкин хвост» путем фрезерования. Станок прост по конструкции и может быть изготовлен на базе серийно выпускаемого станка.
3. Дооснащения установкой зачистки клинового кронштейна и нанесения анодной пасты или жидкого графита на клиновой кронштейн.
4. Дооснащения установкой для сборки анодного блока с анододержателей непосредственно на узлах перегрузки в корпусах электролиза.

1. Янко Э.А. Аноды алюминиевых электролизе-ров. - М, Издательский дом «Руда и металлы», 2001, с. 470-591.
2. SU А Сборник публикаций независимой компании R & D СагЬоп LTD. Аноды в алюмини-евой промышленности. - Switzerland, 1995, с. 7-15, 293-304.
3. Mannweiler U. Новые технологии произ-водства анодов в алюминиевой промышленно-сти. - JOM, 1995, с. 15 -21.
4. Иенсе Э. Цех обожженных анодов на
алюминиевом заводе фирмы «Рейнольде» в Гам-бурге. - Перевод № 81/ 77 ВАМИ - «Всероссий-ский институт алюминиевой, магниевой и элек-тродной промышленности».
5. Мирпочоев Х.А., Азизов Б.С. Заявка № 0800259 от 21.11.2008 г. на выдачу малого па-тента РТ на изобретение «Анодный токоподвод электролизёров для производства алюминия».