СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ СЫРЬЯ В АЛЮМИНИЕВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР
SYSTEM OF AUTOMATIC SUPPLY OF RAW MATERIAL TO ALUMINIUM ELECTROLYSER

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано на электролизерах с верхним токоподводом и самообжигающимся анодом для питания их глиноземом и фтористыми солями.
Известно устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер по патенту РФ №2239006, М.кл., C25C 3/14, опубл. 27.10.2004. Известное устройство для подачи сыпучих материалов в электролизер состоит из бункера, прикрепленного к анодному кожуху электролизера, объемного дозатора клапанного типа, соединенного с бункером, и коаксиально размещенного относительно дозатора пробойника электролитной корки со штоком и приводом. Бункер прикреплен с зазором к анодному кожуху и снабжен коробом, прикрепленным к его нижней части и установленным с зазором к вертикально выполненной стенке газосборного колокола. Задняя стенка бункера снабжена защитным экраном. Дозатор выполнен в виде трубы с возможностью регулирования его объема сменными пластинами различной толщины, прикрепленными к ребрам, центрирующим шток относительно трубы. Дозатор имеет верхний и нижний клапаны. Внешняя кромка верхнего клапана дозатора выполнена со скосами сверху и снизу. Загрузочная горловина бункера снабжена сеткой в виде стакана, а боковые стороны от горловины выполнены наклонными. Короб выполнен в виде раструба.
Известное устройство принято в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.
Недостатками известного устройства являются:
- загрузка глинозема в бункер выполняется только обрабатывающей техникой.
- В бункере не предусмотрен сброс избыточного давления, что приводит к пылению глинозема при загрузке бункера.
- Пробойник электролитной корки со штоком и приводом размещен коаксиально относительно дозатора, что приводит к одновременному срабатыванию пробойника и дозатора. Тем самым исключается возможность раздельной работы пробойника и дозатора.
- Подача фторсолей производится обрабатывающей техникой непосредственно в бункер глинозема, что приводит к запозданию подачи фторсолей непосредственно в электролизер, тем самым невозможности эффективного управления технологическим процессом электролиза.
- Бункер глинозема непосредственно крепится на анодный кожух электролизера, что приводит к значительным нагрузкам на механизмы подъема анода и, как следствие, уменьшению ресурса их работы.
Задачей заявляемого изобретения является повышение технико-экономических и экологических показателей работы системы, исключение аварийной ситуации и снижение технологических нарушений процесса электролиза.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы системы автоматической подачи глинозема из прикорпусного силоса глинозема в электролизер без использования обрабатывающей техники, отдельная подача фторсолей в электролизер и раздельная установка пробойника и дозатора, позволяющая осуществлять раздельную подачу сырья в электролизер.
Технический результат достигается тем, что в системе автоматической подачи сырья в алюминиевый электролизер с верхним токоподводом, включающий катодное устройство, самообжигающийся анод, помещенный в анодный кожух, и газосборный колокол, содержащей бункер для подачи сырья, соединенный с полостью газосборного колокола, объемный дозатор клапанного типа, соединенный с бункером для подачи сырья, и пробойник электролитной корки со штоком и приводом, согласно заявляемому изобретению бункер для подачи сырья закреплен на катодном кожухе катодного устройства и выполнен в виде не менее двух отдельных секций для подачи глинозема и фтористых солей с размещенными внутри секций объемными дозаторами клапанного типа, система содержит магистральный и раздающий аэрожелоба, выполненные в виде отдельных секций, соединенных с источником дутья, подключенных к блоку управления транспортом глинозема, при этом магистральный аэрожелоб одним концом соединен с узлом разгрузки глинозема из прикорпусного силоса, а другим - с раздающим аэрожелобом, соединенным с секцией бункера для подачи глинозема, кроме того, пробойник для пробития электролитной корки со штоком и приводом установлен на анодном кожухе, а газосборный колокол соединен с объемными дозаторами глинозема и фтористых солей подающей трубой.
Основными отличительными признаками заявляемого изобретения, обеспечивающими достижение поставленной задачи, являются следующие:
- система имеет в своем составе отдельные бункеры глинозема и бункер фторсолей, по которым подача глинозема и фторсолей в электролизер производится независимо и раздельно друг от друга;
- для обеспечения раздельной работы пробойников электролитной корки и дозаторов используются отдельно установленные в бункеры глинозема и фторсолей дозаторы с отдельным приводом и пробойники электролитной корки с приводом, установленные на анодный кожух электролизера, что позволяет повысить управляемость технологическим процессом электролиза;
- система автоматической подачи сырья снабжена магистральным и раздающим аэрожелобами, позволяющими осуществлять транспортировку глинозема от прикорпусного силоса до бункеров глинозема без использования обрабатывающей техники в автоматическом режиме. Узлы и соединительные элементы аэрожелобов являются герметичными, что исключает возможность пыления и просыпей глинозема;
- система автоматической подачи сырья совместно с дутьевыми комплексами аэрожелобов оснащена блоками управления транспортом сырья (БУТС), обеспечивающими возможности регулировки производительности транспортировки глинозема, а также контроля и управления давлением в аэрожелобах.
Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что данное предложение отвечает условию патентоспособности "новизна".
Предлагаемое техническое решение испытано в промышленных условиях, следовательно, можно сделать вывод о том, что оно отвечает условиям патентоспособности "промышленная применимость".
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид системы, на фиг.2 - вид спереди.
Система автоматической подачи сырья (АПС) содержит магистральный аэрожелоб (1) соединенный с узлом разгрузки (2) прикорпусного силоса глинозема (3). Раздающие аэрожелоба (4) обеспечивают транспортировку сырья от магистрального аэрожелоба (1) до бункера глинозема (5), установленного на стойке (6) на катодный кожух (7) электролизера. В бункере глинозема (5) установлен объемный дозатор клапанного типа (8). Пробойник электролитной корки (9) установлен на анодном кожухе (10) электролизера, соединенном с газосборным колоколом (11) электролизера. Соединение объемного дозатора (8) с газосборным колоколом (11) выполнено посредством подающей трубы (12). Для подачи воздуха магистральный (1) и раздающие (4) аэрожелоба оснащены дутьевыми комплексами (13), снабженными центробежным вентиляционным агрегатом (14). Дутьевые комплексы (13) подключены к блоку управления транспортом сырья (БУТС) (15), обеспечивающим контроль и управление давлением в аэрожелобах, для регулировки производительности транспортировки глинозема. Дополнительно система АПС оснащена бункером фторсолей (16) и объемным дозатором клапанного типа (17), соединенным с подающей трубой (12).
Заявляемая система работает следующим образом.
На каждом электролизере может быть установлено, например, четыре бункера глинозема (5) и один бункер фторсолей (16). При поступлении сигнала от блока управления транспортом сырья (15) включается узел разгрузки (2) прикорпусного силоса (3). Глинозем из прикорпусного силоса (3) поступает в магистральный аэрожелоб (1), состоящий из самостоятельно функционирующих секций, оснащенных дутьевыми комплексами (13). Одновременно включается дутьевой комплекс (13) первой секции раздающих аэрожелобов (4). Глинозем движется по раздающему аэрожелобу (4) и заполняет бункеры глинозема (5). В процессе заполнения бункеров глиноземом возрастает давление в раздающем аэрожелобе (4). Блок управления транспортом сырья (15) регистрирует повышение давления воздуха и производит отключение дутьевого комплекса (13) раздающих аэрожелобов (4). Одновременно происходит включение дутьевого комплекса второй секции раздающих аэрожелобов (4). Процесс заполнения бункеров глинозема (5) электролизеров и сопутствующее ему повышение давления во второй секции раздающего аэрожелоба (4) протекает аналогично. Таким образом, последовательно включаются в работу третья, четвертая и т.д. до последней секции раздающего аэрожелоба (4). Заполнение последних бункеров глинозема (5) и соответствующее повышение давления в последней секции раздающего аэрожелоба (4) используется как сигнал об окончании процесса загрузки глинозема. После этого система выключается. В дальнейшем глинозем из бункера глинозема (5) при поступлении сигнала на объемный дозатор клапанного типа поступает по подающей трубе (12) в секцию газосборного колокола (11) и далее в пробитую пробойником электролитной корки (9) лунку корки электролита. Подача фторсолей в электролизер из бункера фторсолей (16), загружаемого обрабатывающей техникой, происходит аналогично подачи глинозема из бункера глинозема (5).
Система автоматической подачи сырья в электролизер, содержащая магистральный аэрожелоб, соединенный с прикорпусным силосом глинозема, раздающие аэрожелоба, обеспечивающие транспортировку сырья от магистрального аэрожелоба до бункера глинозема, установленного на опорной стойке на катодный кожух электролизера, пробойник электролитной корки, установленный на анодный кожух электролизера и соединенный для подачи глинозема с объемным дозатором с помощью подающей трубы, обеспечивает подачу глинозема в автоматическом режиме от прикорпусного силоса глинозема в электролизер без использования для транспортировки глинозема обрабатывающей техники.
Промышленные испытания предложенной конструкции показали достаточно высокую надежность работы системы автоматической подачи сырья в электролизеры с самобжигающимся анодом, а также отсутствие пыления и потерь сырья при подаче от прикорпусного силоса в электролизер, улучшая технологические и экологические показатели работы электролизера.