Оборудование для демонтажа анодов

- машины для чистки анодных огарков;

- машины для снятия огарков;

- машины для снятия чугунной заливки;

- машины для зачистки анодной штанги;

- машины правки анододержателей и положения анодных ниппелей.

Машины для чистки анодных огарков. В предыдущих главах указывалось на важность тщательной очистки огарков от электролита. От этого зависят зольность обожженных анодов, срок службы простенков печей обжига, условия газоочистки, выбросы соединений фтора в атмосферу и др. В этой связи предприятия уделяют большое внимание эффективности оборудования для очистки огарков. Начальной стадией очистки следует считать удаление глинозема и корки электролита непосредственно после извлечения анода из электролизера. 

На первой стадии очистки используются машины механического удаления глинозема и электролита скребками. На рис 1 представлена современная машина для предварительной очистки огарков, основанная на воздействии свободно падающих шаров.

 

 

Рис.1

 

 

После предварительной зачистки огарки поступают на окончательную зачистку в дробеструйную машину. Дробеструйные камеры изготовляются из профильного железа, усиленного стальными листами. Камера полностью футеруется плитами из твердой марганцевой стали, которая легко заменяется. Очистка проводится стальной дробью, для разгона дроби используются центрифуги. Для лучшей чистки анододержатель медленно вращается вокруг главной оси.

Машины для снятия огарков. Принцип этих машин гидравлические прессы. На рис.2 представлена схема действия прессов. Принцип действия основан на сдергивании с ниппелей огарков с помощью толкателей, приводимых в движение гидроприводом. Конструкция машин для снятия огарка разрабатываются индивидуально для каждого заказчика, где учитывается конструкция анодержателя и размещение ниппелей. 

Рис.2 Схема снятия огарка с ниппелей

Рис 3. Принцип действия машины для снятия чугунной заливки

Машины для снятия чугунной заливки

Принцип действия машин для снятия чугунной заливки показан на рис. 3.

Машинки для зачистки контактной поверхности алюминиевой штанги.

Принцип действия этих машинок, два образивных круга перемещаются в вертикальном напрывлении и зачищают контактную поверхность штанги от грязи оксидов, снимая микрослой стружки 

Машины правки анододержателей, машины правки положения ниппелей, эти машины работают по принципу механической правки за счет создаваемых усилий гидроприводом.

  Конструкция анододержателей.

Анододержатели являются важным конструктивным элементом анодного устройства, удерживающим анод в рабочем положении и обеспечивающим подвод тока в электролизере от токоведущей ошиновки к угольному аноду.

Существует несколько видов анододержателей, существенно различающихся по конструкции. Однако для всех видов анододержателей характерно наличие трех конструктивных элементов (рис.3):

-токоведущей штанги 1,

-траверсы (консоли) 2

- ниппелей 3

- сварной контакт 4

Рис.4

 

Токоведущая штанга изготовляется из неферромагнитного материала с высокой электропроводностью и высокими механическими свойствами. Как правило штанги изготовляются из сплава алюминия с 5% содержанием кремния, в редких случаях используется медь (рис.4) и чистого алюминия марки А5.

 В верхней чисти траверса с помощью сварного контакта 4 крепится к штанге. Траверса представляет собой литую и сварную стальную конструкцию.

Ниппель крепится к траверсе с помощью сварки и находится в контакте с угольным анодом через чугунную заливку. Расположение ниппелей может быть однорядным (Рис 5а) и двух рядным (рис.5б). Стальные ниппеля для снижения их износа покрываются графитовым порошком. Для увеличения срока службы ниппелей увеличивается их диаметр с 110мм до 120-130мм а за рубежом до 165мм. 

 

 

           

 

                а)                                                                                       б)

Рис.5 Расположение ниппелей: а) - однорядное; б) - двух рядное

Анодомонтажные операции

Анодомонтажные операции включают перечень вспомогательных и основных работ следующего характера:

— шихтовка чугуна для плавки;

— плавка чугуна и доводка его до требуемых кондиций;

— заполнение разливочных ковшей и доставка их к заливочной станции;

— установка анодных блоков и ниппелей анододержателей в положение заливки;

— заливка ниппелей чугуном и охлаждение заливки.

Для заливки ниппелей при монтаже анодов применяют литейные чугуны специального состава. Чугуны обладают природной хрупкостью, необходимой для удаления заливки с ниппеля отработанного анода.

К качеству чугуна предьявляют требования:

- минимальная линейная усадка при затвердевании (0,3-1,2%)

- высокая смачивающая способность, которая достигается благодаря присутствию в чугуне графита, повышенная текучесть

- повышенная механическая прочность на сжатие

- плавление при более низкой температуре, чем сталь со сходными свойствами

В составе чугуна для заливки ниппелей присутствуют:

- углерод и кремний в количестве соответственно3,0-3,8 и 2,0-3,6%., способствует снижению объемной усадки

- фосфора 0,02-2,34%, снижается температура плавления, увеличивается жидкотекучесть и улучшает литейные свойства, но увеличивается электросопративление

- марганец связывает в виде сульфида серу, повышается прочность чугуна.

Для получения плотной и прочной структуры чугуны огромное значение имеет толщина стенки заливки. Толстая стенка приводит к образованию усадочного зазора между заливкой и стенкой анода после охлаждения чугуна до комнатной температуры. Этот зазор получает некоторое послабление при тепловом расширении ниппельного соединения, т.к. коэффициент теплового расширения стали(ниппеля) в три раза больше, чем углерода(анода). Оптимальная толщина заливки должна быть 1-1,12см.

 Для улучшения контакта и усиления механического соединения ниппеля с гнездом, в гнезде делается винтовая нарезка.

 Зашихтованный чугун плавится в электропечах, оптимальным вариантом плавильного агрегата для монтажного участка анодов является индукционные тигельные печи производительностью от 1 до 6т.

Температура нагрева металла в печи до 1400⁰С.

Подготовленный металл в печи переливается в разливочный ковш вместимостью 450-750кг, который предварительно подогревается с помощью электронагревателей.

Разливка чугуна осуществляется специальной машиной (Рис5)

После завершения заливки полностью смонтированные аноды направляются в цех электролиза или на склад смонтированных анодов.

 

 

 

 

Рис. 5 Работа разливочной машины

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с текстом данной работы.

2.  Дайте письменные ответы на предложенные контрольные вопросы.

3. Разработайте транспортно-технологическую схему демонтажа отработанных анодов и монтажу новых анодов.

4. Доложите преподавателю о проделанной работе.

 

Контрольные вопросы

1. Перечислите операции по демонтажу отработанных анодов.

2. Перечислите оборудование, используемое при демонтаже отработанных анодов, их принцип действия.

3. Основные узлы анододержателя.

4. Разновидности конструкций анододержателей.

5. Перечислите анодомонтажные операции.

6. Требования, предьявляемые к заливаемому чугуну.

Литература:

1.  Янко, Э. Я. Аноды алюминиевых электролизеров / Э. Я. Янко. - М.: Руды и металлы, 2001.-670с.

2. Технология производства электродных масс для алюминиевых электролизеров: учеб. пособие для вузов / Г. В. Галевский [и др.]. – Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1999. – 295 с.

3. Москвитин, В. И. Металлургия легких металлов: учебник для вузов / В. И. Москвитин, И. В. Николаев, Б. А. Фоминых. - М.: Интермет Инжиниринг, 2005. - 416с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Волгоградский колледж управления и новых технологий

Имени Юрия Гагарина»

(ГБПОУ «ВКУиНТ им. Ю. Гагарина»)