(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкциям анододержателей обожженных анодов электролизёров для производства алюминия. Устройство выполнено из алюминиевоциркониевого сплава цельнолитым, включает штангу и рифленый кронштейн с закругленными вершинами и ребрами.
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201201353 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки 2012.08.24
(51) Int. Cl.
C25C 3/12 (2006.01) C25C 3/16 (2006.01)
(54)
АНОДОДЕРЖАТЕЛЬ ЦЕЛЬНОЛИТОЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ
(96) (71)
(72)
12000989 (TJ) 2012.08.24
Заявитель:
ГУ "НИИ МЕТАЛЛУРГИИ" ГУП "ТАЛКО" (TJ)
Изобретатель:
Мирпочаев Хуршед Абдумуминович, Кабиров Шералишо Олимович, Сафиев Хайдар, Азизов Бозорали Сатторович, Мухамедиев Надим Пулатович, Бахретдинов Рустам Мухторович, Дусмухамедов Бахром Максутович, Махкамбаев Салимжон
(TJ) (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкциям анододержателей обожженных анодов электролизёров для производства алюминия. Устройство выполнено из алюмини-евоциркониевого сплава цельнолитым, включает штангу и рифленый кронштейн с закругленными вершинами и ребрами.
Анододержатель цельнолитой для электролизеров производства алюминия
Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкциям анододержателей обожженных анодов электролизёров для производства алюминия.
Известно несколько видов различающихся по конструкции анододержателей, применяемых в мировом алюминиевом производстве, общим для которых является наличие трех последовательно соединенных конструктивных элементов: токоведущей штанги, выполненной, как правило, из силумина, стального кронштейна (траверсы, консоли) и стальных ниппелей, которые посредством чугунной заливки обеспечивают контакт с угольным (нефтяной кокс, связанный пеком) анодом [1].
Недостатки такой конструкции, обусловленные необходимостью соединения четырёх разнородных материалов с различными показателями электрической проводимости и механической прочности - силумина, стали, чугуна и угольного анода, очевидны: наличие большого количества переходных зон контакта (от 10 до 14), неравномерное токораспределение, значительный и постепенно увеличивающийся в процессе эксплуатации перепад напряжения в переходных зонах "штанга - кронштейн - ниппель -заливка - анод" с одновременным снижением механической прочности, дорогостоящие технологии изготовления и соединения конструктивных элементов, трудоемкие, непроизводительные и экологически "грязные" операции по чугунной заливке и реставрации ниппелей, проблемы при транспортировке анододержателя в сборе с анодом, и, как следствие, низкие технические характеристики - относительно короткий срок эксплуатации анододержателя и анодного токоподвода в целом, повышенный расход электроэнергии и нестабильная работа электролизера.
В качестве прототипа к заявленному изобретению выбран анододержатель анодного токоподвода электролизёра для производства
алюминия, состоящий из силуминовой штанги, биметаллической сталеалюминиевой вставки и литого стального кронштейна [2]. Отсутствие традиционных ниппелей и выполнение ниппельной части кронштейна в виде бруса трапециевидного сечения значительно улучшило технологические и технические характеристики процесса электролиза, что подтвердили проведенные на Государственном унитарном предприятии "Таджикская алюминиевая компания" (ГУП "ТАлКо") опытно-промышленные испытания.
В то же время и в данной конструкции присутствует наиболее критический узел анододержателя - соединение силуминовой штанги со стальным кронштейном. Уязвимость соединения связана с циклическими воздействиями высокой температуры, агрессивной среды, механическими нагрузками, диффузионным образованием хрупкой прослойки интерметаллидов и проявляется в снижении электропроводности и механической прочности анододержателя. Анализ источников информации [1,3-5] показывает, что все предлагаемые технические решения (клиновые и болтовые соединения, применение биметаллических вставок, сварка трением, оплавление и т.д.) направлены не на радикальное устранение проблем в рассматриваемом узле, а лишь на частичное улучшение характеристик соединения, не совсем оправданное с точки зрения технологичности и экономичности.
Целью изобретения является улучшение технических и эксплутационных характеристик анододержателя за счет уменьшения падений напряжения и повышения механической прочности.
Поставленная цель достигается выполнением анододержателя в виде цельнолитой конструкции из алюминиевоциркониевого сплава.
Предлагаемые конструкция и материал обеспечивают хороший баланс механической прочности, электропроводности и экономичности; отсутствие в конструкции анододержателя соединений (сопряжений) и значительное сокращение переходных зон контакта (до 2-х) в целом по анодному
токоподводу способствует равномерному токораспределению в анодном блоке, снижению перепадов напряжения и стабильно высокой механической прочности, повышению технологичности и снижению трудоемкости при изготовлении, а также удобству при обслуживании и внутризаводских перемещениях.
Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлены принципиальная схема и общий вид конструкции. Цельнолитой анододержатель электролизёра для производства алюминия, предназначенный для подвода положительного заряда от токоведущей ошиновки и удержания анода в рабочем положении, включает 2 элемента: штангу - 1 и кронштейн - 2.
Ниппельная часть кронштейна выполнена в виде усеченного обратного клина трапециевидного сечения, но, в отличие от прототипа, имеет закругления на вершинах и ребрах, что облегчает операции стыковки с анодным блоком и минимизирует механические напряжения в зонах соединения "ниппельная часть кронштейна - анодный блок". Боковые грани кронштейна анододержателя имеют горизонтальное волнообразное рифление - 3. Анододержатель с рифлеными гранями хорошо моделируется в соразмерном пазу разогретой полуаморфной массы анодного блока, что увеличивает площадь контакта, и соответственно, улучшает электромеханические параметры работы анодного токоподвода.
Применение предложенного анододержателя, ввиду идентичности его конструкции и типоразмеров традиционному, возможно в действующих электролизерах без изменения их конструктивных элементов.
Источники информации:
1. Янко Э.А. Аноды алюминиевых электролизеров. - М., Издательский дом "Руда и металлы", 2001.
2. Евразийский патент № 015614 "Анодный токоподвод электролизера
для производства алюминия и способ его изготовления".
3. Авторское свидетельство № 590373 "Анододержатель алюминиевого электролизера".
4. Авторское свидетельство № 1231085 "Анододержатель обожженного анода".
5. Авторское свидетельство № 1772220 "Анододержатель алюминиевого электролизера".
3.
Формула изобретения
Анододержатель для электролизеров производства алюминия, включающий кронштейн в виде усеченного обратного клина трапециевидного сечения и соединенную с ним штангу, отличающийся тем, что выполнен цельнолитым из алюминиевоциркониевого сплава с закруглением вершин и ребер кронштейна и горизонтальным волнообразным рифлением боковых граней кронштейна.
Фиг.1
Анододержатель цельнолитой для электролизеров производства алюминия
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42
Номер евразийской заявки: 201201353
Дата подачи: 24 августа 2012 (24.08.2012) Дата испрашиваемого приоритета
Название изобретения: Анододержатель цельнолитой для электролизеров производства алюминия
Заявитель: ГУ "НИИ МЕТАЛЛУРГИИ" ГУП "ТАЛКО"
I 1 Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) 1 I Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
С25СЗ/12 (2006.01) C25C3/I6 (2006.01)
Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) С25С 3/06. 3/12, 3/16
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
А А
RU 115360 U1 (ВЛАСКЖ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ и др.) 27.04.2012 US 5597461 A (PATE, RAY Н) 28.01.1997
JP S60187692 A (RYOKA KEIKINZOKU KOGYO КК) 25.09.1985 F1 912084 A (OUTOKUMPU PORICOPPER OY et al.) 31.10.1992
* Особые категории ссылочных документов: "А" документ, определяющий общий уровень техники "Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т"
"X"
"Y"
более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории
документ, являющийся патентом-аналогом
документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
03 июня 2013 (03.06.2013)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 123995.Москва. Г-59, ГСП-5, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо :
Л. В. Андреева
Телефон № (499) 240-25-91
