ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ
ELECTROLYTIC CELL FOR PRODUCTION OF ALUMINIUM

Предлагаемое изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к электролитическому способу производства алюминия в электролизерах с устройствами автоматической загрузки сырья (глинозема, фторсолей), и направлено на совершенствование устройства для загрузки сырья, повышение выхода по току, уменьшение загрязнения окружающей среды, улучшение условий труда.
В настоящее время наряду с существующими способами питания сырьем алюминиевых электролизеров разных типов все шире внедряется система автоматического питания сырьем алюминиевых электролизеров. Электролизер для получения алюминия содержит ванну-катод, анод(ы) и устройство для подачи сырья, включающее бункер для сырья, течку от бункера к пробойнику-дозатору и привод для вертикального перемещения пробойника, служащего для разрушения корки электролита с щелью подачи под нее порции сырья.
Известны авторские свидетельства: 461973 C25C 3/14 1973 г., 985134 С25С 3/14 1981 г., 1560636 С28С 3/14 1990 г.
Основным недостатком данных устройств является отсутствие регулирования дозы сырья, подаваемого в алюминиевый электролизер, что приводит к расстройству технологического процесса.
Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанного недостатка, что ведет к повышению выхода по току, уменьшению загрязнения окружающей среды, улучшению условий труда.
Указанная цель достигается тем, что электролизер для получения алюминия, содержащий ванну-катод, анод(ы) и устройство для подачи сырья, включающее бункер для сырья, течку от бункера к трубе пробойника-дозатора с элементами закрепления его на электролизере, размещенный в трубе пробойник со штоком, привод, отличается тем, что с целью совершенствования устройства для подачи сырья, повышения выхода по току, уменьшения загрязнения окружающей среды и улучшения условий труда труба пробойника-дозатора снабжена внутренней поперечной перегородкой с отверстием, образующей верхнюю и нижнюю камеры с открытыми наружными концами, в полости нижней камеры размещен пробойник, шток которого оснащен в нижней его части 4-мя продольными радиально расположенными ребрами, проходит через отверстие внутренней поперечной перегородки между камерами и жестко соединен с приводом, причем привод и пробойник-дозатор размещены на общей раме, т.е. выполнены одним агрегатом, закрепляемым на электролизере, пробойник в верхнем (исходном) положении перекрывает отверстие в перегородке между камерами посредством шайбы-кольца, размещенной на штоке с возможностью незначительного, ограниченного упорами перемещения относительно перегородки между камерами на величину, равную (0,15-0,20)Д, где Д - размер диаметра пробойника в мм, и прилегающей к последней с образованием "песочного" затвора в зазорах под действием верхней, полусферической формы, части пробойника, наружное отверстие нижней камеры оснащено шайбой-диафрагмой, обеспечивающей прохождение сквозь нее пробойника, и располагается над наружной поверхностью корки электролита на расстоянии, равном (0-0,20)Д, где Д - размер диаметра пробойника в мм, в полости верхней камеры на штоке размещен регулятор дозы, перемещение которого по штоку с последующей фиксацией его изменяет объем верхней камеры, к наружному отверстию которой подведено отверстие течки от бункера с сырьем, снабженное общим для отверстий пылеуловителем, над которым на штоке пробойника нанесена цифровая шкала для упрощения установки регулятора дозы в необходимое положение.
На фиг.1 изображен фрагмент поперечного сечения алюминиевого электролизера с самообжигающимся анодом и верхним токоподводом, оснащенного устройством автоматического питания сырьем. На чертеже условно не показаны бункер с сырьем, течка от бункера, рама агрегата, пылеуловитель.
На фиг.2 изображен фрагмент поперечного сечения алюминиевого электролизера с обожженными анодами, оснащенного устройством автоматического питания сырьем. На чертеже условно не доказаны бункер с сырьем, течка от бункера, рама агрегата, привод, пылеуловитель, глиноземная засыпка анодного массива.
На фиг.3 и 4 изображено сечение А-А соответственно верхнее (исходное) положение пробойника и нижнее положение пробойника.
На фиг.6-8 изображено соответственно сечения Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д. Электролизер для получения алюминия содержит ванну-катод 1, анод(ы) 2 (самообжигающийся или обожженный), устройство для подачи сырья, включающий бункер для сырья, течку от бункера (на черт. условно не показаны), пробойник-дозатор 3 со штоком 4, привод 5.
Устройство пробойника-дозатора 3 выполнено в виде трубы с открытыми отверстиями на концах с элементом крепления 6 к общей раме (рама условно не показана), которая снабжена внутренней поперечной перегородкой 7 с отверстием, образующей верхнюю камеру 8 и нижнюю камеру 9. В нижней камере 9 размещен пробойник 10, шток которого 4 оснащен в нижней своей части 4-мя продольными радиально расположенными ребрами 11, проходит через отверстие внутренней поперечной перегородки 7 и жестко соединен с приводом 5, причем привод 5 и пробойник-дозатор 3 размещены на общей раме (на чертеже условно не показана), т.е. выполнены одним агрегатом, закрепляемым на электролизере.
На штоке 4 размещена шайба-кольцо 12 с возможностью перемещения ее на расстояние, равное (0,15-0,20)Д, где Д - размер диаметра пробойника в мм, от поверхности внутренней поперечной перегородки 7, перекрывая ее отверстие с помощью верхней, полусферической формы части пробойника 10 при верхнем (исходном) положении его и открывая это отверстие при перемещении пробойника 10 в нижнее положение, причем перемещение шайбы-кольца ограничено упорами 13. Наружное отверстие нижней камеры 9 оснащено шайбой-диафрагмой 14, обеспечивающей прохождение сквозь нее пробойника 10, его центровку и направленное истечение сырья в отверстие в корке электролита. В полости верхней камеры 8 на штоке 4 размещен регулятор дозы 15 с возможностью перемещения по штоку 4 с последующей фиксацией его (фиксатор, например болт, на чертеже условно не показан), что изменяет объем верхней камеры 8.
К наружному отверстию верхней камеры 8 подведено отверстие течки от бункера с сырьем, снабженное общим для этих отверстий пылеуловителем (на чертеже условно не показан), над которым на штоке 4 нанесена цифровая шкала для упрощения установки регулятора дозы в необходимое положение.
Работа устройства автоматической загрузки сырья в алюминиевый электролизер
При работе электролизера для получения алюминия порошкообразные материалы (глинозем, фторсоли) из бункера для сырья по течке (на чертеже условно не показаны) поступают через наружное отверстие верхней камеры 8 в полость ее и в полости между ребрами 11 штока 4 и заполняют их, при этом объем наполнения определяется фиксированным положением регулятора дозы 15, размещенного в верхней камере 8. При этом пробойник 10 находится в верхнем (исходном) положении, обеспечивает прилегание шайбы-кольца 12 к нижней поверхности внутренней поперечной перегеродки 7 своей верхней, полусферической частью, закрывая отверстие в последней с образованием "песочного" затвора 16 в зазорах.
Пылесборник (условно не показан) препятствует выбросу глиноземной пыли в атмосферу цеха при истечении сырья из течки бункера.
При включении привода 5 на рабочий ход пробойник 10 перемещается вниз, открывает отверстие во внутренней поперечной перегородке 7, при этом шайба-кольцо 12 отходит от нижней поверхности внутренней поперечной перегородки 7 и "садится" на упоры 13, обеспечивая тем самым свободное перетекание порошкообразного сырья из верхней камеры 8 в полость нижней камеры 9, при этом пробойник 10 и шайба-диафрагма 14 препятствуют истечению сырья из нижней камеры 9 до момента разрушения корки электролита пробойником 10.
При обратном ходе пробойника 10 (ход в верхнее, исходное положение) открывается отверстие шайбы-диафрагмы 14 и сырье "устремляется" в отверстие в корке электролита, при этом форма отверстия шайбы-диафрагмы 14 способствует направленному истечению сырья.
Затем цикл работы пробойника-дозатора 3 повторяется в соответствие с программой подачи следующей порции сырья.