mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Light Metals, стр. 309-314, 1993), заключающийся в кладке теплоизоляционных кирпичей или плит различных размеров на днище кожухов электролизеров, последующей кладке огнеупорных кирпичей и засыпке из биг-бэгов сухой барьерной смеси из анортитового материала, его предварительного распределения по площади подкатодного пространства с использованием лопат и скребков, окончательного разравнивания рейкой или металлическим уголком, которые рабочие передвигают по верхней кромке опалубки, установленной на венцах вдоль продольной стороны катодного устройства, укрытия поверхности полиэтиленовой пленкой и листами текстолита или древесно-волокнистой плит, установке с помощью технологического крана строительного площадочного вибратора для уплотнения песчаных смесей, перемещения двумя рабочими вибратора по спирали от периферии к центру в три прохода.
Light Metals, 1993, pp. 309-314), wherein heat-insulating bricks or slabs of various sizes are laid on the bottom of the shells of electrolysis cells, followed by laying refractory bricks and pouring a dry barier mixture of anorthite material out of big bags, preliminarily spreading it over the area of the sub-cathode space using shovels and scrapers, finally leveling it using a rail or metal angle bar moved by workers along the upper edge of the formwork installed on the rims along the longitudinal side of the cathode assembly, covering the surface with polyethylene film and sheets of textile composite laminate or fiberboard, installing a construction site vibrator for sand mixture compaction using a pot tending machine, and moving the vibrator by two workers spirally from the periphery to the center in three passes.
Недостатками этого способа и устройства для его осуществления являются высокие трудозатраты, длительное время перефутеровки электролизеров, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия работы персонала из-за пыления материала, а также невозможность повторного использования футеровочных материалов.
The drawbacks of this method and the device used to embody the method are high labor inputs, the long time required to re-line the electrolysis cells, unsanitary working conditions for the personnel due to material dusting, and the impossibility of reusing the lining materials.
Также известен другой вариант способа футеровки катодов электролизеров (Brandtzeg S.R., Paulsen K.А., Siljan O.J. and Thovsen K. Experiences with anorthite powder based penetration barrier in 125 kA Soderberg cell cathodes.
Another embodiment of the method for lining electrolysis cell cathodes is also known (Brandtzeg S. R., Paulsen K. A., Siljan 0.
Light Metals, pp. 309-314, 1993), заключающийся в кладке венца (периферийной зоны катодного устройства), засыпке и распределении с использованием лопат и скребков по площади центральной зоны глинозема, засыпке на образованную поверхность сухой барьерной смеси, ее распределения и выравнивания по площади глинозема с использованием лопат, скребков, реек или металлического уголка, укрытия поверхности полиэтиленовой пленкой и листами текстолита или древесно-волокнистой плит и заключительном уплотнении площадочным вибратором.
Light Metals, 1993, pp. 309-314), which comprises laying the rim (the peripheral zone of the cathode assembly), pouring and 2 spreading alumina over the central zone area using shovels and scrapers, pouring a dry barrier mixture onto the formed surface, spreading and leveling the mixture over the alumina area using shovels, scrapers, rails or a metal angle bar, covering the surface with polyethylene film and sheets of textile composite laminate or fiberboard, and performing the final compaction using a site vibrator.
Недостатками этого способа и устройства для его осуществления являются высокие трудозатраты, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия работы персонала из-за пыления материала, невысокая точность теплоизоляционного слоя из глинозема, что сокращает срок службы электролизера.
The drawbacks of this method and the device used to embody the method are high labor inputs, unsanitary working conditions for the personnel due to material dusting, and low accuracy of the heat-insulating alumina layer, which reduces the service life of the electrolysis cell.
Известен также способ футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия (патент компании Русал RU 2606374, С25С 3/08, 10.01.2017), включающий загрузку в кожух катодного устройства теплоизоляционного слоя цоколя электролизера, состоящего из неграфитированного углерода, формирование огнеупорного слоя засыпкой порошка алюмосиликатного состава и его уплотнение вибропрессованием, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой.
A method is also known for lining the cathode assembly of an electrolysis cell for aluminum production (Rusal patent RU 2606374, C25C 3/08, 01.10.2017), wherein the heat-insulating non-graphitic carbon layer of the electrolysis cell base is loaded into the cathode assembly shell, a refractory layer is formed by pouring aluminosilicate powder and then compacted by vibration pressing, bottom and side blocks are installed and the joints between them are then sealed with a cold ramming paste.
При этом упомянутый теплоизоляционный материал помещают в кассетные модули и укладывают цоколь электролизера по меньшей мере из одного слоя упомянутых кассетных модулей, а швы между ними пересыпают неграфитированным углеродом.
Said heat-insulating material is placed into the cassette modules, the electrolysis cell base is installed comprising at least one layer of said cassette modules, and the joints between them are filled with non-graphitic carbon.
Предпочтительно длина кассетных модулей составляет половину ширины катодного устройства, а их ширина составляет половину длины кассетных модулей, в качестве материала кассетных модулей используют полипропилен, для укладки кассетных модулей используют траверсу с шестью точками подвеса кассетного модуля.
Preferably, the length of the cassette modules is half the width of the cathode assembly, and the width of the cassette modules is half their length; polypropylene is the material used for the cassette modules, a cross arm with six suspension points for the cassette module is used to install the cassette modules.
Недостатками этого способа являются высокие трудозатраты на этапе заполнения кассетных полипропиленовых модулей, невысокая точность получаемого теплоизоляционного слоя, что сокращает срок службы электролизера.
The drawbacks of this method are high labor inputs when filling the polypropylene cassette modules, and low accuracy of the resulting heat-insulating layer, which reduces the service life of the electrolysis cell.
Известен способ футеровки катодного устройства алюминиевого электролизера с катодным кожухом и угольными подовыми блоками (авторское свидетельство SU 1183564, С25С 3/08, 07.10.1985), включающий засыпку на днище кожуха, распределение по поверхности цоколя, выравнивание и уплотнение слоя теплоизоляционного материала до плотности 0,8-1,1 т/м3, засыпку на полученный слой следующей порции теплоизоляционного материала, распределение его по поверхности предыдущего слоя, выравнивание и уплотнение до плотности 1,2-1,8 т/м3.
A method is known for lining the cathode assembly of an aluminum electrolysis cell with a cathode shell and coal bottom blocks (Inventor's Certificate SU 1183564, C25C 3/08, 10.07.1985), which comprises pouring onto the shell bottom, spreading over the surface of the base, leveling and compacting the heat insulating material layer to a density of 0.8-1.1 t/m3, pouring the next portion of 3 the heat-insulating material onto the resulting layer, spreading it over the surface of the previous layer, leveling and compacting it to a density of 1.2-1.8 t/m3.
Недостатками указанного способа являются высокие трудозатраты, обусловленные необходимостью распределения материала по поверхности катодного кожуха и уплотнения каждого из слоев, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия работы персонала из-за пыления материала и низкое качество монтажа цоколя электролизера по причине отсутствия точности при выравнивании высоты слоев и наличия неплоскостности.
The drawbacks of this method are high labor inputs needed to spread the material over the surface of the cathode shell and to compact each layer, unsanitary working conditions for the personnel due to material dusting, and poor installation quality of the electrolysis cell base due to inaccurate leveling of the layer height and lack of flatness.
Известно устройство для выравнивания слоя шихты на паллетах агломашины при подготовке агломерационной шихты и спеканию на агломерационных машинах ленточного типа на фабриках окускования металлургического сырья (патент RU 2007678, F27B 21/00, 15.02.1994).
A device is known for leveling a fusion mixture layer on the pallets of a sintering machine during the sintering mixture preparation and sintering on conveyor type sintering machines at sinter plants for metallurgical raw materials (patent RU 2007678, F27B 21/00, 02.15.1994).
Устройство содержит нож, выполненный в плане фигурным, симметричным относительно продольной оси паллеты и расположенный вершиной навстречу направлению движения слоя шихты.
The device comprises a knife shaped in plan view, symmetric with respect to the longitudinal axis of the pallet, and positioned with its top toward the movement direction of the fusion mixture layer.
Рабочая поверхность ножа в продольном сечении выполнена вогнутой, при этом касательные к нижней режущей и верхней ее частям образуют с горизонтальной плоскостью угол, составляющий 30-40 и 60-90 соответственно, а угол между касательной к образующей и осью паллеты составляет 60-50 с уменьшением в указанном интервале от вершины к концам ножа.
The knife has a concave working surface in the longitudinal section, with the lines tangent to the lower cutting and upper parts forming 30-40 and 60-90 angles with the horizontal plane, respectively; the angle between the tangent to the generatrix and the pallet axis is 60-50, with the specified interval decreasing from the top to the ends of the knife.
Нож в плане может быть выполнен U-образной формы или рабочая поверхность может быть ступенчатой, при этом длина каждой ступени составляет 1/3-1/4 длины ножа.
In plan view, the knife may be U-shaped, or its working surface may be stepped, with the length of each step being 1/3-1/4 of the knife length.
Недостатком такого устройства, применительно к задачам футерования катодов электролизеров, является необходимость загрузки и пыление при загрузке футеровочного материала в кожух электролизера, необходимость использования отдельного привода для перемещения ножа, что в совокупности с гораздо большей шириной катода, чем паллеты агломашины, делает устройство громоздким и неработоспособным.
As applied to the task of lining electrolysis cell cathodes, the drawback of this device is the need to load the lining material into the electrolysis cell shell and its dusting, the need to use a separate actuator to move the knife, which, in conjunction with the cathode being much wider than the sintering machine pallet, makes the device cumbersome and inoperable.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков для предложенного способа и устройства является способ формирования бесшовных футеровочных слоев в алюминиевых электролизерах и устройство для его осуществления (патент компании Русал RU 2296819, МПК С25С 3/06, С25С 3/08, 10.04.2007).
The closest analogue to the proposed method and device in terms of technical essence and a combination of essential features is a method of forming seamless lining layers in aluminum electrolysis cells and a device for its embodiment (Rusal patent RU 2296819, IPC C25C3/06, C25C3/08, 04.10.2007).
Способ включает засыпку порошкообразного материала в кожух электролизера, разравнивание его с помощью рейки, укрытие засыпанного материала слоем пылеизолирующей пленки и уплотнение материала, осуществляемое в два этапа: предварительного статического и окончательного динамического уплотнения.
The method comprises pouring a powdered material into the electrolysis cell shell, leveling it using a rail, covering the poured material with a layer of dust-insulating film, and compacting 4 the material in two steps: preliminary static and final dynamic compaction.
При этом формирование футеровочного слоя осуществляется перемещением рабочих органов статического и динамического уплотнения вдоль продольной оси катода алюминиевого электролизера на всю ширину барьерного материала со скоростью от 0,21 до 0,24 м/мин, а динамическое уплотнение материала проводится при частоте колебаний не более 55 Гц и постоянно действующей статической нагрузке на виброблоки в виде подпружиненных пригрузов с удельным (на единицу длины уплотняющего приспособления) весом пригруза не менее 150 кг/м. Процесс уплотнения осуществляется через слой из жесткой резины толщиной от 5 до 25% высоты барьерного слоя.
The lining layer is formed by moving the working members of static and dynamic compaction along the longitudinal axis of the cathode of the aluminum electrolysis cell to the entire width of the barrier material at a speed of 0.21-0.24 m/min; the dynamic compaction of the material is performed at an oscillation frequency of not more than 55 Hz and a constant static load on the vibration units using spring-loaded balance weights with a specific weight (per unit length of the compaction tool) of at least 150 kg/m.
Устройство содержит привод и уплотняющее приспособление, состоящее из блока для статической обработки, выполненного в виде катка с приводом и подсоединенного к катку посредством коромысла и тяги блока динамической обработки, выполненного в виде виброблока, включающего вибровозбудитель с направленной вынуждающей силой и установленного с возможностью его перемещения вокруг горизонтальной оси катка.
The device comprises a drive and a compaction tool consisting of a static processing unit configured as a driven wheel, and a dynamic processing unit connected to the wheel by means of a rocker arm and a rod, and configured as a vibration unit including a vibration exciter with a directed impact force and installed to allow movement around the horizontal axis of the wheel.
Изобретение позволяет повысить срок службы за счет замедления скорости проникновения компонентов криолитглиноземного расплава в теплоизоляционную часть цоколя и сохранения теплофизических свойств последней.
The invention extends service life by slowing down the penetration rate of the cryolite-alumina melt components into the heat-insulating portion of the base and retaining the thermophysical properties of the latter.
Недостатком прототипа является то, что процесс инсталляции неформованных материалов производится с использованием лопат и скребков, обуславливающих низкое качество монтажа цоколя электролизера по причине отсутствия точности при выравнивании высоты слоев, высокие трудозатраты при предварительном и окончательном выравнивании футеровочных материалов при неудовлетворительных санитарно-гигиенических условиях работы персонала.
The drawback of the prototype is that the unformed materials are installed using shovels and scrapers, causing poor installation quality of the electrolysis cell base due to inaccurate leveling of the layer height, high labor inputs during preliminary and final leveling of the lining materials, and unsanitary working conditions for the personnel.
Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является улучшение качества монтажа катодного кожуха алюминиевого электролизера за счет повышения точности выравнивания высоты футеровочных слоев, что в результате приводит к повышению срока службы электролизеров, снижение трудозатрат и пыления футеровочного материала.
Disclosure of the Invention The technical problem and technical result of the proposed invention is the improved installation quality of the cathode shell of an aluminum electrolysis cell due to more accurate leveling of the height of the lining layers, which results in extended service life of electrolysis cells, and reduced labor inputs and dusting of the lining material.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе формирования футеровочных слоев в катодном кожухе алюминиевого электролизера, включающем засыпку слоев на днище катодного кожуха, распределение по поверхности катодного кожуха и выравнивание слоев футеровочного материала, засыпку на полученный слой очередной порции футеровочного материала, распределение его по поверхности предыдущего слоя и выравнивание, согласно заявляемому изобретению, засыпку футеровочных материалов производят одновременно с распределением слоев по поверхности катодного кожуха, а выравнивание слоев осуществляют по заданному уровню, отсчитываемому от плоскости верхнего края катодного кожуха алюминиевого электролизера.
The posed problem is solved and the technical result is achieved as follows: in the method of forming the lining layers in the cathode shell of an aluminum electrolysis cell wherein layers are poured onto the bottom of the cathode shell, spread over the surface of the cathode shell and leveled, another portion of the lining material is poured onto the resulting layer, spread over the surface of the previous layer and leveled, according to the claimed invention, the lining materials are poured and the layers are spread over the surface of the cathode shell simultaneously, and the layers are leveled at a preset level measured from the plane of the upper edge of the cathode shell of the aluminum electrolysis cell.
Последовательно формируют два и/или более футеровочных слоя с переменными физическими и рабочими свойствами (пористостью, теплопроводностью, теплоизоляцией), заданными по технологии и обусловленными конструктивными особенностями электролизера.
Two and/or more lining layers with variable physical and performance properties (porosity, thermal conductivity, heat insulation) specified according to the technology and caused by the design features of the electrolysis cell are formed in succession.
Засыпку футеровочных слоев, распределение слоев по поверхности катодного кожуха и выравнивание проводят со скоростью от 0,2 до 0,9 м/мин. При этом целесообразно дополнительно контролировать скорость засыпки слоя, а также параметры его распределения и выравнивания, и корректировать режимы при необходимости.
The lining layers are poured, spread over the surface of the cathode shell and leveled at a rate of 0.2-0.9 m/min.
При скорости менее 0,1 м/мин происходит неоправданное снижение производительности, а с увеличением скорости движения устройства для формирования слоев футеровки свыше 0,9 м/мин качество укладки футеровочных слоев ухудшается и происходит пыление футеровочного материала.
When the running speed of the device forming the lining layers falls below 0.1 m/min, the productivity decreases unreasonably, and when the speed increases above 0.9 m/min, the quality of laying the lining layers deteriorates and dusting of the lining material occurs.
Такой способ футеровки катодов алюминиевых электролизеров неформованными футеровочными материалами обеспечивает механизированную с высокой производительностью, последовательную из различных футеровочных материалов практически беспылевую укладку, равномерное распределение по всей площади катодного кожуха и качественное выравнивание футеровочных слоев на любом уровне, отсчитываемом от плоскости верхнего края катодного кожуха электролизера.
Such method of lining the cathodes of aluminum electrolysis cells with unformed lining materials ensures the mechanized, high-performance, virtually dust-free successive laying of lining layers of various lining materials, uniform spreading over the entire area of the cathode shell, and high-quality leveling of the lining layers at any level measured from the plane of the upper edge of the cathode shell of the electrolysis cell.
Это повышает качество монтажа катодного кожуха электролизера за счет увеличения точности путем качественного выравнивания высоты футеровочных слоев, снижает трудозатраты при распределении материала по поверхности катодного кожуха, улучшает санитарно-гигиенические условия работы персонала за счет снижения пыления футеровочного материала.
This improves the installation quality of the electrolysis cell cathode shell due to high-quality leveling of the lining layers height, reduces the labor inputs required to spread the material over the surface of the cathode shell, and improves the working conditions for the personnel due to reduced dusting of the lining material.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что устройство для формирования футеровочных слоев в катодном кожухе алюминиевого электролизера для осуществления способа, выполнено в виде несущей металлоконструкции с возможностью ее фиксации на продольных сторонах катодного кожуха и последовательного перемещения вдоль продольной оси катодного кожуха алюминиевого электролизера и содержит продольные и поперечные балки, механический привод, установленный на поперечных балках, и вертикальные направляющие, при этом на вертикальных направляющих закреплена рама с возможностью ее вертикального перемещения, на которой жестко закреплена по меньшей мере одна кассета с футеровочным материалом, снабженная в нижней части затвором, выполненным с возможностью его регулирования для высыпания футеровочного материала на поверхность катодного кожуха и одновременного распределения и выравнивания футеровочных слоев кромкой затвора.
The problem is also solved, and the technical result is also achieved by the fact that the device for forming the lining layers in the cathode shell of an 6 aluminum electrolysis cell for embodying the method is configured as a supporting metal structure fixable on the longitudinal sides of the cathode shell and sequentially moved along the longitudinal axis of the cathode shell of the aluminum electrolysis cell, and contains longitudinal and transverse beams, a mechanical actuator mounted on the transverse beams, and vertical guides, wherein a frame is mounted on the vertical rails and configured for vertical movement, on which at least one cassette with a lining material is rigidly fixed and provided with a gate in the lower part designed to be controlled for pouring the lining material onto the surface of the cathode shell and for spreading and leveling the lining layers simultaneously with the edge of the gate.
Кромкой затвора обычно является крайний ролик, на котором находится кольцевая эластичная лента с шириной, равной длине ролика.
The edge of the gate is usually the outermost roller, on which a circular elastic belt is installed having a width equal to the roller length.
Ролики, охваченные кольцевой эластичной (например, резиновой) лентой, обеспечивают перекрытие выпускного окна кассеты с материалом.
The rollers covered with the circular elastic (for example, rubber) belt block the outlet window of the cassette with the material.
Они закреплены на секторах, жестко связанных с поворотным валом.
They are fixed onto sectors rigidly connected to a pivoting shaft.
При повороте вала ролики перекатываются по поверхности кассеты, открывая (и закрывая) ее выпускное отверстие.
When the shaft rotates, the rollers roll over the surface of the cassette, opening (and closing) its outlet orifice.
Эластичная (резиновая) лента обеспечивает герметичность.
The elastic (rubber) belt ensures tightness.
Тяговые винты служат для подъема и опускания подкассетной рамы относительно плоскости верхнего края бортов.
Traction screws are designed to raise and lower the cassette frame with respect to the plane of the upper edge of the sides.
Предлагаемое устройство дополняют частные отличительные признаки, способствующие оптимальному выполнению поставленной задачи.
The proposed device is supplemented with particular characteristic features that help solve the posed problem in the optimum way.