Анодное устройство электролизёра (стр. 2 из 2)

В анодный кожух 5 загружается анодная масса 4, а подвод тока к аноду осуществляется составными штырями 3 диаметром 120-128 мм, расположенными, как правило, в четыре ряда и на двух горизонтах. По мере сгорания анода штыри, находящиеся на нижнем горизонте, извлекаются из тела анода, а в образовавшиеся подштыревые отверстия затекает жидкая анодная масса 8. В результате воздействия высокой температуры (особенно в нижней части анода) коксование жидкой массы идет с большой скоростью, что, с одной стороны, приводит к выделению большого количества летучих соединений, ухудшающих атмосферу в корпусе, а с другой — качество образующегося вторичного анода 7 намного хуже основного анода — он очень порист, механически не прочен и имеет низкую электрическую проводимость. Несмотря на то что суммарная площадь поперечного сечения штырей составляет около 4 % площади анода, площадь вторичного анода значительно превышает эту величину (за счет окисления вторичного анода диоксидом углерода), из-за чего качество подошвы анода с ВТ заметно хуже, чем у анодов с ВТ. Именно это обстоятельство приводит к образованию большого количества угольной пены, а расход анода с ВТ примерно на 35—60 кг/т алюминия выше, чем на анодах с БТ.

Анодные штыри в настоящее время выполняют составными — верхняя часть, которая с помошью зажима 2 (см рис. 5.11) контактирует с анодной шиной /, изготавливается из алюминия, а нижняя, которая запекается в теле анода, стальная. Это позволяет снизить потери энергии в штырях и улучшить распределение магнитного поля в аноде вследствие магнитного разрыва, образованного алюминиевыми штангами. Но и до настоящего времени находятся в эксплуатации штыри, полностью выполненные из стали, но имеющие в верхней части приваренный сектор из медной пластины для улучшения контакта межу анодной шиной И штырем. Общее количество штырей зависит от силы тока и обычно составляет 64—72 шт. Общая длина анодных штырей равна 2000—2500 мм, а длина токоведущей части зависит от положения анодной рамы.

Анодное устройство с обожженными анодамисостоит из двух рядов анодных блоков, ширина и длина которых на современных электролизерах достигают 700 и 1450 мм соответственно. Высота блока обычно не превышает 600 мм. Общее количество блоков зависит от силы тока. В процессе производства в анодном блоке 1 (рис. 5.12) выполняют цилиндрические гнезда, в которые вставляют и заливают чугуном 2 стальные

токоподводящие ниппели 3,соединенные сверху стальным кронштейном 4. К последнему присоединяется алюминиевая штанга 5, которая винтовым зажимом прижимается к анодной шине. Таким образом, то ко подводящая штанга одновременно выполняет и роль несущей конструкции. Методы крепления штанги к кронштейну различны: сварные, сборные болтовые, клиновые и т.п.

Количество ниппелей зависит от длины блока и обычно составляет 2—4 шт. Глубина гнезда в блоке имеет большое значение, так как от нее зависят перепад напряжения в этом контакте и высота несгорсвшей части анода (огарок), т.е. расход анодов. Ее глубина тем больше, чем дороже электроэнергия, но обычно составляет около 100 мм.

Ввиду небольшой высоты и высокой температуры (аноды на ваннах с OA утепляют, полностью засыпая их сверху глиноземом) перепад напряжения и окисляемость поверхности в таком аноде меньше, чем на СОА, что является одним из решающих преимуществ электролизеров с OA.

Рис. 5.12. Анодный блок.

/ — угольный обожженный блок: 2 — гнездо с чугунной заливкой: 3 — токоподводящий ниппель: 4 — кронштейн; 5 — алюминиевая несущая и токоподводящая штанга.

Анодная рама и ее перетяжка.Анодная рама является важнейшим элементом анодного устройства, несушим всю массу анода, которая на современных ваннах достигает почти 100 т. На всех типах электролизеров анодная рама вместе с подъемными механизмами монтируется на опорной конструкции, которая, в свою очередь, опирается на катодный кожух, а в двухэтажных корпусах может монтироваться также и на специальных стойках, закрепленных на своих фундаментах.

На электролизерах с БТ на раме крепится только анод, а на электролизерах с ВТ и ОЛ на раме монтируется также анодная ошиновка, и поэтому она перемещается вместе с рамой. В некоторых конструкциях анодная ошиновка служит и анодной рамой.

При выливке металла и по мере сгорания анода рама вместе с анодом перемешается вниз до крайнего нижнего положения, а затем должна быть поднята вверх — эта операция на практике носит название перетяжки анодной рамы. При выполнении данной операции анод должен оставаться на месте. Рассмотрим последовательность перетяжки анодной рамы на электролизерах разных типов.

Перетяжка рамы на электролизерах с БТ.На электролизерах этого типа подвеска анодной рамы к опорной конструкции, как правило, осуществляется через полиспастный механизм. Масса анода с БТ передается на анодную раму следующим образом (см. рис. 5.9). Штыри б, расположенные на нижнем горизонте, опираются на серьги 7, которые через специальные прорези подвешены к ребрам 5. На некоторых заводах вместо сережек применяют клинья, которые вставляются в прорези ребер. Таким образом, масса анода через серьги (или клинья) передается на анодную раму.

Когда рама опускается до крайнего нижнего положения анод с помощью нескольких (8—10 шт.) временных тяг (типа талрепа) подвешивают к опорной конструкции. Для этого один конец тяги закрепляется за головку штыря, расположенного во втором ряду, а второй — за крюк, закрепленный на опорной конструкции через электроизоляционные прокладки. Затем, поочередно натягивая талрепы, подвешивают анод на временные тяги и извлекают сережки (или клинья). После этого устанавливают серьги под второй ряд штырей, включают механизм подъема анода и начинают подъем анодной рамы, а анод при этом висит на временных тягах. Когда рама поднимется настолько, чтобы серьги вплотную подошли ко второму ряду штырей, проверяют и при необходимости поправляют серьги или клинья, убеждаются (по натяжке талрепов), что масса анода воспринята анодной рамой и только после этого демонтируют временные тяги.

Перетяжка рамы на электролизерах сВТ. Подъем рамы из крайнего нижнего положения выполняют с помощью основного механизма подъема анода при одновременной работе вспомогательного механизма. Основной механизм смонтирован на опорных стойках и служит для перемещения анода и подъема анодной рамы, а вспомогательный механизм, расположенный на анодной раме, — для подъема анодного кожуха и поддержания в неизменном положении анода при подъеме анодной рамы. Скорость перемещения основного и вспомогательного механизмов одинакова Подъем анодной рамы должен производиться до перестановки штырей.

При перетяжке анодной рамы анод подвешивают на анодном кожухе, причем могут быть использованы два варианта. Временные зажимы (16—18 шт.) устанавливают на анодных штырях над специальными площадками, расположенными на анодном кожухе, и надежно закрепляют их. Если при этом ослабить контактные зажимы, прижимающие токоведущие штыри к анодной шине, анод не просядет, так как будет висеть на временных зажимах. Второй вариант заключается в том, что на анодный кожух устанавливается переносной портал, к верхней части которого с помощью тяг закрепляются штыри. И в этом случае, при ослаблении контакта между анодной шиной и штырями, анод не просядет, поскольку будет висеть на временных тягах.

После подвески анода одним из рассмотренных способов зачитают контактную часть штыря на высоту от существующего положения до места нового контакта штыря с анодной ошиновкой, ослабляют все зажимы, прижимающие штыри к анодной ошиновке, и одновременно включают основной и вспомогательный механизмы. Основной механизм перемещает анодную раму вверх, а вспомогательный — анодный кожух вниз. Но, так как вспомогательный механизм расположен на движущейся вверх анодной раме, положение анодного кожуха по отношению к неподвижному катодному устройству будет оставаться неизменным. В процессе перемещения анодной рамы контакт между штырем и анодной шиной будет скользящим и поэтому возможны на некоторых штырях искрения.

После подъема рамы в крайнее верхнее положение надежно затягивают контактные зажимы, а затем демонтируют временные зажимы или переносные порталы.