Главная | Обратная связь

ДЕТАЛЕЙ ОШИНОВКИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

«ГИБКИЙ КАТОДНЫЙ СПУСК – КАТОДНАЯ ШИНА»

Ошиновка электролизёра служит для подвода (анодная) и отвода (катодная) тока. В анодную часть ошиновки входят гибкие пакеты, анодные стояки и уравнительные шины, от которых ток при помощи специальных контактов передаётся к штырям. Катодная часть ошиновки состоит из гибких лент – катодных спусков, отводящих ток от блюмсов, и катодных шин. Конструкция ошиновки должна удовлетворять следующим основным требованиям: возможность быстрого включения и отключения ванны в цепь без нарушения работы всей серии; ·плотность тока в шинах должна быть экономически выгодной, то есть такой, при которой сумма затрат энергии и стоимости ошиновки будет минимальна; ·обеспечение равномерного распределения электрического тока по аноду и катоду; ·минимизация волнений и искривления поверхности расплавленного алюминия, возникающих под действием электромагнитных сил и приводящих к снижению выхода по току и срока службы электролизера. На электролизерах С-8БМ анодная ошиновка каждой из сторон ванны состоит из двух пар металлически не связанных между собой анодных пакетов, которые соединены с катодными блюмсами, выходящими на одну сторону ванны По проекту ошиновка выполнена из алюминиевых шин сечением 430×60 мм. На продольных сторонах катода расположено по семь шин, разбитых на четыре секции и подсо­единенных к соответствующему узлу анодной ошиновки следу­ющего по ходу тока электролизера. При этом пять шин катодной ошиновки, расположенные на правой (по ходу тока) стороне ванны, анодной ошиновки следующего по ходу тока электролизера, а две обводные шины .Таким образом, ток к аноду подводится четырьмя стояками: входные стояки состоят из пяти и четырех шин, а обводные - из двух и трех шин.

В металлургии, где используются мощные энергетические установки, остро стоит проблема уменьшения потерь при передаче электроэнергии от источника к потребляемому агрегату. Основные потери происходят на контактных соединениях.

В частности, при передаче электроэнергии от ошиновки алюминиевого электролизера к катодным спускам.

В настоящее время для подключения электролизера после ремонтных работ

к последовательной цепи электроснабжения корпуса электролизеров, вынуждены

применять два основных метода:

1) Электродуговая сварка в аргоне, предварительно сформированной ≪алюминиевой бобышки≫ и гибкого спуска с шиной (рис. 1).

2) Формирование ≪бобышки≫, соединяющей шину и гибкий спуск заливкой жидкого алюминия в предварительно закреплен ой на поверхности шины изложницы с последующим нагревом металла дугой угольного электрода до 1000 oC

и перемешиванием, после чего алюминий кристаллизуется, создавая контактное соединение между гибким спуском и шиной.

В условиях сильных магнитных полей наличие потенциала приводит к тому, что

при выполнении соединения через расплавленный металл (сварочную ванну), соединяющий шины, протекает часть технологического тока электролиза. Взаимодействие магнитного поля с определенно направленными поперечными составляющими внешнего электрического поля образует силу, выбрасывающую жидкий металл из зоны соединения. Данные методы не позволяют производить качественную сварку на шине действующего электролизера без снятия или понижения токовой нагрузки, что приводит к потере производительности электролизеров в серии и в конечном итоге уменьшению выпуска алюминия. Одним из наиболее эффективных методов сварки алюминиевых деталей без использования электродуговой сварки в условиях сильных магнитных полей является метод, используемый фирмой Erico International Corporation of Solon,Огайо, США под торговой маркой ERICO

В настоящее время на заводах ОАО ≪Русский алюминий≫ широко применяются два вида сварки:

А) дуговая сварка в инертном газе (аргоне);

Б) дуговая сварка угольным электродом.

На рисунке 5 представлены фотографии типовых соединений ≪катодный спуск –

ошиновка≫.

В первом и втором случаях в связи с неустойчивостью дуги в сильных магнитных

Полях приходится либо уменьшать токовую нагрузку на серии электролизеров на время процесса сварки, либо перераспределять ток в ошиновке. То и другое отрицательно сказывается на работе электролизеров, что ведет к уменьшению их производительности. Общим для всех этих видов сварки является использование перегретого относительно температуры плавления алюминия (658 oC) присадочного материала

≪катодного спуска с катодной шиной≫ методом заливки соединяемых частей в изложнице перегретым расплавом

1 – шина,

2 – спуск,

3 – изложница,

4 – фрезерованные канавки,

5 – ковш с жидким алюминием,

6 – прямоугольное отверстие,

7 – стальной зажим

 

Схема получения соединений

≪катодного спуска с катодной шиной≫

методом заливки перегретым расплавом

Расплав алюминия разогревался в индукционной печи до температуры 1200 oC.

Температура расплава контролировалась с помощью пирометра. Заливка осуществлялась с помощью ковша 5 с высоты ~ 25–30 см таким образом, чтобы сначала расплав ≪омывал≫ ступенчатую часть спуска 2, а затем попадал на ребристую поверхность шины 1. Количество листов алюминия в спуске было равно 11. С целью контроля качества электрического соединения были проведены измерения электроконтактного сопротивления 4-контактным методом [3]. В измерениях

использованы источники постоянного и переменного токов.

В таблицах 1 и 2 приведены результаты измерений на переменном и постоянном токе.

Таблица 1

Переменный ток

№	I(A)	U(V)	R(мкОм)
		132*10-5	5,5
		168*10-5	5,6
		265*10-5	5,5

Среднее значение R = 5,53 0,08 мкОм

Постоянный ток

№	I(A)	U(V)	R(мкОм)
		0,576	2,16*10-6
		0,5506	2,15*10-6
		0,5426	2,12*10-6

Среднее значение R = 2,14 мкОм

 

Из результатов таблицы 1 следует, что в случае переменного тока переходное

сопротивление 11 листов спуска – катодная шина R = 5,53 Ѓ} 0,08 мкОм, или в пере-

счете на 1 лист составляет 60,83 мкОм/лист. При заливке 60 листов гибкого спуска

(типовое количество листов для электролизеров С8БМ), переходное сопротивление

соединения будет равно 1,01 мкОм. Из результатов таблицы 2 следует, что переход-

ное сопротивление соединения тех же 11 листов спуска только при постоянном токе

равно 2,14 мкОм, и при пересчете на 60 листов будет равно 0,4 мкОм (нормативное

значение переходного сопротивления для электролизера С8БМ, равно 2,5 мкОм).

По результатам работ оформлена заявка на изобретение и получен патент РФ [6].

 

Выводы

Показано, что предлагаемая технология соединения ≪катодного спуска с катод-

ной шиной≫ методом заливки соединяемых частей в изложнице перегретым распла

вом, обеспечивает качественное соединение без понижения тока серии электролизе

ров. Ее применение позволяет:

1. Повысить производительность серии электролизеров (увеличение выхода ме-

талла по току).

2. Снизить потери электроэнергии в контакте катодный спуск – катодная шина.

3. Снизить эксплуатационные затраты связанные с установкой и снятием шунтов.

4. Исключить применения электродуговой сварки.