Патент на изобретение №2149926
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАТОДНЫЙ КОЖУХ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА
(57) Реферат: Для увеличения срока службы катодных кожухов электролизеров малой мощности и обеспечения транспортируемости каждой из составляющих частей кожуха существующим оборудованием шпангоуты продольных сторон кожуха жестко соединены между собой связями по горизонтальным и вертикальным участкам с образованием шпангоутного каркаса. Съемный металлический кожух снабжен торцевыми шпангоутами и установлен в шпангоутный каркас, при этом металлический кожух и каркас жестко соединены между собой с помощью разъемных соединений. 3 ил. Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению алюминия электролизом. В настоящее время в электролизерах для получения алюминия применяются катодные устройства с кожухами самых различных типов и конструкций, внутри которых размещается футеровка, образующая электролизную ванну. Срок службы катодных устройств (промежуток между двумя капитальными ремонтами) колеблется в пределах 4 – 5 лет. Среди прочих типов кожухов, применяющихся на отечественных заводах, широкое распространение получили кожуха рамного типа на старых заводах с одноэтажными корпусами электролиза, когда катодное устройство устанавливается на фундаменте в яме, ниже нулевой отметки. Самым крупным недостатком кожухов этого типа является то, что их стенки, как продольные, так и торцевые, подвержены значительным деформациям под воздействием распирающих нагрузок от футеровки в процессе эксплуатации. Так, прогибы стенок (образование “бочкообразности”) у них достигают до 150 мм, что ведет к разрушению бортовой футеровки, трещинообразованию в периферийных швах, снижение сортности получаемого алюминия и преждевременному выходу электролизеров на капитальный ремонт. Для устранения этого явления было бы целесообразно заменить кожуха рамного типа цельносварными кожухами шпангоутного типа, которые значительно превосходят их своими прочностными характеристиками и сроком службы, но имеют большую массу. Так, кожух рамного типа без днища электролизера на 80 кА имеет массу около 8 т, а кожух шпангоутного типа цельносварной конструкции с днищем имеет массу около 14 – 15 т. Увеличенная масса этих кожухов препятствует их внедрению на старых заводах, корпуса которых оборудованы кранами грузоподъемностью 10 т. Известен катодный кожух алюминиевого электролизера по патенту РФ N 2053315, принятый за прототип. В рассматриваемом варианте кожух выполнен в виде пространственного силового каркаса, образованного шпангоутами по торцевым и продольным сторонам, горизонтальные участки которых расположены в одной плоскости и жестко соединены между собой, а в верхней части шпангоуты соединены с рамой, при этом внутри силового каркаса размещена обшивка стенок и днища – съемный металлический кожух, у которого сопряженные элементы выполнены с учетом наклона не менее угла трения скольжения материалов указанных элементов конструкции и который жестко соединен с рамой. Целью создания такого кожуха было увеличение срока службы и снижение металлоемкости в сравнении с кожухами контрфорсного и шпангоутного типов. Одновременно решалась задача по снижению трудозатрат при производстве капитального ремонта, так как обеспечивалась возможность извлечения внутреннего металлического кожуха вместе с футеровкой из силового каркаса с последующей его транспортировкой из цеха капитального ремонта на специальную площадку завода, где должны производиться разрушение и выбойка футеровки. Эта конструкция создавалась для применения на современных заводах в составе электролизеров большой мощности (160 кА и выше), которые устанавливаются в корпусах электролиза, оборудованных монтажными кранами грузоподъемностью 160 – 200 т. Несмотря на свои преимущества, этот тип кожуха не может применяться на старых заводах, оборудованных кранами малой грузоподъемности, так как не дает резкого снижения массы наиболее металлоемкого элемента кожуха – силового каркаса, транспортируемого краном. Произвести замену всех кранов на заводе неосуществимо как по стоимости, так и по техническим соображениям. Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в увеличении срока службы катодных кожухов электролизеров малой мощности и обеспечении транспортируемости каждой из составляющих частей кожуха с использованием существующего подъемно-транспортного оборудования. Сущность изобретения состоит в том, что шпангоуты продольных сторон кожуха жестко соединены между собой связями по горизонтальным и вертикальным участкам с образованием шпангоутного каркаса, а съемный металлический кожух снабжен торцевыми шпангоутами и установлен в шпангоутный каркас, при этом металлический кожух и каркас жестко соединены между собой с помощью разъемных соединений. Конструкция кожуха, состоящая из двух отдельных элементов – шпангоутного каркаса и съемного металлического кожуха с торцевыми шпангоутами – позволит легко транспортировать каждый из элементов существующим краном к месту монтажа электролизера в корпусе или вывозить их из корпуса электролиза при капитальном ремонте. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 – катодный кожух в сборе; на фиг. 2 – съемный металлический кожух; на фиг. 3 – шпангоутный каркас. Предлагаемая конструкция кожуха состоит из двух самостоятельных элементов – съемного металлического кожуха 1 и шпангоутного каркаса 2. Съемный кожух 1 (фиг. 2), в свою очередь, представляет собой сварную металлоконструкцию, составленную из продольных 3 и торцевых 4 стенок, днища 5, торцевых шпангоутов 6, ребер жесткости 7 и верхнего фланца 8 по периметру кожуха с отверстиями для разъемного (например, болтового) соединения. Шпангоутный каркас 2 (фиг. 3) состоит из шпангоутов 9 продольных сторон с вертикальными 10 и горизонтальными 11 участками. Все шпангоуты соединены между собой по вертикальным участкам – связями 12, а по горизонтальным участкам – связями 13. Вертикальные участки 10 каждого из шпангоутов 9 оканчиваются вверху фланцами 14 с отверстиями для разъемного (болтового) соединения. При сборке съемный металлический кожух 1 (фиг. 1) устанавливают внутрь шпангоутного каркаса 2 и жестко соединяют их между собой через фланцы 8 и 14 болтовым соединением 15. Сборка кожуха осуществляется на месте установки электролизера в корпусе электролиза. При капитальном ремонте после выбойки футеровки необходимо срезать болтовые соединения 15, вынуть съемный металлический кожух 1 из шпангоутного каркаса 2 и далее оба элемента по отдельности транспортировать к месту ремонта металлоконструкций за пределы корпуса существующим краном грузоподъемностью 10 т, так как масса каждого из двух элементов составляет не более 6 – 7 т. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
