АНОДНЫЙ ТОКОПОДВОД ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструированию и технологии производства анодных токоподводов электролизёров для про-изводства алюминия.
Устройство состоит из анодного блока, ли-того стального кронштейна анододержателя, вставки биметаллической из алюминия и стали, штанги анододержателя из силумина. Ниппель-ная часть стального кронштейна анододержателя выполнена сплошной в трапециевидной форме усеченного обратного клина, вставленного без заливки в трапециевидный паз анодного блока.

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструированию и технологии произ-водства анодных токоподводов электролизёров для производства алюминия.
Анодный токоподвод является важнейшим уз-лом электролизёров и служит для подвода посто-янного тока от токоведущей ошиновки электроли-зёра к анодному блоку и непосредственно участ-вует в процессе электролиза. В последние годы в странах Европы, США, Канаде и других развитых странах, производящих алюминий, завершается переход к применению предварительно обожжен-ных анодов в электролизёрах. В СНГ такая техно-логия применяется в Таджикистане - Государ-ственном унитарном предприятии ГУП ТАЛКО, России - Саянском алюминиевом заводе и Казах-стане - строящемся Павлодарском алюминиевом заводе. Это выгодно с точки зрения экономично-сти производства алюминия, т.к. сокращается расход анодов на 30 - 40 % и значительно снижа-ются перепады напряжения в различных элемен-тах анодного токоподвода. При этом, что особен-но важно, резко улучшается экологичность про-цесса электролиза алюминия.
Специалистами Всероссийского института алюминиевой, магниевой и электродной промыш-ленности (ВАМИ) и зарубежных компаний R & D Carbon LTD, The Minerals, Metals & Materials Society, активно занимающимися исследованиями углерода, прежде всего анодов, анодной массы и материала для катодов, опубликован ряд работ [1-4], в которых основное место уделяется исследо-ваниям качества анодов и его сырьевых компонен-тов, технологии процессов изготовления и обжига анодных блоков.
Используемая в мировой практике конструк-ция анодного токоподвода - обожженного анодно-го блока в сборе со стальным кронштейном, биме-таллической сталеалюминевой вставкой и штан-гой анододержателя из силумина (Фиг.1) имеет ряд конструктивных и технологических недостат-ков. Эксплуатация вышеуказанной конструкции анодного токоподвода выявила ряд проблем по их конструкции и трудоемким, дорогостоящим тех-нологиям их изготовления, в частности: значи-тельный перепад напряжения в узле ниппель - анод из-за недостаточной поверхности контакта, низкая прочность контактного узла, относительно короткий цикл работы анодного токоподвода в электролизёре (28 дней) и т.д.
Целью изобретения является устранение име-ющихся проблем по конструкции и трудоемким, дорогостоящим технологиям изготовления -монтажа, демонтажа, ремонта, использования вновь элементов отработанного анодного токо-подвода.
Поставленная цель достигается изменением ниппельной части обожженного анодного блока и конструкции стального кронштейна анододержа-теля.
Заявляемое изобретение поясняется схемой на Фиг.2. Анодный токоподвод электролизёра для производства алюминия состоит из следующих конструктивных элементов (Фиг.1 - 2): анодный блок - 01; кронштейн стальной, литой - 02; вставка биметаллическая из алюминия и стали - 03; штан-га анододержателя из силумина - 04.
Стальной кронштейн предлагаемого анодо-держателя в ниппельной части имеет трапецие-видную форму - усеченного обратного клина. Круглые или прямоугольные ниппели, как отдель-ные элементы типового кронштейна анододержа-теля, в предлагаемых кронштейнах отсутствуют, а образуется сплошная ниппельная часть крон-штейна. В анодном блоке вместо ниппельных гнёзд сформирован сплошной, на всю длину обо-жженного анода трапециевидный паз под предла-гаемый кронштейн. Соединение анодного блока с кронштейном анододержателя производится без чугунной заливки в ниппельные гнёзда обожжен-ного анода.
Способ изготовления анодных токоподводов электролизёров для производства алюминия при-веден в заявке на выдачу малого патента РТ на изобретение [5].
Анодный токоподвод электролизёра может эксплуатироваться совместно с действующими, принятыми в мировой практике конструкциями анодных токоподводов и постепенно заменять их в перспективе.
Внедрение принципиально новой конструк-ции контактного узла анодного блока с кронштей-ном анододержателя позволит:
1. Значительно, почти в 2 раза увеличить контактную поверхность ниппель - анод, тем са-мым снизить перепад напряжения в этом узле, обеспечить более равномерное токораспределе-ние в объёме анодного блока, улучшить режим работы электролизёра в целом.
2. Повысить качество и прочность кон-тактного узла за счет саморегулирования мини-мального зазора в контакте стальной кронштейн -анодный блок и разных коэффициентов объёмного расширения материалов - стального (кронштейн) и углеродистого (анодный блок).
3. Избежать возможных механических по-вреждений всех контактных узлов анодного токо-подвода при транспортировке, т.к. в технологиче-ской схеме исключается перевозка анодного токо-подвода в смонтированном виде от участка мон-тажа производства обожженных анодов до корпу-сов электролиза алюминия. Перевозка анодного блока и анододержателя производится отдельно.
4. Регулировать взаимное расположение «анодный блок - штанга», т.е. величину эксцентри-ситета анода по отношению к штанге анододер-жателя для достижения необходимого расстояния между рядами анодов в электролизных ваннах.
5. Продлить цикл работы анодного токопод
вода в электролизёре с 28 до 30 дней, что связано с увеличением рабочей высоты анодного блока на 100 мм.

1. Янко Э.А. Аноды алюминиевых электролизеров. - М., Издательский дом «Руда и металлы», 2001, с. 470-591.
2. SU А Сборник публикаций независимой компании R & D Carbon LTD. Аноды в алюминие-вой промышленности. - Switzerland, 1995, с. 7-15, 293-304.
3. Mannweiler U. Новые технологии производ-ства анодов в алюминиевой промышленности. - JOM, 1995, с. 15-21.
4. Иенсе Э. Цех обожженных анодов на алю-миниевом заводе фирмы «Рейнольде» в Гамбурге. - Перевод № 81/ 77 ВАМИ - «Всероссийский инсти-тут алюминиевой, магниевой и электродной про-мышленности».
5. Мирпочоев Х.А., Азизов Б.С. Заявка № 0800258 от 21.11.2008 г. На выдачу малого патен-та РТ на изобретение «Способ изготовления анод-ных токоподводов электролизёров для производ-ства алюминия».