Цех электролитического получения алюминия, производительностью 250 000 тонн в год

К анодным и уравнительным шинам болтовым соединением подсоединены гибкие медные или алюминиевые спуски. В нижней части каждый анодный спуск имеет медную пластинку сечением 10×15 мм, которая закреплена на головке штыря клиновым, сварным или болтовым контактными устройствами.

 

5.1.4 Металлоконструкции  электролизера 

 

Верхние конструкции  рисунок  служат для подвески анода, создания вентиляционного укрытия и монтажа всех других механизмов и устройств электролизера.

Металлоконструкции устанавливают на кожухе электролизера. Поскольку металлоконструкция поляризована потенциалом анода, а кожух — потенциалом катода, то колонны металлоконструкции изолированы от бортов кожуха рисунок 5.1.4.1. В электролизерах некоторых типов, главным образом с кожухами, имеющими днище, металлоконструкции сооружают на выносных стойках.

Металлоконструкцию  рассчитывают на удержание всего  анодного устройства, т. е. анода с общей высотой столба анодной массы 1500—1600 мм, всех анодных штырей, анодной рамы с каркасом, ошиновки, механизма подъема анода и запаса глинозема в бункерах. Кроме этого, проверяют, выдержат ли металлоконструкции нагрузку от анода, подвешенного на временные подвески.

Верхняя часть  металлоконструкций представляет собой  раму со средним проемом, размеры которого соответствуют размерам анода в плане. Рама сварена из четырех мощных балок. Продольные балки рамы имеют коробчатое сечение; стенки балки используются для создания бункеров для хранения глинозема, так как бункера встроены в раму. Емкость их составляет 2—3-суточный запас, т. е. от одной до двух тонн глинозема. В продольные балки электролизеров некоторых типов встроены и вентиляционные каналы.

Поперечные  балки также имеют коробчатое сечение, но стенки, обращенные внутрь электролизера, не зашиты листом, а выполнены в виде фермы, открытой для прохода отсасываемых от ванны газов. Если электролизер имеет верхнюю вытяжку, газоотсасывающие трубы присоединяют к наружным стенкам поперечных балок рамы. В электролизерах с широким анодом в средней части поперечных балок также встроены небольшие глиноземные бункера, чтобы загружать глинозем и в торцах ванны, а не перемещать его с продольных сторон электролизера на торцовые.

К нижнему листу рамы, под глиноземными бункерами, крепится система затворов с течками, по которым глинозем поступает на электролитную корку. К нижнему же листу крепятся скобы для подвески анода на временных тягах при перетяжке анодной рамы. Сверху на раме монтируется механизм подъема анода.4

 

Верхний лист рамы служит рабочей площадкой для обслуживания анода; площадка ограждена перилами из круглого или уголкового железа. На одной из угловых стоек имеется трап для подъема на анодную площадку электролизера.

Проем над  анодом закрывается крышками. Для  герметизации рабочего пространства электролизера щели между крышками и рамой, обрамляющей анодный проем, уплотнены по принципу песочных затворов.

 

5.1.5 Подъемный механизм

 

Для подвески анода и перемещения его по вертикали служит подъемный механизм электролизера — тросовый полиспастный.

Тросовый полиспастный механизм — это система из четырех  полиспастов, размещенных по углам анода.

Неподвижные блоки полиспастов крепятся на металлоконструкции ванны, подвижные— к анодной раме.Передача от электродвигателя к червячному редуктору механизма осуществляется через дополнительный редуктор с передаточным числом 1:15.

 

5.1.6 Шторы электролизера

 

Металлоконструкции  образуют над электролизером колпак, в котором газы собираются и откуда они отводятся системой вытяжной вентиляции. Со всех четырех сторон электролизера имеются рабочие проемы. Снизу они ограничиваются бортом кожуха, сверху — рамой металлоконструкции, а по бокам — стойками. По площади продольные проемы достигают 10—12 м², а торцовые 5—6 м².

Эффективность вытяжной вентиляции в значительной степени  зависит от того, насколько плотно, без щелей, укрыт электролизер сверху металлоконструкциями и насколько надежно он герметизирован приспособлениями, принятыми для укрытия рабочих проемов. В настоящее время применяются в основном укрытия двух типов — щитовые и шторные.

Щитовые укрытия  бывают нескольких видов: откатное подвешенное на роликах, дверное на петлях и подъемное, в котором щиты передвигаются по вертикали.

Более совершенным  видом укрытия и более распространенным является шторное, наматывающееся.

Полотно шторы собирается из отдельных, шарнирно соединенных звеньев При открывании штора наматывается на барабан, прикрепленный к металлоконструкции над рабочим проемом. Внутри барабана имеются одна или две пружины, одним неподвижным концом связанные с кронштейнами, поддерживающими барабан, а вторым соединенные с барабаном. Пружины рассчитаны на уравновешивание полотна шторы. С целью облегчения пользования наматывающимися шторами разработано и внедряется несколько типов пневматических и электрических приводов.

 

 

6 ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ  ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО

   ПРОИЗВОДСТВА

 

6.1 Машинка по пробивке корки электролита

 

Для обрушения корки электролита и опиковки гарниссажей применяют самоходные машинки рисунок 6.1.1. Рабочим органом этих машинок служит пневматический молоток.

Машинка состоит из следующих основных узлов: рамы, переднего моста (поворотного), заднего моста, поворотной колонки с хоботом, на котором смонтирован пневмолом, привода механизма передвижения машинки и поворота колонки, сидения, автомасленки, пневмосистемы, пневмодвигатель [6].

 

 

Рисунок 6.1.1 — самоходная машинка для пробивки корки электролита

 

Машинка работает за счет энергии сжатого воздуха. Корка разрушается за счет энергии удара пневмолома. Пневмолом шарнирно закреплен на свободном конце хобота. Хобот шарнирно связан с поворотной колонкой. Опускание и подъем хобота осуществляется при помощи пневмоцилиндра и дополнительно винтовой парой.

Передвижение машинки осуществляется пневмодвигателем через цепную передачу, распределительный вал и открытую червячную передачу.

Техническая характеристика машинки:

- давление подводимого сжатого  воздуха   5 – 6 кгс/см²

- скорость передвижения     5 км/час

- расход сжатого воздуха     10 м³/мин

- угол поворота колонки               270 градусов

- угол подъема хобота               40 градусов

- угол поворота зубила в вертикальной  плоскости 40 градусов

 Габариты машинки:

- длина                 2750 мм

-высота                 1360 мм

-ширина                 650 мм

-масса                  1090 кг

 

 

 

Пневмодвигатель П8-12:

- давление сжатого воздуха     6 кг/см²

- мощность                 8 кВт

- расход сжатого воздуха     10,2 м³/мин

Пневмолом ПЛ-1М:

- давление сжатого  воздуха     5 – 6 кгс/см²

- работа единичного  удара     7 кг/м

- расход сжатого воздуха     1,2 м³/мин

 

6.2 Машинка для заклинивания и расклинивания клинового контакта шинка-штырь

Машинка предназначена  для заклинивания и расклинивания  клинового контакта шинка-штырь.

Машинка для заклинивания и расклинивания клинового контакта состоит из: рукава, к которому крепятся молоток и шток.

Рукав представляет собой  цилиндр, который с одной стороны  соединен с молотком с другой со штоком. На стволе молотка крепится хомут  и боек  концевой пружиной. На штоке крепится ручка, кран и хобот.

Техническая характеристика машинки:

- давление подводимого воздуха    5 кгс/см²

- работа единичного удара     3,7 кгс·м

- число ударов       1400 уд/мин

- расход воздуха                1,25 м³/мин

- удельный расход воздуха     1,0 м³/мин·л.с.

- диаметр подводимого шланга    16 мм

Габариты машинки:

- длина                  1090 мм      - ширина                           246 мм

 

6.3 Машинка по правке штырей

 

Машинка предназначена для правки анодных штырей, извлеченных из анода алюминиевого электролизера.

Машинка по правке штырей состоит из: рамы тележки, сварной конструкции углового проката, предназначенной для закрепления всех узлов машинки и опирающейся на два колеса.

Передвижение машинки производится вручную, для чего имеется ручка.

Техническая характеристика машинки:

- давление подводимого сжатого воздуха   4 – 5 кгс/см²

- усилие развиваемое цилиндром    60 т

- диаметр гидроцилиндра      140 мм

- ход поршня       80 мм

- масса                                   180 кг

6.4 Машинка по вытяжке штырей

 

Машинка предназначена для извлечения анодных штырей из анода алюминиевого электролизера с боковым токоподводом.

Машинка состоит из: пневмоцилиндра, двухплунжерного насоса с пневматическим приводом, клапанного распределителя, маслобака, распределительного пробкового крана, цилиндра подъема, цилиндра поворота, шасси, тяги, упора и соединительных трубок.

Перестановку  токоподводящих штырей на ваннах с  боковым подводом тока осуществляют через каждые 8-12 суток. Для извлечения штырей применяют пневмогидравлические машинки ударного или безударного действия рисунок 6.4.1.

 

 

Техническая характеристика машинки:

- давление подводимого сжатого воздуха   5 кгс/см²

- тяговое усилие                32,5 т

- ход тяги цилиндра      300 мм

- диаметр пневмоцилиндра     135 мм

- скорость извлечения штыря в мин.             0,7

- масса                           130 кг

Габариты машинки:

- длина                  1990 мм

- высота                  1200 мм

- ширина                                                                              600 мм 

 

 

6.5 Машинка по забивке штырей

 

Машинка предназначена  для забивки анодных штырей в  анод алюминиевых электролизеров с боковым токоподводом.

Машинка по забивке штырей состоит из следующих основных узлов: направляющих, выполненных из уголков, цилиндра подачи, ползунка, отбойного пневматического молотка распределительного крана, подставки.

На направляющих уголка крепятся: распределительный кран, пневмоцилиндр, отбойный молоток и  подставка.

Верхний ряд штырей забивают обычно спустя один - два дня после извлечения штырей нижнего ряда рисунок 6.5.1 конструкция Аникина.

           

Захват машины набрасывают  на горизонтальную трубу, проложенную  вдоль анода. Задняя часть машины опирается на подставку, длину которой можно регулировать. Штырь укладывают в направляющий лоток машины и забивают с помощью пневматического молотка под углом 12-15°.

 

Техническая характеристика машинки:

- давление подводимого сжатого воздуха  5 кгс/см²

- число ударов, в мин.     1200–1400

- расход воздуха      1,3 м³/мин.

- диаметр подводимого  шланга   16 мм

Габариты машинки:

- длина       1696 мм

- высота       1000 мм 

 

6.6 Вакуум – ковш

Суточная  производительность современных электролизеров средней мощности составляет 350-600кг.

Для выливки металла применяют вакуум-ковши рисунок 6.6.1 вместимостью от 1,5 до 2,5т алюминия. Вакуум-ковш футерован шамотным кирпичом, имеет заборную трубу для высасывания металла из ванны, смотровое окно для ориентировочного определения количества вылитого металла и люк для очистки ковша от электролита. Для создания вакуума внутри ковша или применяют эжектор, или подключают ковш к общей вакуумной линии.

 

          

 

 

 

6.7 Система АПГ

 

Повышение производительности труда и улучшение его условий  путем механизации основных производственных операций и широкого применения автоматизации являются главными задачами технического прогресса алюминиевой промышленности.

Одним из главных направлений  модернизации электролизного производства является внедрение опытной системы автоматического питания электролизеров глиноземом (АПГ). Система АПГ рисунок 6.7.1 состоит из: пневматического пробивного устройства, объемно-вакуумного дозатора, электропневматических клапанов и автоматики, управляющей работой пробивного устройства и дозаторов.

 

Рисунок 6.7.1 - Схема АПГ точечного типа

/  — объемно-вакуумный дозатор; // — пневматическое пробивное устройство: / — тканевая диафрагма; 2 — стержень; 3 — резиновый клапан; 4 — труба, соединяющая дозатор с бункером для глинозема; 5 — труба для подачи глинозема на корку электролита; 6 — боек; 7 — защитная труба; 8 — шток; 9 — поршень; 10 — цилиндр