EA035309B1 - Anode for use in an electrolysis process for production of aluminium in cells of hall-heroult type, and method for making same - Google Patents

Abstract

An anode for use in an electrolysis process for production of aluminium in cells of Hail-Heroult type, the anode comprises a body or block (120; 20) of calcinated carbonaceous material connected with an electrical current lead, where said current lead being connected with an anode rod (103; 3) and further being part of an anode hanger (101; 1). The current lead comprises at least one metallic suspension plate(s) (104; 4, 4') with vertically oriented redding plates (105, 105''', 5, 5') at least partly embedded by their lower partly in corresponding recesses (113, 113'"', 13,. 13'; 100, 100') in the top of the carbonaceous block (120; 20} and further connected by mechanical fixation means (108; 8; 14, 16). Said recesses are wider than the redding plates and being filled with an electric conductive particulate material only. It Is also described a method for processing an undercut recess (10) in the anode top for mechanically fixing the anode block (20) to a protrusion (8) on the current lead.

Description

Настоящее изобретение относится к аноду и способу его изготовления. В частности, изобретение относится к предварительно обожженным анодам для электролитического производства алюминия в электролизных ячейках Холла-Эру.The present invention relates to an anode and a method for its manufacture. In particular, the invention relates to prebaked anodes for the electrolytic production of aluminum in Hall-Herou electrolysis cells.

Обычно предварительно обожженные аноды крепят к ниппелям, образующим часть анодной подвески. В угольном анодном блоке имеются предварительно выполненные отверстия, которые позволяют вставить в них ниппели. Крепление между ниппелем и анодом выполняют путем наливания расплавленного чугуна в кольцевое пространство между каждым отдельным ниппелем и соответствующим отверстием в аноде. Анодная подвеска также содержит поперечину анода с ниппелями, причем поперечина анода также подвешена на анодной штанге, которая своей верхней частью прикреплена к анодной балке. Зачастую между анодной штангой и поперечиной имеется биметаллическое соединение.Typically, prebaked anodes are attached to nipples forming part of the anode suspension. The carbon anode block has pre-made holes that allow nipples to be inserted into them. The fastening between the nipple and the anode is carried out by pouring molten iron into the annular space between each individual nipple and the corresponding hole in the anode. The anode suspension also contains a cross member of the anode with nipples, and the cross member of the anode is also suspended on the anode rod, which is attached with its upper part to the anode beam. Often there is a bimetallic connection between the anode rod and the cross member.

Использование расплавленного чугуна имеет некоторые последствия с точки зрения капиталовложений, например, для печей, которые могут расплавить чугун, и соответствующей системы распределения и разливания. В некоторых технологиях ниппели для анода предварительно нагревают.The use of molten cast iron has some investment implications, for example, for furnaces that can melt cast iron, and the corresponding distribution and casting system. In some technologies, anode nipples are preheated.

Обычно предварительно обожженный анод изнашивается после примерно 30 дней пребывания в ячейке вследствие потребления углеродного материала, из которого он состоит. Затем его необходимо заменить. Изношенный анод (огарки) транспортируют на установку, где ниппели анодной подвески очищают путем удаления остаточного материала анода вместе с остатками чугуна. Обычно это выполняют с использованием механических инструментов ударного действия.Typically, the prebaked anode wears out after about 30 days in the cell due to consumption of the carbon material of which it is composed. Then it must be replaced. The worn anode (cinder) is transported to the installation, where the nipples of the anode suspension are cleaned by removing residual anode material together with the remains of cast iron. This is usually accomplished using mechanical percussion instruments.

Операции для установки нового анода и удаления огарков изношенного анода являются времязатратными и дорогими.The steps to install a new anode and remove the cinders of a worn anode are time-consuming and expensive.

Патент US 4574019 относится к процессу крепления двух анодных блоков к средству анодной подвески, содержащему две лопатки или ниппели, с использованием клейкой массы. Масса должна быть механически прочной и должна обладать хорошими свойствами электропроводности по меньшей мере при температуре от 900 до 1000°С. Клейкая масса может представлять собой смесь твердых веществ, связующего вещества и отвердителя. Твердые вещества могут быть представлены металлическим порошком, например железным, медным или алюминиевым. Размер частиц металла должен быть не более 5 мм. Такой тип контактной массы также описан в EP 0027534.US 4,574,019 relates to the process of attaching two anode blocks to an anode suspension means comprising two vanes or nipples using an adhesive mass. The mass must be mechanically strong and must have good electrical conductivity at least at a temperature of from 900 to 1000 ° C. The adhesive mass may be a mixture of solids, a binder and a hardener. Solids can be represented by a metal powder, for example, iron, copper or aluminum. The particle size of the metal should be no more than 5 mm. This type of contact mass is also described in EP 0027534.

В соответствии с патентом EP 2242976 A1 заявителя в качестве заполняющего материала применяют электропроводящие частицы только между проводником электрического тока и обожженным углеродсодержащим материалом в аноде. Применение только электропроводящих частиц без упрочняющей матрицы облегчает повторное использование проводящих частиц. Также было продемонстрировано, что снизилось электрическое сопротивление анодов, закрепленных в соответствии с этим решением.In accordance with the applicant's patent EP 2242976 A1, electrically conductive particles are used as filling material only between the electric current conductor and the calcined carbon-containing material in the anode. The use of only electrically conductive particles without a reinforcing matrix facilitates the reuse of conductive particles. It was also demonstrated that the electrical resistance of the anodes mounted in accordance with this decision was reduced.

С помощью настоящего изобретения было дополнительно сокращено падение напряжения на аноде благодаря новым конструкциям поперечины.By means of the present invention, the voltage drop across the anode was further reduced due to new cross-beam designs.

Во-первых, в одном варианте осуществления поперечина содержит по меньшей мере две дельтавидные подвесные пластины, причем их верхние центральные части прикреплены к нижней части анодной штанги. Нижние части пластин, крепежных пластин, закреплены в выемках, выполненных в верхней части углеродсодержащего анодного блока, и в одном варианте осуществления они могут быть закреплены в соответствии с теми же принципами, что приведены в EP 2242976 A1. То есть посредством сочетания, в котором электропроводящий фиксирующий материал состоит только из проводящих частиц, а проводник электрического тока и корпус из обожженного углеродсодержащего материала соединены различными механическими средствами фиксации.First, in one embodiment, the cross member comprises at least two deltoid-shaped suspension plates, with their upper central parts attached to the lower part of the anode rod. The lower parts of the plates, the mounting plates, are fixed in the recesses made in the upper part of the carbon-containing anode block, and in one embodiment, they can be fixed in accordance with the same principles as those given in EP 2242976 A1. That is, through a combination in which the electrically conductive fixing material consists only of conductive particles, and the electric current conductor and the body of the calcined carbon-containing material are connected by various mechanical fixation means.

Пластины поперечины могут быть выполнены из плакированного или композитного материала, предпочтительно слоистой структуры, что дополнительно может снизить падение напряжения, а также поддерживать различные тепловые характеристики. Важным преимуществом является то, что это может привести к меньшим тепловым потерям и меньшему падению напряжения. Можно спроектировать поперечину таким образом, чтобы сделать ее нейтральной в отношении теплового баланса в ячейке, заменяя используемую обычно поперечину.The cross-member plates can be made of clad or composite material, preferably a layered structure, which can additionally reduce the voltage drop and also maintain various thermal characteristics. An important advantage is that this can lead to less heat loss and less voltage drop. The cross member can be designed to be neutral with respect to the heat balance in the cell, replacing the commonly used cross member.

В одном другом варианте осуществления поперечина содержит направленную горизонтально подвесную пластину между анодной штангой и крепежными пластинами. Аналогично подвесная пластина может быть выполнена из плакированного или композитного материала предпочтительно слоистой структуры, что дополнительно может снизить падение напряжения, а также поддерживать различные тепловые характеристики. Это также позволяет легче покрывать анодным футеровочным материалом (АСМ) из-за меньшего числа выступающих элементов.In one other embodiment, the cross member comprises a horizontally directed suspension plate between the anode rod and the mounting plates. Similarly, the suspension plate may be made of a clad or composite material, preferably a layered structure, which can further reduce the voltage drop and also maintain various thermal characteristics. It also makes it easier to coat with anode lining material (AFM) due to fewer protruding elements.

Важным преимуществом касательно вышеупомянутых конструкций является то, что это может привести к меньшим тепловым потерям и меньшему падению напряжения. Можно спроектировать поперечину таким образом, чтобы сделать ее нейтральной в отношении теплового баланса в ячейке, заменяя используемую обычно поперечину.An important advantage with respect to the above structures is that this can lead to less heat loss and less voltage drop. The cross member can be designed to be neutral with respect to the heat balance in the cell, replacing the commonly used cross member.

Также поперечина в соответствии с изобретением будет обладать хорошими механическими свойствами и поддерживать отличную стабильность.Also, the cross member in accordance with the invention will have good mechanical properties and maintain excellent stability.

Эти и другие преимущества будут достигаться посредством изобретения, заданного в прилагаемой формуле изобретения.These and other advantages will be achieved through the invention defined in the attached claims.

- 1 035309- 1,035309

Настоящее изобретение будет дополнительно описано ниже с использованием фигур и примеров, на которых на фиг. 1 приведен вид в перспективе первого варианта осуществления анодной подвески с поперечиной и анодной штангой;The present invention will be further described below using the figures and examples in which in FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an anode suspension with a cross member and an anode rod;

на фиг. 2 показана анодная подвеска, приведенная на фиг. 1, с одной стороны;in FIG. 2 shows the anode suspension shown in FIG. 1, on the one hand;

на фиг. 3 показана анодная подвеска, приведенная на фиг. 1, на фронтальном виде;in FIG. 3 shows the anode suspension shown in FIG. 1, in front view;

на фиг. 4 показана анодная подвеска, как на фиг. 3, установленная в угольном анодном блоке;in FIG. 4 shows the anode suspension, as in FIG. 3 installed in the carbon anode block;

на фиг. 5 показана анодная подвеска, установленная в угольном анодном блоке, как на фиг. 4, если смотреть с одной стороны на виде в разрезе;in FIG. 5 shows an anode suspension mounted in a carbon anode block, as in FIG. 4, when viewed from one side in a sectional view;

на фиг. 6 показан вид сверху анодной подвески, установленной в угольном анодном блоке, как на фиг. 5, если смотреть сверху;in FIG. 6 is a plan view of an anode suspension mounted in a carbon anode block, as in FIG. 5, when viewed from above;

фиг. 7 частично соответствует увеличенному виду области, выделенной кружком А на фиг. 6;FIG. 7 partially corresponds to an enlarged view of the area highlighted by circle A in FIG. 6;

фиг. 8 показан частично увеличенный вид области, выделенной кружком В на фиг. 4;FIG. 8 is a partially enlarged view of the area highlighted by circle B in FIG. 4;

на фиг. 9 на виде в перспективе показан полностью собранный анод;in FIG. 9 is a perspective view showing a fully assembled anode;

на фиг. 10 показана альтернативная конструкция механического средства фиксации на виде в поперечном сечении с одного конца;in FIG. 10 shows an alternative construction of a mechanical means for fixing a cross-sectional view from one end;

на фиг. 11 показана та же альтернативная конструкция, что и на фиг. 10, на виде сверху;in FIG. 11 shows the same alternative construction as in FIG. 10, in a plan view;

на фиг. 12 показана та же альтернативная конструкция, что и на фиг. 10, на виде в поперечном сечении с одной стороны;in FIG. 12 shows the same alternative construction as in FIG. 10, in cross-sectional view on one side;

на фиг. 13 показан сравнительное испытание на падение напряжение на одном аноде в соответствии с настоящим изобретением и на аноде существующего уровня техники;in FIG. 13 shows a comparative voltage drop test at one anode in accordance with the present invention and at the anode of the prior art;

на фиг. 14 на виде в перспективе показан второй вариант осуществления анодной подвески с поперечиной, содержащей горизонтальную подвесную пластину и вертикальные крепежные пластины;in FIG. 14 is a perspective view showing a second embodiment of an anode suspension with a cross member comprising a horizontal suspension plate and vertical mounting plates;

на фиг. 15 показан анодный блок, обработанный и подготовленный для закрепления поперечины;in FIG. 15 shows an anode block machined and prepared to secure a cross member;

на фиг. 16 на виде в перспективе показана анодная подвеска, у которой имеется поперечина, содержащая одну горизонтальную подвесную пластину, закрепленную в анодном блоке;in FIG. 16 is a perspective view showing an anode suspension having a cross member comprising one horizontal suspension plate fixed in an anode block;

на фиг. 17 показано испытание на падение напряжение на одном аноде в соответствии с настоящим изобретением с горизонтальной подвесной пластиной.in FIG. 17 shows a voltage drop test at a single anode in accordance with the present invention with a horizontal suspension plate.

Как показано на фиг. 1, на виде в перспективе приведена анодная подвеска 1 с поперечиной 2 и анодной штангой 3. Анодную штангу обычно выполняют из алюминия или его сплава, и она предпочтительно имеет прямоугольное поперечное сечение.As shown in FIG. 1, an anode suspension 1 with a cross member 2 and an anode rod 3 is shown in perspective view. The anode rod is usually made of aluminum or an alloy thereof, and it preferably has a rectangular cross section.

Поперечина, в принципе, может состоять из четырех частей: двух дельтавидных подвесных пластин 4, 4' и двух крепежных пластин 5, 5', которые соединены между собой подвесными пластинами соответственно. Подвесные пластины 4, 4' и крепежные пластины 5, 5' могут быть выполнены из листовой стали соответствующего качества, и они могут быть соединены между собой посредством сварки или с помощью любого другого подходящего средства.The cross member, in principle, can consist of four parts: two deltoid-shaped suspension plates 4, 4 'and two mounting plates 5, 5', which are interconnected by the suspension plates, respectively. The suspension plates 4, 4 'and the fixing plates 5, 5' can be made of sheet steel of an appropriate quality, and they can be connected to each other by welding or by any other suitable means.

Тем не менее, в одном варианте осуществления крепежная пластина 5 и подвесная пластина 4 могут быть выполнены из одного куска металлической пластины, например из листа стали, посредством соответствующей обработки, такой как резка и, возможно, сгибание (не показано).However, in one embodiment, the mounting plate 5 and the suspension plate 4 may be made of one piece of a metal plate, for example a steel sheet, by appropriate processing, such as cutting and possibly bending (not shown).

Следует понимать, что применение терминов крепежная пластина и подвесная пластина в этом документе также может относиться к частям такой завершенной пластины, либо изготовленной из одного листа, как упомянуто выше, либо из двух листов, а именно в виде подвесной пластины 4, интегрированной с крепежной пластиной 5. Завершенные пластины поперечины, изготовленные любым способом, обозначены как 54, 54'.It should be understood that the use of the terms a mounting plate and a suspension plate in this document may also refer to parts of such a completed plate, either made of a single sheet, as mentioned above, or of two sheets, namely in the form of a suspension plate 4 integrated with the mounting plate 5. Completed cross member plates made by any method are designated 54, 54 '.

Выступы 8, 8' расположены на крепежной пластине 5 для взаимодействия с выемками, выполненными на верхней части анода. Также выполнены выемки, позволяющие вставлять крепежные пластины в верхнюю часть анода. Это будет объяснено ниже. Аналогичные выступы расположены на крепежной пластине 5' (не показаны).The protrusions 8, 8 'are located on the mounting plate 5 for interaction with the recesses made on the upper part of the anode. Recesses have also been made to allow mounting plates to be inserted into the upper part of the anode. This will be explained below. Similar protrusions are located on the mounting plate 5 '(not shown).

Также верхние части подвесных пластин 4, 4' прикреплены к нижней части анодной штанги 3. Чтобы обеспечить низкое падение напряжения между анодной штангой 3 и поперечиной 2, соединительные элементы 6, 6', обладающие хорошей электропроводностью, могут быть установлены так, чтобы находиться в электрическом контакте с анодной штангой 3 и каждой подвесной пластиной 4, 4'.Also, the upper parts of the suspension plates 4, 4 'are attached to the lower part of the anode rod 3. In order to ensure a low voltage drop between the anode rod 3 and the cross member 2, the connecting elements 6, 6' having good electrical conductivity can be installed so as to be in electrical contact with the anode rod 3 and each suspension plate 4, 4 '.

На фиг. 2 показана анодная подвеска 1 с одной стороны. Анодная штанга 3 соединена с подвесной пластиной 4 посредством нескольких соединительных элементов 6, 6', 7, 7', 7, 9. Соединительные элементы 7, 7', 7 могут представлять собой часть стального листа из биметалла или трехслойного металла, обращенного к подвесным пластинам 4, 4'. Соединительные элементы 6, 6' предпочтительно выполнены из алюминия, чтобы увеличить площадь контакта между анодной подвеской 3 из алюминия и биметаллическим соединением или соединением из трехслойного металла. Соединительный элемент 9 выступает в качестве алюминиевой части биметалла или трехслойного металла. В случае трехслойного металла соединительная пластина, представленная тонким листом титана, дополнительно расположена между соединительным элементом 9 и 7 (и аналогично на соединении 3-7 и 6'-7').In FIG. 2 shows the anode suspension 1 on one side. The anode rod 3 is connected to the suspension plate 4 by means of several connecting elements 6, 6 ', 7, 7', 7, 9. The connecting elements 7, 7 ', 7 can be part of a steel sheet of bimetal or a three-layer metal facing the hanging plates 4, 4 '. The connecting elements 6, 6 'are preferably made of aluminum in order to increase the contact area between the anode suspension 3 of aluminum and the bimetal connection or the connection of the three-layer metal. The connecting element 9 acts as the aluminum part of the bimetal or three-layer metal. In the case of a three-layer metal, the connecting plate, represented by a thin sheet of titanium, is additionally located between the connecting element 9 and 7 (and similarly on the connection 3-7 and 6'-7 ').

Соединительные элементы предпочтительно обладают хорошей электрической проводимостью, аThe connecting elements preferably have good electrical conductivity, and

- 2 035309 также определенной механической прочностью.- 2 035309 also a certain mechanical strength.

Биметаллический элемент, в принципе, будет иметь две зоны контакта материалов, совместимых с материалами в анодной штанге 3 и подвесных пластин 4, 4' соответственно. Соединительный элемент из трехслойного металла, кроме того, будет содержать третий металл, который допускает должное функционирование соединения при высоких значениях температуры.The bimetallic element, in principle, will have two contact zones of materials compatible with the materials in the anode rod 3 and the suspension plates 4, 4 ', respectively. The connecting element of a three-layer metal, in addition, will contain a third metal, which allows the proper functioning of the connection at high temperatures.

Например, соединительный элемент из трехслойного металла может состоять из детали, выполненной из материала, содержащего сталь, титан, алюминий.For example, a connecting element of a three-layer metal may consist of a part made of a material containing steel, titanium, aluminum.

Кроме того, на фигуре более подробно показаны выступы 8, 8 в крепежной пластине 5, предназначенные для взаимодействия с соответствующими выемками на верхней части анода. Выступы могут иметь, по существу, прямоугольную или круглую форму поперечного сечения.In addition, the figure shows in more detail the protrusions 8, 8 in the mounting plate 5, designed to interact with the corresponding recesses on the upper part of the anode. The protrusions may have a substantially rectangular or circular cross-sectional shape.

На фиг. 3 на виде спереди показана анодная подвеска 1, изображенная на фиг. 1, где две подвесные пластины 4, 4' с соответствующими крепежными пластинами 5, 5' прикреплены к анодной штанге 3. В зоне контакта между этими деталями показан соединительный элемент 6'. В нижней части крепежных пластин 5, 5' показаны выступы 8, 8'. Эти выступы в этом примере имеют прямоугольную форму и могут проникать в крепежные пластины 5, 5' так, что они оба выступают наружу и внутрь относительно крепежных пластин.In FIG. 3 is a front view of the anode suspension 1 shown in FIG. 1, where two suspension plates 4, 4 'with corresponding mounting plates 5, 5' are attached to the anode rod 3. In the contact zone between these parts, a connecting element 6 'is shown. At the bottom of the mounting plates 5, 5 ', the protrusions 8, 8' are shown. These protrusions in this example have a rectangular shape and can penetrate into the mounting plates 5, 5 'so that they both protrude outward and inward relative to the mounting plates.

На фиг. 4 показана анодная подвеска 1, как на фиг. 3, установленная в угольный анодный блок 20, где имеются первые выемки 13, 13' (щели или пазы), направленные в направлении длины анодного блока, в которые могут входить крепежные пластины 5, 5' на некоторую глубину вставки. Кроме того, выступы 8, 8', выполненные на крепежных пластинах 5, 5', совпадают с соответствующими выемками 10, 10' в анодном блоке 20. Подробности касательно выделенной кружком области В будут объяснены ниже при описании фиг. 8. Анодный блок может иметь щели 21, 22, открытые вниз, предназначенные для отвода анодного газа, и имеет консольные внешние поверхности 23 в области углов.In FIG. 4 shows the anode suspension 1, as in FIG. 3 mounted in a carbon anode block 20, where there are first recesses 13, 13 ′ (slots or grooves) directed in the direction of the length of the anode block, into which the mounting plates 5, 5 ′ can enter to some insertion depth. In addition, the protrusions 8, 8 ′ made on the mounting plates 5, 5 ′ coincide with the corresponding recesses 10, 10 ′ in the anode block 20. Details regarding the circle highlighted region B will be explained below in the description of FIG. 8. The anode block may have slots 21, 22, open down, designed to drain the anode gas, and has cantilevered outer surfaces 23 in the region of the corners.

На фиг. 5 показан вид с одной стороны в поперечном сечении анодной подвески 1, вставленной в угольный анодный блок 20, как на фиг. 4, где анодная штанга 3 прикреплена к подвесной пластине 4, при этом крепежная пластина 5 и выступы 8, 8 сцеплены с соответствующими вырезанными выемками 10, 10, выполненными в анодном блоке 20. Крепежная пластина 5 вставлена в выемку 13. Анодный блок имеет консольные поверхности 23, 23'. Подробности касательно выступа 8 и выемки 10 показаны на фиг. 6 и 7.In FIG. 5 is a cross-sectional side view of the anode suspension 1 inserted into the carbon anode block 20, as in FIG. 4, where the anode rod 3 is attached to the suspension plate 4, while the mounting plate 5 and the protrusions 8, 8 are engaged with the corresponding cut-out recesses 10, 10 made in the anode block 20. The fixing plate 5 is inserted into the recess 13. The anode block has cantilever surfaces 23, 23 '. Details regarding the protrusion 8 and the recess 10 are shown in FIG. 6 and 7.

На фиг. 6 на виде сверху показана анодная подвеска, вставленная в угольный анод, как показано на фиг. 5, где анод 20 имеет выемки 10, 10, 10', 10'. Части поперечины имеют выступы 8, 8, 8', 8', которые вставлены в выемки. Выемки могут быть выполнены с применением инструмента фрезерования по кругу, например, имеющего вид небольшой дисковой пилы, осевой и радиальные резцы которой выполнены из поликристаллического алмаза (PCD), а также расположенной на достаточно длинной оси, что позволяет инструменту выполнять отверстие путем направленного вниз движения на первом этапе и вырезать выемку на последующем этапе обработки, когда инструмент перемещают вдоль длинной оси анодного блока (20).In FIG. 6 is a plan view showing an anode suspension inserted in a carbon anode, as shown in FIG. 5, where the anode 20 has recesses 10, 10, 10 ′, 10 ′. Parts of the cross member have protrusions 8, 8, 8 ', 8', which are inserted into the recesses. The recesses can be made using a circular milling tool, for example, having the form of a small circular saw, the axial and radial cutters of which are made of polycrystalline diamond (PCD), and also located on a sufficiently long axis, which allows the tool to make a hole by moving downward on the first stage and cut a recess in the subsequent processing step when the tool is moved along the long axis of the anode block (20).

На фиг. 7, на которой показаны увеличенные детали выделенной кружком области, обозначенной через А на фиг. 6, крепежная пластина 5 с выступом 8 сначала входит в зацепление с верхней открытой частью 11 выемки 10 анодного блока 20, а затем перемещается горизонтально и дополнительно входит в зацепление с верхней закрытой или вырезанной частью выемки 10 анодного блока 20. Это позволяет подвесить анодный блок 20 на поперечине посредством вырезанных выемок 10, 10', 10, 10' и выступов 8, 8', 8, 8'. Это означает, что эти механические средства фиксации несут вес анодного блока 20.In FIG. 7, which shows enlarged details of the circle highlighted area indicated by A in FIG. 6, the mounting plate 5 with the protrusion 8 first engages with the upper open part 11 of the recess 10 of the anode unit 20, and then moves horizontally and additionally engages with the upper closed or cut part of the recess 10 of the anode unit 20. This allows the anode unit 20 to be suspended on the cross member by means of cut-out recesses 10, 10 ′, 10, 10 ′ and protrusions 8, 8 ′, 8, 8 ′. This means that these mechanical means of fixation carry the weight of the anode block 20.

Фиг. 8 частично соответствует увеличенному виду области, выделенной кружком В на фиг. 4, и на ней более подробно показаны выемки 13 и 10. На ней показана первая открытая сверху часть или отверстие 11, аналогичное показанному на фиг. 7, которое было выполнено в соответствующем месте выемки 13. Кроме того, выемка 10 имеет выточку и два фланца 12, 12'. Когда крепежная пластина 5 вставлена в выемку 13, а выступ 8, расположенный на крепежной пластине 5, вставлен в отверстие 11 и дополнительно сдвинут внутрь вырезанной части (закрытой сверху части) выемки, как показано на фигуре, она останется в этом положении и будет способна нести вертикальные нагрузки, оказываемые анодным блоком 20 посредством фланцев 12, 12', выполненных в анодном блоке. В то же время выступы 8, 8', 8' войдут в соответствующие выемки 10, 10', 10' соответственно, см. фиг. 5 и 6.FIG. 8 partially corresponds to an enlarged view of the area highlighted by circle B in FIG. 4, and the recesses 13 and 10 are shown in more detail. It shows the first part or hole 11 open from above, similar to that shown in FIG. 7, which was made in the corresponding place of the recess 13. In addition, the recess 10 has a recess and two flanges 12, 12 '. When the mounting plate 5 is inserted into the recess 13, and the protrusion 8 located on the mounting plate 5 is inserted into the hole 11 and further shifted into the cut out part (top closed) of the recess, as shown in the figure, it will remain in this position and will be able to carry vertical loads exerted by the anode block 20 by means of flanges 12, 12 'made in the anode block. At the same time, the protrusions 8, 8 ′, 8 ′ will fit into the corresponding recesses 10, 10 ′, 10 ′, respectively, see FIG. 5 and 6.

На фиг. 9 показан анод в сборе с анодной штангой 3, подвесными пластинами 4, 4', крепежными пластинами 5, 5', выемками 13, 13', отверстиями 11, 11 (частично) и анодным блоком 20.In FIG. 9 shows the anode assembly with the anode rod 3, the hanging plates 4, 4 ', the fixing plates 5, 5', the recesses 13, 13 ', the holes 11, 11 (partially) and the anode block 20.

После этого этапа крепления электропроводящими частицами заполняют пустоты между крепежными пластинами и выемками в анодном блоке, и на металлические части на верхней части анода в качестве защиты от коррозии может быть нанесена изоляционная масса (не показана).After this mounting step, electrically conductive particles fill the voids between the mounting plates and the recesses in the anode block, and an insulating mass (not shown) can be applied to the metal parts on the upper part of the anode.

Выступ 8, 8, 8', 8' в вышеприведенных примерах может состоять из цилиндрических стержней, которые проходят в отверстие через крепежные пластины. Эти стержни могут быть закреплены посредством прессовой посадки, и они обеспечивают возможность простого удаления и замены.The protrusion 8, 8, 8 ', 8' in the above examples may consist of cylindrical rods that extend into the hole through the mounting plates. These rods can be secured by means of a press fit, and they allow easy removal and replacement.

В качестве альтернативы форма выступов может быть уплощенной, т.е. может иметь более протяженную плоскую поверхность, взаимодействующую с выемкой в аноде. Это позволит распределить на- 3 035309 грузки, оказываемые анодным блоком, по большей площади. В одном варианте осуществления выступы могут состоять из штифтов, которые приварены с наружной и/или с внутренней стороны соответствующей крепежной пластины.Alternatively, the shape of the protrusions may be flattened, i.e. may have a more extended flat surface interacting with a recess in the anode. This will make it possible to distribute over 3,035,309 loads exerted by the anode block over a larger area. In one embodiment, the protrusions may consist of pins that are welded to the outside and / or inside of the corresponding mounting plate.

На фиг. 10 на виде в поперечном сечении с одной стороны показана альтернативная конструкция механического средства фиксации, в которой в нижней части анодного блока 20 имеются щели 21, 22, а выемки 100, 100' выполнены в верхней его части. В выемки вставлены две крепежные пластины 5, 5' соответственно, и для крепления пластин поперечины к анодному блоку применены болты 14, 15. Болты 14, 15 проходят через отверстия в крепежных пластинах 5, 5' и крепятся в выполненных выемках или отверстиях в анодном блоке. Болты могут иметь резьбу, и соответствующая резьба может быть выполнена в крепежной пластине и/или отверстиях в анодном блоке 20.In FIG. 10, in cross-sectional view, on one side, an alternative construction of a mechanical fixing means is shown, in which there are slots 21, 22 in the lower part of the anode block 20, and recesses 100, 100 ′ are made in its upper part. Two fastening plates 5, 5 'are inserted into the recesses, respectively, and bolts 14, 15 are used to fasten the cross-plate plates to the anode block. The bolts 14, 15 pass through the holes in the fastening plates 5, 5' and are mounted in the recesses or holes in the anode block . The bolts can be threaded, and the corresponding thread can be made in the mounting plate and / or holes in the anode block 20.

Кроме того, в верхних частях подвесных пластин 4, 4' имеется дополнительный листовой материал 16, 17, обладающий более хорошей электропроводностью, такой как медь или соответствующий медный сплав, что существенно сократит падение напряжения в этом узле. Дополнительный листовой материал может представлять собой либо плакированный материал, либо материал, электрически интегрированный с пластинами поперечины с использованием другого средства. Дополнительный листовой материал также может служить для оптимизации тепловых потерь от поперечины.In addition, in the upper parts of the suspension plates 4, 4 'there is an additional sheet material 16, 17 having better electrical conductivity, such as copper or the corresponding copper alloy, which will significantly reduce the voltage drop in this node. The additional sheet material may be either clad material or a material electrically integrated with the cross member plates using another means. Additional sheet material can also serve to optimize heat loss from the cross member.

Также показаны подробности соединения между подвесными пластинами 4, 4' и анодной штангойDetails of the connection between the 4,4 'hanging plates and the anode rod are also shown.

3. На фигуре показано две усиливающие детали 27, 28, которые предпочтительно могут быть приварены к подвесным пластинам 4, 4'. Усиливающие детали предпочтительно выполнены из металлического материала, такого как сталь, и усиливают боковую устойчивость поперечины. Это также сократит падение напряжения между анодной штангой и поперечиной.3. The figure shows two reinforcing parts 27, 28, which preferably can be welded to the suspension plates 4, 4 '. The reinforcing parts are preferably made of a metal material, such as steel, and enhance lateral stability of the cross member. It will also reduce the voltage drop between the anode rod and the cross member.

Кроме того, показаны пластины 18, 19, 26 из трехслойного металла, расположенные между подвесными пластинами 4, 4' и анодной штангой 3, аналогично показанными на фиг. 2.In addition, three-layer metal plates 18, 19, 26 are shown located between the suspension plates 4, 4 'and the anode rod 3, similarly shown in FIG. 2.

На фиг. 11 на виде сверху показана та же самая альтернативная конструкция, что и на фиг. 10, где крепежные пластины 5, 5' прикреплены к анодному блоку 20 посредством болтов 14, 14', 14 и 15, 15', 15.In FIG. 11 is a top view showing the same alternative construction as in FIG. 10, where the mounting plates 5, 5 'are attached to the anode block 20 by means of bolts 14, 14', 14 and 15, 15 ', 15.

На фиг. 12 на виде в поперечном сечении с одной стороны показана та же альтернативная конструкция, что и на фиг. 10 и 11, где в нижней части анодного блока 20 имеется щель 21, и крепежная пластина 5 вставлена сверху. Крепежная пластина закреплена посредством болтов 14, 14' и 14. Плакированный листовой материал обозначен ссылочной позицией 16, а анодная штанга обозначена ссылочной позицией 3.In FIG. 12, in cross-sectional view, on one side, the same alternative construction is shown as in FIG. 10 and 11, where in the lower part of the anode block 20 there is a slit 21, and the mounting plate 5 is inserted on top. The fixing plate is fixed by means of bolts 14, 14 'and 14. The clad sheet material is indicated by 16, and the anode rod is indicated by 3.

Соединение из трехслойного металла обозначено ссылочными позициями 18, 19, 26.The connection of the three-layer metal is indicated by reference numbers 18, 19, 26.

Размеры подвесных и крепежных пластин зависят от того, замену какой поперечины выполняют.The dimensions of the suspension and mounting plates depend on which cross member is replaced.

Например, по сравнению с поперечиной с четырьмя ниппелями 0180 мм зона контакта с углеродом удвоена. Крепежная пластина толщиной 20 мм сократит поперечное сечение теплопроводной стали на 50%.For example, compared with a cross member with four 0180 mm nipples, the carbon contact area is doubled. A 20 mm thick mounting plate will reduce the cross section of heat-conducting steel by 50%.

Это означает, что при сокращении тепловых потерь жертвуют падением напряжения, но падение напряжения все еще ниже, чем для поперечины с ниппелями, вследствие 100%-ного увеличения зоны контакта между поперечиной и углеродом и большим поперечным сечением биметалла.This means that with a reduction in heat loss they sacrifice a voltage drop, but the voltage drop is still lower than for a cross with nipples, due to a 100% increase in the contact zone between the cross and carbon and a large cross-section of the bimetal.

Увеличение поперечного сечения пластин приведет к увеличению тепловых потерь и сокращению падения напряжения, что выгодно для увеличения силы тока в ячейке.An increase in the cross section of the plates will lead to an increase in heat loss and a reduction in the voltage drop, which is beneficial for increasing the current strength in the cell.

Уменьшение размеров приведет к сокращению тепловых потерь и росту падения напряжения, и это может быть выгодно для сокращения межполюсного пространства.Downsizing will lead to a reduction in heat loss and an increase in voltage drop, and this can be beneficial for reducing the pole gap.

Подвесные пластины могут быть выполнены из стального материала толщиной 35 мм в случае, если в этой части нет плакированного или композитного материала. Крепежная пластина может быть выполнена из того же материала толщиной 20 мм.Suspension plates can be made of steel material with a thickness of 35 mm if there is no clad or composite material in this part. The mounting plate may be made of the same material with a thickness of 20 mm.

В одном варианте осуществления толщина плакированного медного (Cu) материала может составлять 8 мм, в то время как толщина стальной подвесной пластины 20 мм. Крепежная пластина может иметь толщину 20 мм.In one embodiment, the thickness of the clad copper (Cu) material may be 8 mm, while the thickness of the steel suspension plate is 20 mm. The mounting plate may have a thickness of 20 mm.

Поперечины с крепежными пластинами, толщина которых меньше, чем толщина подвесных пластин, показали положительные результаты касательно сокращения тепловых потерь через анодную поперечину.Crossbars with mounting plates, the thickness of which is less than the thickness of the suspension plates, showed positive results regarding the reduction of heat loss through the anode cross member.

В нераскрытом варианте осуществления может применяться более двух пластин поперечины с соответствующими щелями в анодном блоке. Например, могут применять центральную пластину поперечины, расположенную между двумя показанными на фигурах.In an undisclosed embodiment, more than two cross member plates with corresponding slots in the anode block may be used. For example, a central cross member plate located between the two shown in the figures may be used.

На фиг. 13 показано сравнительное испытание на падение напряжение на одном аноде в соответствии описанным выше вариантом осуществления, имеющем две подвесные/крепежные пластины, названные с парной установкой (нижняя кривая) и на эталонном аноде существующего уровня техники с поперечиной, имеющей ниппели, и в котором на верхней части анода выполнены отверстия, а крепление выполнено с использованием литейного чугуна (верхняя кривая). На фигуре кривые были выполнены более пригодными для печати путем черчения вручную. Измерение падения напряжения выполнено в соответствующих местах на анодной штанге и на верхней части анода.In FIG. 13 shows a comparative voltage drop test on a single anode in accordance with the embodiment described above, having two pendant / fixing plates named paired (bottom curve) and on a reference prior art anode with a cross member having nipples, and in which on the top holes were made in the anode part, and the fastening was made using cast iron (upper curve). In the figure, the curves were made more suitable for printing by hand-drawing. The voltage drop is measured at appropriate locations on the anode rod and on the top of the anode.

- 4 035309- 4 035309

Кривые показывают падение напряжения (вертикальная ось) в зависимости от времени после запуска в электролизной ячейке.The curves show the voltage drop (vertical axis) versus time after starting in the electrolysis cell.

Из верхней кривой, соответствующей эталонному аноду, видно, что среднее падение напряжения составляет примерно 200 мВ после стабилизации прохождения тока.From the upper curve corresponding to the reference anode, it is seen that the average voltage drop is approximately 200 mV after stabilizing the passage of current.

Из нижней кривой, относящейся к аноду в соответствии с изобретением, падение напряжения стабилизировалось на уровне примерно 120 мВ.From the lower curve relating to the anode in accordance with the invention, the voltage drop stabilized at about 120 mV.

Было проведено другое сравнительное испытание между 8 анодами в соответствии с изобретением, таким как описанный выше (с парной установкой), и 8 стандартными анодами, где было измерено и усреднено среднее электрическое сопротивление в течение периода работы (от нового до использованного) (смотри таблицу).Another comparative test was carried out between 8 anodes in accordance with the invention, such as described above (with a paired installation), and 8 standard anodes, where the average electrical resistance was measured and averaged over a period of operation (from new to used) (see table) .

Электрическое сопротивление анода с парной установкой по сравнению с эталонным анодомElectrical resistance of a pair-mounted anode compared to a reference anode

Среднее электрическое сопротивление Тип подвески за циклAverage electrical resistance Type of suspension per cycle

Ом χ Е-5Ohm χ E-5

Среднее электрическое сопротивлениеAverage electrical resistance

Ом χ Е-5Ohm χ E-5

Изобретение Invention С парной With a steam room 1,35 1,23 1.35 1.23 1,47 1.47 1,4 1.4 1,5 1,5 1,76 1.76 1,56 1,56 1,51 1.51 1,47 ±0,16 1.47 ± 0.16 установкой setting Эталон Reference 2,12 2,34 2.12 2.34 2,32 2,32 2,03 2.03 2,12 2.12 2,33 2,33 2,06 2.06 2,23 2.23 2,19 ±0,13 2.19 ± 0.13

Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг. 14, где на виде в перспективе показана анодная подвеска 101 с горизонтально расположенной подвесной пластиной 104 и пятью крепежными пластинами 105, 105', 105, 105', 105. Крепежная пластина 105 имеет два выступа 108 и 108'. Аналогично, крепежная пластина 105 также имеет два выступа 108, 108' (не показаны). Эти четыре выступа совпадают с соответствующими выемками в анодном блоке, и за них можно подвесить блок.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 14, where an anode suspension 101 with a horizontally arranged suspension plate 104 and five fixing plates 105, 105 ′, 105, 105 ′, 105 is shown in perspective view. The fixing plate 105 has two protrusions 108 and 108 ′. Similarly, the mounting plate 105 also has two protrusions 108, 108 '(not shown). These four protrusions coincide with the corresponding recesses in the anode block, and the block can be suspended behind them.

Как на фиг. 1, показаны соединительные элементы 106, 106', 106 между анодной штангой и подвесной пластиной. Соединительные элементы могут быть биметаллическими и/или из трехслойного металла.As in FIG. 1, connecting elements 106, 106 ′, 106 between an anode rod and a suspension plate are shown. The connecting elements may be bimetallic and / or of a three-layer metal.

Также показана вставка 144 между анодной штангой 103 и подвесной пластиной 104. Вставка мо жет давать преимущество в том, что она отделяет соединительные элементы от теплоты и газов, получаемых в процессе электролиза. Вставка 144 может быть выполнена из металлического материала, такого как сталь, и может быть приварена к подвесной пластине. Тем не менее, в одном варианте осуществления подвесная пластина может быть соединена с анодной штангой посредством соединительных элементов без какой-либо вставки 144 (не показано). В другом варианте осуществления (не показан) вставка 144 может быть выполнена из нескольких листов электропроводящего материала и также может быть устроена так, что листы ограничивают газонепроницаемое пространство, которое может быть заполнено теплоизоляцией. Аналогичную конструкцию можно применить для подвесных пластин 4, 4' в первом примере. Одно преимущество этого решения может заключаться в том, что можно уменьшить и, возможно, устранить необходимость покрывать верхнюю часть анода футировочным материалом.An insert 144 is also shown between the anode rod 103 and the suspension plate 104. The insert can be advantageous in that it separates the connecting elements from the heat and gases produced during the electrolysis. The insert 144 may be made of a metal material, such as steel, and may be welded to the suspension plate. However, in one embodiment, the suspension plate may be connected to the anode rod by means of connecting elements without any insert 144 (not shown). In another embodiment (not shown), the insert 144 can be made of several sheets of electrically conductive material and can also be arranged so that the sheets define a gas-tight space that can be filled with thermal insulation. A similar design can be applied to the suspension plates 4, 4 'in the first example. One advantage of this solution may be that it is possible to reduce and possibly eliminate the need to cover the upper part of the anode with a liner.

На фиг. 15 на виде в перспективе показан анодный блок 120, обработанный и подготовленный для закрепления анодной подвески 101. В этом анодном блоке 120 выполнено пять выемок 113, 113', 113, 113', 113, в которые можно вставить соответствующие крепежные пластины, упомянутые выше. Кроме того, аналогично показанному на фиг. 7, показаны/обозначены отверстия 111, 111', 111, 111' и вырезанные выемки 110, 110', 110, 110', предназначенные для вставки соответствующих выступов 108, 108', 108, 108' на внешних крепежных пластинах 105, 105 и для того, чтобы нести вес анодного блока 120.In FIG. 15, a perspective view shows the anode block 120, machined and prepared to secure the anode suspension 101. In this anode block 120, five recesses 113, 113 ′, 113, 113 ′, 113 are made into which the corresponding mounting plates mentioned above can be inserted. Furthermore, similarly to that shown in FIG. 7, holes 111, 111 ′, 111, 111 ′ and cut-out recesses 110, 110 ′, 110, 110 ′ are shown / marked for inserting corresponding protrusions 108, 108 ′, 108, 108 ′ on the outer mounting plates 105, 105 and in order to bear the weight of the anode block 120.

На фиг. 16 на виде в перспективе показан анод с анодной подвеской, содержащей одну анодную штангу 103, соединительные элементы 106, 106', 106, вставку 144, подвесную пластину 104, закрепленную в анодном блоке 120.In FIG. 16, a perspective view shows an anode with an anode suspension comprising one anode rod 103, connecting elements 106, 106 ′, 106, insert 144, a suspension plate 104, mounted in an anode block 120.

Следует понимать, что анодный блок может быть прикреплен к проводнику электрического тока посредством костыля, болта или подобного элемента, соединяющего между собой крепежные пластины (105, 105) и анодный блок (120).It should be understood that the anode block can be attached to the electric current conductor by means of a crutch, a bolt or the like, connecting the mounting plates (105, 105) and the anode block (120).

Во время этапов крепления электропроводящими частицами заполняют пустоты между крепежными пластинами и выемками в анодном блоке, и на металлические части на верхней части анода в качестве защиты от коррозии может быть нанесена изоляционная масса (не показана).During the mounting steps, electrically conductive particles fill the voids between the mounting plates and the recesses in the anode block, and an insulating mass (not shown) can be applied to the metal parts on the upper part of the anode as corrosion protection.

Выступ 108, 108, 108', 108' в вышеприведенных примерах может состоять из цилиндрических стержней, которые проходят в отверстие через крепежные пластины. Эти стержни могут быть закреплены посредством прессовой посадки, и они обеспечивают возможность простого удаления и замены.The protrusion 108, 108, 108 ', 108' in the above examples may consist of cylindrical rods that extend into the hole through the mounting plates. These rods can be secured by means of a press fit, and they allow easy removal and replacement.

В качестве альтернативы форма выступов может быть уплощенной, т.е. может иметь более протяженную плоскую поверхность, взаимодействующую с выемкой в аноде. Это позволит распределить нагрузки, оказываемые анодным блоком, по большей площади. В одном варианте осуществления выступы могут состоять из штифтов, которые приварены с наружной и/или с внутренней стороны соответствующей крепежной пластины.Alternatively, the shape of the protrusions may be flattened, i.e. may have a more extended flat surface interacting with a recess in the anode. This will allow to distribute the loads exerted by the anode block over a larger area. In one embodiment, the protrusions may consist of pins that are welded to the outside and / or inside of the corresponding mounting plate.

На фиг. 17 показано испытание на падение напряжение на одном аноде в соответствии с настоящимIn FIG. 17 shows a voltage drop test at one anode in accordance with this

- 5 035309 изобретением (нижние кривые) с горизонтальной подвесной пластиной в сравнении с обычным стандартным анодом (верхняя кривая). Видно, что падение напряжения можно сократить при сопротивлении примерно 12 мкОм относительно обычного стандартного анода (нижние кривые).- 5 035309 invention (lower curves) with a horizontal suspension plate in comparison with a conventional standard anode (upper curve). It can be seen that the voltage drop can be reduced with a resistance of about 12 μOhm relative to the conventional standard anode (lower curves).

Кроме того, плакированный или композитный материал, нанесенный на подвесные пластины, может быть защищен экраном или любым другим подходящим средством, чтобы предотвратить износ. Подходящим может быть экран, выполненный из стального листа, который покрывает плакированный или композитный материал.In addition, the clad or composite material deposited on the suspension plates may be protected by a screen or any other suitable means to prevent wear. Suitable may be a screen made of steel sheet that covers the clad or composite material.

Следует понимать, что основная часть выемок в верхней части анода для крепежных пластин может быть выполнена тогда, когда анод находится в необработанном состоянии, т.е. до его обжига. Основная часть выемок также может быть выполнена посредством устройства прорезания пазов в аноде, например, как показано в публикации заявителя EP 1781441 A1.It should be understood that the main part of the recesses in the upper part of the anode for the mounting plates can be made when the anode is in an unprocessed state, i.e. before firing it. The main part of the recesses can also be made by means of a slotting device in the anode, for example, as shown in the applicant's publication EP 1781441 A1.

Действуя таким образом, можно откалибровать выемку посредством вращающегося обрабатывающего инструмента, либо имеющего форму, дополнительную к конечной форме выемки, либо имеющего размеры меньше, чем у конечной формы. Инструмент может быть устроен так, чтобы подходить для станка с ЧПУ типа CNC или аналогичного станка, тем самым, механическая обработка (обработка) будет выполняться автоматически. В процессе механической обработки выполняют открытые сверху выемки, а затем тот же инструмент или любой другой подходящий инструмент перемещают вдоль выемки внутри верхней части анода, чтобы выполнить закрытые выемки с несущими нагрузку фланцами 12, 12'.By acting in this way, it is possible to calibrate the recess by means of a rotating processing tool, either having a shape complementary to the final shape of the recess, or having dimensions smaller than that of the final shape. The tool can be arranged so as to be suitable for a CNC machine tool or similar machine, thus, machining (processing) will be performed automatically. In the machining process, openings are opened from above, and then the same tool or any other suitable tool is moved along the recesses inside the upper part of the anode to make closed indentations with load-bearing flanges 12, 12 '.

Следует понимать, что электропроводящие твердые вещества или частицы могут быть выполнены из любого подходящего металла, такого как сталь, железо, медь, алюминий и т.д. или из их сплавов. Кроме того, форма твердых веществ может быть сферической, овальной или эллиптической, чешуйчатой или они могут иметь любую подходящую форму. Размер и распределение частиц могут меняться. Максимальный размер, в общем, будет ограничен пространством, которое надо заполнить. Неравномерное распределение размеров частиц может быть удобным для того, чтобы получить настолько компактное заполнение, насколько это возможно при небольшом пространстве между частицами.It should be understood that electrically conductive solids or particles can be made of any suitable metal, such as steel, iron, copper, aluminum, etc. or from their alloys. In addition, the form of solids can be spherical, oval or elliptical, scaly, or they can have any suitable shape. Particle size and distribution are subject to change. The maximum size, in general, will be limited by the space that needs to be filled. The uneven distribution of particle sizes can be convenient in order to obtain as compact a filling as possible with a small space between the particles.

Помимо обладания хорошими свойствами электропроводности, нанесенный материал должен обладать хорошими механическими свойствами (свойствами дробления), должен быть способен выдерживать высокие температуры. Магнитные свойства могут являться преимуществом для переработки на установке обработки огарков.In addition to possessing good electrical conductivity properties, the deposited material must have good mechanical properties (crushing properties), must be able to withstand high temperatures. Magnetic properties can be an advantage for processing at a cinder processing plant.

Кроме того, размер упомянутых твердых веществ может принимать значение от 0,1 мм до значения, близкого к минимальному зазору (пространству) между крепежными пластинами и стенками выемок в анодном блоке. Обычно размер может быть до 10 мм.In addition, the size of the mentioned solids can take a value from 0.1 mm to a value close to the minimum clearance (space) between the mounting plates and the walls of the recesses in the anode block. Usually the size can be up to 10 mm.

Электропроводящие частицы могут хранить в контейнере или в подходящем хранилище в большем количестве, чем необходимо для заполнения выемки в аноде. Трубка, прикрепленная к этому контейнеру с клапаном и соответствующим отверстием, обращенным к щели, может регулировать должное количество частиц, подаваемое в щель. Таким образом, транспортировка и распределение могут осуществляться посредством подачи под действием силы тяжести. При заполнении можно выполнять вибрацию, чтобы получить более компактное заполнение. Может вибрировать анодный блок и/или балка пластины поперечины. В качестве альтернативы в выемку, заполненную проводящими частицами, может быть помещен вибрирующий шток, чтобы создать вибрацию непосредственно в материале заполнителя.Electrically conductive particles can be stored in a container or in a suitable storage in a larger quantity than is necessary to fill the recess in the anode. A tube attached to this container with a valve and a corresponding opening facing the slot can control the proper amount of particles supplied to the slot. Thus, transportation and distribution can be carried out by feeding under the influence of gravity. When filling, you can vibrate to get a more compact fill. The anode block and / or the beam of the cross member plate may vibrate. Alternatively, a vibrating rod may be placed in a recess filled with conductive particles to create vibration directly in the aggregate material.

Кроме того, может быть применена широко используемая изоляционная паста для анодов или другое защитное вещество, чтобы создать герметизирующий и защитный слой над электропроводящими частицами.In addition, a widely used anode insulation paste or other protective substance can be applied to create a sealing and protective layer over the electrically conductive particles.

Изношенные аноды обычно можно обработать на очистной установке, где огарки удаляют из поперечины (после удаления материала покрытия анода). Предпочтительно огарки разламывают так, что они разваливаются в основном на несколько больших кусков, разделенных вдоль направления фиксации. В противном случае они могут быть раздроблены или выбиты из подвески. Огарки обычно подают на конвейер.Worn anodes can usually be treated in a sewage treatment plant where the cinder is removed from the cross member (after removal of the anode coating material). Preferably, the cinders are broken so that they fall apart mainly into several large pieces, divided along the direction of fixation. Otherwise, they may be crushed or knocked out of the suspension. Cinder is usually fed to the conveyor.

В случаях, когда в качестве заполняющего материала были применены магнитопроводящие частицы, поперечину анода предпочтительно намагничивают с помощью соответствующего средства, в результате чего частицы будут притягиваться к поперечине во время удаления огарков.In cases where magnetically conductive particles have been used as the filling material, the anode cross member is preferably magnetized by appropriate means, as a result of which the particles will be attracted to the cross member during cinder removal.

После удаления огарков поперечину предпочтительно перемещают в другую часть очистной установки для восстановления заполняющего материала. Затем поперечину можно размагнитить, чтобы позволить частицам отстать. Оставшиеся частицы на ранее внедренной части поперечины можно удалить простыми механическими способами, такими как соскабливание, так как частицы легко удаляются.After removing the cinder, the cross member is preferably transferred to another part of the treatment plant to restore the filling material. The cross member can then be demagnetized to allow the particles to lag behind. The remaining particles on the previously embedded portion of the cross-member can be removed by simple mechanical means, such as scraping, since the particles are easily removed.

В качестве конечного этапа очистки ранее внедренная часть поперечины может быть подвергнута струйной обработке (например, пескоструйной обработке) предпочтительно с помощью частиц того же типа, которые совместимы с фактическим заполняющим материалом, таким как железо, сталь или любой другой электропроводящий материал. Помимо этого пескоструйная обработка может осуществляться песком, глиноземом или любым другим соответствующим материалом.As a final cleaning step, the previously embedded portion of the cross member can be blasted (e.g. sandblasted), preferably with particles of the same type that are compatible with the actual filling material, such as iron, steel or any other electrically conductive material. In addition, sandblasting may be carried out with sand, alumina or any other suitable material.

Следует понимать, что немагнитные заполняющие материалы также можно восстановить и использовать повторно, даже если технология удаления и восстановления будет несколько отличаться от опи- 6 035309 санной выше. Для отделения огарков от заполняющего материала может быть использовано что-то вроде сита.It should be understood that non-magnetic filling materials can also be recovered and reused, even if the removal and recovery technology is slightly different from that described above. Something like a sieve can be used to separate the cinder from the filling material.

Восстановленный заполняющий материал может удаляться в виде кластеров частиц. Эти кластеры может потребоваться измельчить до более или менее отдельных частиц, чтобы использовать повторно в качестве заполняющего материала, определяемого просветом фактической выемки, которую надо заполнить. Измельчение может быть выполнено путем приспособления обычного устройства.Reduced filling material can be removed in the form of clusters of particles. These clusters may need to be crushed to more or less individual particles in order to be reused as filling material, determined by the lumen of the actual recess to be filled. Grinding can be performed by adapting a conventional device.

Claims (18)

1. Анод для использования в процессе электролиза для производства алюминия в ячейках ХоллаЭру, причем анод содержит корпус или блок (120; 20) из обожженного углеродсодержащего материала, соединенного с проводником электрического тока, причем упомянутый проводник тока соединен с анодной штангой (3), а также является частью анодной подвески (101; 1), при этом проводник тока внедрен в выемку на верхней части упомянутого углеродсодержащего блока (120; 20), причем ширина выемки больше ширины проводника, и она заполнена только электропроводящим зернистым материалом, при этом проводник тока и блок из обожженного углеродсодержащего материала соединены с помощью механического средства фиксации, отличающийся тем, что проводник тока содержит по меньшей мере одну металлическую подвесную пластину (104; 4, 4') из металлического материала и имеет по меньшей мере две крепежные пластины (105, 105; 5, 5'), по меньшей мере, частично внедренные своими нижними частями в соответствующие выемки (113, 113; 13, 13') в верхней части углеродсодержащего блока (120; 20), при этом толщина крепежных пластин (105, 105; 5, 5') меньше, чем толщина по меньшей мере одной подвесной пластины (104; 4, 4'), причем по меньшей мере одна подвесная пластина (104; 4, 4') электрически соединена с анодной штангой (103; 3) своей верхней частью, а также по меньшей мере одна подвесная пластина (104; 4, 4') соединена с анодной штангой (103; 3) посредством одного или нескольких соединительных элементов (106, 106'; 6, 6', 7, 7', 7, 9), являющихся биметаллическим соединительным элементом или триметаллическим соединительным элементом, при этом по меньшей мере один из соединительных элементов (106, 106; 6, 6') выполнен с возможностью увеличения площади контакта между анодной штангой (103; 3) и биметаллическим или триметаллическим соединением.1. An anode for use in the electrolysis process for the production of aluminum in HallAeru cells, the anode comprising a housing or block (120; 20) of calcined carbon-containing material connected to an electric current conductor, said current conductor being connected to the anode rod (3), and is also part of the anode suspension (101; 1), while the current conductor is embedded in the recess on the upper part of the carbon-containing block (120; 20), the width of the recess being greater than the width of the conductor, and it is filled only with electrically conductive granular material, while the current conductor and a block of calcined carbon-containing material is connected using mechanical fixing means, characterized in that the current conductor contains at least one metal suspension plate (104; 4, 4 ') of the metal material and has at least two mounting plates (105, 105; 5, 5 '), at least partially embedded by their lower parts into the corresponding recesses (113, 113; 13 , 13 ') in the upper part of the carbon block (120; 20), while the thickness of the mounting plates (105, 105; 5, 5 ') is less than the thickness of at least one suspension plate (104; 4, 4'), and at least one suspension plate (104; 4, 4 ') is electrically connected to the anode rod (103; 3) with its upper part, and at least one suspension plate (104; 4, 4') is connected to the anode rod (103; 3) through one or more connecting elements (106, 106 '; 6, 6', 7, 7 ', 7, 9), which are a bimetallic connecting element or a trimetallic connecting element, while at least one of the connecting elements (106, 106; 6, 6') is made with the possibility of increasing the contact area between the anode rod (103; 3) and the bimetallic or trimetallic compound. 2. Анод по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из соединительных элементов (106, 106; 6, 6') представляет собой соединение из трехслойного металла треугольной формы, причем одна часть соединена с вертикальной поверхностью анодной штанги (103; 3), а другая часть соединена с верхней частью подвесной пластины (104; 4, 4').2. The anode according to claim 1, characterized in that at least one of the connecting elements (106, 106; 6, 6 ') is a connection of a three-layer metal of triangular shape, with one part connected to the vertical surface of the anode rod (103; 3), and the other part is connected to the upper part of the suspension plate (104; 4, 4 '). 3. Анод по п.1, отличающийся тем, что подвесные пластины (104; 4, 4') выполнены из композитного или плакированного материала, где, по меньшей мере, верхние части подвесных пластин обладают сравнительно более хорошей электропроводностью по сравнению с нижними частями.3. The anode according to claim 1, characterized in that the suspension plates (104; 4, 4 ') are made of composite or clad material, where at least the upper parts of the suspension plates have a relatively better electrical conductivity compared to the lower parts. 4. Анод по п.1, отличающийся тем, что имеется одна горизонтально расположенная подвесная пластина (104), у которой на нижней поверхности имеется две или несколько вертикально расположенные крепежные пластины (105, 150).4. The anode according to claim 1, characterized in that there is one horizontally located suspension plate (104), in which on the lower surface there are two or more vertically located mounting plates (105, 150). 5. Анод по п.1, отличающийся тем, что подвесная пластина (104) соединена с анодной штангой (103) через одну вставку (144).5. The anode according to claim 1, characterized in that the suspension plate (104) is connected to the anode rod (103) through one insert (144). 6. Анод по п.1, отличающийся тем, что имеется по меньшей мере две вертикально расположенные подвесные пластины (4, 4'), которые своими нижними концами соединены с крепежными пластинами (5, 5') соответственно.6. The anode according to claim 1, characterized in that there are at least two vertically located suspension plates (4, 4 '), which are connected with their lower ends to the mounting plates (5, 5'), respectively. 7. Анод по п.1, отличающийся тем, что электропроводящий зернистый материал содержит частицы, имеющие сферическую форму.7. The anode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive granular material contains particles having a spherical shape. 8. Анод по п.1, отличающийся тем, что электропроводящий зернистый материал содержит частицы, имеющие овальную или эллиптическую форму.8. The anode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive granular material contains particles having an oval or elliptical shape. 9. Анод по п.1, отличающийся тем, что электропроводящий зернистый материал содержит магнитные частицы.9. The anode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive granular material contains magnetic particles. 10. Анод по п.1, отличающийся тем, что электропроводящий зернистый материал содержит частицы, выполненные из железа или железного сплава.10. The anode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive granular material contains particles made of iron or an iron alloy. 11. Анод по п.1, отличающийся тем, что электропроводящий зернистый материал содержит частицы, выполненные из стали или стального сплава.11. The anode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive granular material contains particles made of steel or a steel alloy. 12. Анод по п.1, отличающийся тем, что анодный блок прикреплен к проводнику электрического тока посредством костыля, болта или подобного элемента, соединяющего между собой крепежные пластины (105, 105; 5, 5') и анодный блок (120; 20).12. The anode according to claim 1, characterized in that the anode block is attached to the electric current conductor by means of a crutch, bolt or similar element connecting the mounting plates (105, 105; 5, 5 ') and the anode block (120; 20) . 13. Анод по п.1, отличающийся тем, что анодный блок прикреплен к проводнику тока с помощью выступающего средства фиксации (108, 108', 108, 108'; 8, 8', 8, 8') на крепежных пластинах (105', 105; 5, 5') и вырезанных выемок (110, 110', 110, 110'; 10, 10', 10, 10'), расположенных в аноде (120; 20).13. The anode according to claim 1, characterized in that the anode block is attached to the current conductor using a protruding fixation means (108, 108 ', 108, 108'; 8, 8 ', 8, 8') on the mounting plates (105 ' , 105; 5, 5 ') and cut notches (110, 110', 110, 110 '; 10, 10', 10, 10 ') located in the anode (120; 20). - 7 035309- 7 035309 14. Анод по п.1, отличающийся тем, что материал в верхней части подвесных пластин (104; 4, 4') содержит медь (Cu).14. The anode according to claim 1, characterized in that the material in the upper part of the suspension plates (104; 4, 4 ') contains copper (Cu). 15. Анод по п.1, отличающийся тем, что металлический материал подвесных пластин (104; 4, 4') является сталью.15. The anode according to claim 1, characterized in that the metal material of the suspension plates (104; 4, 4 ') is steel. 16. Анод по п.1, отличающийся тем, что металлический материал крепежных пластин (105; 5, 5') является сталью.16. The anode according to claim 1, characterized in that the metal material of the mounting plates (105; 5, 5 ') is steel. 17. Способ изготовления анода по любому из пп.1-16, предназначенного для использования в процессе электролиза для производства алюминия в ячейках Холла-Эру, причем анод содержит корпус или блок (20) из обожженного углеродсодержащего материала, соединенного с пластинчатым проводником электрического тока, причем упомянутый проводник тока электрически соединен с анодной штангой (3) на одном конце, а также внедрен в выемку (13) на верхней части упомянутого углеродсодержащего блока (120; 20) на другом конце, причем ширина выемки больше ширины проводника, и она заполнена только электропроводящим зернистым материалом, причем анодный блок механически прикреплен к проводнику тока с помощью выступающего механического средства (8) фиксации, расположенного на проводнике тока, а также соответствующего вырезанной выемке (10), расположенной в анодном блоке, отличающийся тем, что выемку (13) получают посредством выполнения вытянутой щели или канавки на верхней части анодного блока (20), затем выполняют отверстие (11) в соответствующем месте выемки (13), применяя вращающийся инструмент обработки, причем отверстие шире, чем выемка (13), и, тем самым, задают точку входа выступающего средства (8) фиксации, после чего в выемке (13) выполняют врезанную выемку (10) с фланцами (12, 12') путем перемещения инструмента обработки вдоль упомянутой выемки (13) внутри анодного блока (20).17. A method of manufacturing an anode according to any one of claims 1 to 16, intended for use in an electrolysis process for the production of aluminum in Hall-Herou cells, the anode comprising a housing or block (20) of calcined carbon-containing material connected to a plate conductor of electric current, moreover, said current conductor is electrically connected to the anode rod (3) at one end, and is also embedded in a recess (13) at the top of said carbon-containing block (120; 20) at the other end, the width of the recess being greater than the width of the conductor, and it is only filled an electrically conductive granular material, the anode block being mechanically attached to the current conductor by means of a protruding mechanical fixing means (8) located on the current conductor, as well as a corresponding cut-out recess (10) located in the anode block, characterized in that the recess (13) is obtained by making an elongated slot or groove on the upper part of the anode block (20), then t hole (11) in the corresponding location of the recess (13), using a rotating processing tool, the hole being wider than the recess (13), and thereby set the entry point of the protruding means (8) of fixation, and then in the recess (13) embed recess (10) with flanges (12, 12 ') is performed by moving the processing tool along said recess (13) inside the anode block (20). 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что вращающийся инструмент обработки предназначен для выполнения отверстия (11) и вырезанной выемки (10) в обожженном углеродсодержащем материале путем обработки в осевом направлении, после которой следует обработка в радиальном направлении.18. The method according to 17, characterized in that the rotary processing tool is designed to make holes (11) and cut recesses (10) in the calcined carbon-containing material by machining in the axial direction, followed by processing in the radial direction.