**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Traverse für Schmelzflusselektrolysezellen zur Herstellung von Aluminium, insbesondere Zellen mit punktförmiger Tonerdezugabe, dadurch gekennzeichnet, dass die Traverse (10) aus mindestens einem, aus massiven Metallblechen zusammengeschweissten, gasdicht verschliessbaren Hohl körper ( 12) in Zellenlängsrichtung besteht, welcher nach unten wenigstens eine Öffnung für Rohgasansaugstutzen (20, 21,22) und nach oben einen zur Rohgashauptleitung führenden Traversenabsaugstutzen (25) aufweist, und dass die Auflagefüsse ( 18) der Traverse gegen Ofenstützen (26) isoliert sind.
2. Hohltraverse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Stahlblechen, welche vorzugsweise 4-8 mm dick sind, besteht.
3. Hohltraverse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlbleche zu im Querschnitt quadratischen oder rechteckigen Formen zusammengeschweisst sind.
4. Hohltraverse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei stirnseitig abgestützte Hohlkörper (12) mit mindestens einem hohlen Verbindungssteg (16) und einen gemeinsamen Traversenabsaugstutzen (25) aufweist.
5. Hohltraverse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Stirnseite zum Auflagebereich der Bedienungs-Einheit führende Stahlrohre (24) eingezogen sind.
6. Hohltraverse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Traverse (10) ein Führungsgestell oder Führungsstützen (54) als Auflage für die Stahlrohre (24) dienen.
7. Hohltraverse nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass auf deren äusseren Längsseiten mehrere in Querrichtung horizontal ausziehbare Schienen zum Aufhängen der Kohleanoden verankert sind.
8. Hohltraverse nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Deckblechen und Auflageflächen in Form von Stützprofilen für die Seitenabschirmungen der Zellenkapselung (46) versehen ist.
9. Hohltraverse nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Öffnung für die Rohgasansaugung als sich in Traversenlängsrichtung erstrekkender Schlitz ausgebildet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Traverse für Schmelzflusselektrolysezellen zur Herstellung von Aluminium, insbesondere mit punktförmiger Tonerdezugabe.
Für die Gewinnung von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumoxid wird dieses in einer Fluoridschmelze gelöst, die zum grössten Teil aus Kryolith besteht.
Das kathodisch abgeschiedene Aluminium sammelt sich unter der Fluoridschmelze auf dem Kohleboden der Zelle, wobei die Oberfläche des flüssigen Aluminiums die Kathode bildet. In die Schmelze tauchen von oben Anoden ein, die bei konventionellen Verfahren aus amorphem Kohlenstoff bestehen. An diesen Kohleanoden entsteht durch die elektrolytische Zersetzung des Aluminiumoxids Sauerstoff, der sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu CO2 und CO verbindet.
Die Elektrolyse findet in einem Temperaturbereich von etwa 940-970"C statt.
Im Laufe der Elektrolyse verarmt der Elektrolyt an Aluminiumoxid. Bei einer unteren Konzentration von 1-2 Gew.% Aluminiumoxid im Elektrolyten kommt es zum Anodeneffekt, der sich in einer Spannungserhöhung von beispielsweise 4-4,5 V auf 30 V und darüber auswirkt. Spätestens dann muss die Kruste eingeschlagen und die Aluminiumoxidkonzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid (Tonerde) angehoben werden.
Die Zelle wird im normalen Betrieb üblicherweise periodisch bedient, auch wenn kein Anodeneffelet auftritt. Ausserdem muss bei jedem Anodeneffekt die Badkruste eingeschlagen und die Tonerdekonzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid angehoben werden, was einer Zellenbedienung entspricht.
Zur Zellenbedienung ist über lange Jahre die Kruste aus erstarrter Schmelze zwischen den Anoden und dem Seitenbord der Elektrolysezelle eingeschlagen und anschliessend neues Aluminiumoxid zugegeben worden. Diese heute noch weitgehend angewandte Praxis stösst auf zunehmende Kritik wegen Verschmutzung der Luft in der Elektrolysehalle und der äusseren Atmosphäre. Die Forderung nach Kapselung der Elektrolysezellen und die Behandlung der Abgase ist in den letzten Jahren zunehmend zur zwingenden Notwendigkeit geworden. Eine maximale Zurückhaltung der Elektrolysegase durch Kapselung kann jedoch nicht gewährleistet werden, wenn eine klassische Längsseitenbedienung zwischen den Anoden und dem Seitenbord der Zellen erfolgt.
In neuerer Zeit sind deshalb die Aluminiumhersteller immer mehr zur Bedienung in der Ofenlängsachse übergegangen. Nach dem Einschlagen der Kruste erfolgt die Tonerdezugabe entweder lokal und kontinuierlich nach dem Point-Feeder -Prinzip oder nicht kontinuierlich über die ganze Ofenlängsachse verteilt. In beiden Fällen ist auf der Elektrolysezelle ein Vorratsbunker für die Tonerde angeordnet. Entsprechendes gilt für die in der DE-OS 27 31 908 vorgeschlagene Querbediennung der Elektrolyseöfen.
Zahlreiche bekannte Systeme mit punktförmiger Tonerde zugabe, z.B. DE-PS 2 135485 und US-PS 3371 026, bzw. ihre Elemente sind starr am Zellenaulbau montiert. Dies hat den Nachteil, dass Reparaturen an der Vorrichtung und das Auswechseln von Teilen oft kompliziert und zeitraubend sind.
Ausserdem kann die Tonerde nicht immer an der optimalen Stelle in den schmelzflüssigen Elektrolyten eingespeist werden.
In der DE-OS 29 43 296 beschreibt die Anmelderin eine auf einem Träger in Längs- und/oder Querrichtung verschiebbare, mit einem Kran in vertikaler Richtung entfernbare Vorrichtung zur punktförmigen Bedienung von Aluminiumschmelzflusselektrolysezellen. Diese Vorrichtung, sog.
Point-Feeder -Einheiten, sind aus einer Beschickungs- und einer am Vorratsbunker lösbar befestigten Einschlagvorrichtung aufgebaut.
Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, einen Träger für eine Vorrichtung für insbesondere punktförmige Zellenbedienung zu schaffen, der neben einer sicheren, in Längsrichtung verschiebbaren Halterung der Vorrichtung weitere zum Betrieb der Zelle notwendige Funktionen erfüllen kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Traverse aus mindestens einem, aus massiven Metallblechen zusammengeschweissten, gasdicht verschliessbaren Hohlkörper in Zellenlängsrichtung besteht, welcher nach unten wenigstens eine Öffnung für Rohgasansaugstutzen und nach oben einen zur Rohgashauptleitung führenden Traversenabsaugstutzen aufweist, und dass die Auflagefüsse der Traverse gegen die Ofenstützen isoliert sind.
Der Hohlkörper, welcher im folgenden auch Hohltraverse bzw. Traverse genannt wird, besteht vorzugsweise aus 4-8 mm starken Stahlblechen. Die Traverse ist gegen die Ofenstützen isoliert und hat Anodenpotential.
Der Querschnitt der Hohltraverse kann jede beliebige, vernünftige geometrische Form annehmen; aus fabrikationstechnischen und statischen Gründen wird jedoch ein rechtek kiger oder quadratischer Querschnitt bevorzugt.
Im einfachsten Fall ist die Hohltraverse quaderförmig aus
gebildet, wobei unterhalb der Stirnseiten ein isolierend auf die Ofenstützen aufliegendes Trägerprofil ausgebildet ist.
Diese als Auflage für die Vorrichtungen zur punktförmigen Tonerdezugabe dienende Hohltraverse weist zweckmässig nach Mass ausgeformte Durchführungen für Brecher und Tonerdespeisung auf. Die Tonerdesilos sind lösbar mit der Hohltraverse verbunden.
Nach einer vorteilhaften Weiterausbildung weist die Hohltraverse in Längsrichtung eine schlitzförmig ausgebildete Durchführung auf; die Point-Feeder -Einheiten können also bei Bedarf in Längsrichtung der Hohltraverse frei verschoben werden. Der nicht zu vernachlässigende Vorteil dieser Flexibilität von Einschlag- und Tonerdespeisevorrichtung besteht darin, dass jederzeit am optimalen Ort der Elektrolysezelle Tonerde zugeführt werden kann.
Wenn die Durchführungsöffnung in der Hohltraverse breit genug konzipiert ist, kann der Tonerdesilo so ausgebildet sein, dass er im unteren Bereich in die Traverseöffnung hinein oder durch sie hindurch ragt.
Weiter kann die Hohltraverse aus zwei separaten, stirnseitig abgestützten Quadern gebildet sein, die parallel in Zellenlängsrichtung verlaufen und einen den konstruktiven Abmessungen der Point-Feeder -Einheit angepassten Abstand voneinander haben. Zweckmässig sind die beiden parallel verlaufenden Quader durch mindestens einen hohlen Verbindungssteg miteinander verbunden, so dass nur ein gemeinsamer Traversenabsaugstutzen notwendig ist.
In der Hohltraverse werden von einer Stirnseite zum Auflagebereich der Bedienungs-Einheit führende Stahlrohre eingesetzt. In diese Stahlrohre können Leitungen zur Steuerung und Betätigung der Pointe-Feeder -Einheiten, zum Beispiel Pneumatikleitungen für Einschlagvorrichtung und Dosiergerät, problemlos eingezogen werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Leitungen geschützt sind und leicht ausgewechselt werden können.
Für die im Innern der Hohltraverse angeordneten Stahlrohre sind zweckmässig Führungsstützen oder ein Führungsgestell vorgesehen.
Förderleitungen für Tonerde und Flussmittel können ebenso in der Hohltraverse angeordnet sein, wo sie geschützt sind und keinen unnötigen Raum beanspruchen.
Die aus massiven Metallblechen zusammengeschweisste Hohltraverse weist genügend mechanische Festigkeit auf, um neben den Point-Feeder -Einheiten noch als Hilfstraverse eingesetzt werden zu können. Dabei werden die Anodenstangen vorteilhaft nicht direkt am Hohlkörper befestigt, sondern mittelbar an Konsolen, welche ihrerseits an den äusseren Längsseiten der Hohltraverse verankert sind. Die Anodenstangen werden an einer in Querrichtung horizontal ausziehbaren Schiene befestigt.
Der erfindungsgemässe Hohlkörper kann sowohl als feste Hilfstraverse, bei welcher die Anodenstangen fixiert und die Haupttraverse gehoben wird, als auch als mobile Hilfstraverse, bei welcher die Anodenstangen an der Hilfstraverse befestigt und diese gehoben wird, ausgebildet sein.
Die Öffnung für den Gaseinlass kann als sich über einen grösseren Teil der Traversenlängsrichtung erstreckender Schlitz ausgebildet sein. Bevorzugt werden jedoch ein oder mehrere Rohgasansaugstutzen ausgebildet, zweckmässig auf einem Verbindungssteg. Bei der Ausbildung eines einzigen Stutzens ist dieser zweckmässig in der Mitte der Hohltraverse angeordnet und weist einen verhältnismässig grossen Durchmesser auf.
Mittels geeignet ausgebildeter Aufhängeorgane können an der Hohltraverse Deckblech und Auflageflächen in Form von Stützprofilen für die Seitenabschirmungen der Zellenkapselung befestigt werden.
Mit der erfindungsgemässen Hohltraverse können also, je nach Ausgestaltung von Weiterausbildungen, neben der Trägerfunktion für die Bedienungs-Einheiten folgende weitere Anforderungen erfüllt werden: - Rohgasabsaugung - Einführung und Auswechseln von Druckleitungen - Schutz für Tonerde- und Flussmittelförderleitungen - Hilfstraverse beim Heben des Anodentisches - Aufhängung der Zellenkapselung.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Hohltraverse
Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des oberen Teils einer Zelle in Längsrichtung mit aufgesetzter Hohltraverse
Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht von Fig.2
Fig. 4-6 drei vertikale Querschnitte durch Fig. 1 an den Stellen der Rohgasansaugstutzen.
Die in Fig. 1 dargestellte Hohltraverse 10 besteht aus zwei parallel verlaufenden, im Querschnitt rechteckigen Hohlkörpern 12 mit gespreizten Traversentragenden 14. Die beiden Hohlkörper 12 sind mittels dreier hohler Verbindungsstege 16 miteinander verbunden, wobei der Abstand der beiden Hohlkörper 12 den Dimensionen des einzuführenden Bedienungselementes, bestehend aus Tonerdesilo und Einschlagvorrichtung, angepasst ist. Die gespreizten Traversentragenden 14 sind mit je einem Auflagefuss 18 versehen, welche auf der Unterseite mit einer Isolation versehen - auf den Ofenstützen aufliegen.
Die in die hohlen Verbindungsstege 16 einmündenden Rohgasansaugstutzen sind derart konzipiert, dass die beiden äusseren Stutzen 20 und 21 je einen Viertel, der mittlere Stutzen 22 dagegen die Hälfte des anzusaugenden Rohgases aufnimmt. Der mittlere Rohgasansaugstutzen hat eine doppelt so grosse Eintrittsöffnung wie die beiden äusseren Stutzen. Der nicht sichtbare Traversenabsaugstutzen befindet sich rechts, in der Nähe des Rohgasansaugstutzens 20.
Ausgehend von einem zum Traversenende führenden Verbindungsstück des Hohlkörpers sind Stahlrohre 24 in die Hohltraverse eingeführt. Diese Rohre enden an einem vorausbestimmten Ort, im Bereich einer Bedienungseinheit treten sie wieder aus der Traverse aus. Derart können auswechselbare Pneumatikleitungen, elektrische Kabel und dgl.
in ein am gewünschten Ort endendes Stahlrohr 24 gestossen werden. Beschädigte Leitungen können derart jederzeit problemlos ausgewechselt werden.
In Fig. 2 wird eine Hohltraverse 10 dargestellt, die mit den Auflagefüssen 18 auf einer Ofenstütze 26 aufliegt. Dazwischen ist eine nicht dargestellte Isolationsschicht angeordnet.
Auf der Hohltraverse 10 ist eine Bedienungseinheit aufgesetzt, die im wesentlichen aus Tonerdesilo 28 und Einschlagvorrichtung 30, gebildet aus pneumatischem Druckzylinder 32 und Brechmeisel 34, besteht.
Der konische Teil des Tonerdesilos 28 wird mit einer Dosiervorrichtung 36 verschlossen. Bei der Chargierung der Zelle wird diese Dosiervorrichtung betätigt, die Tonerde fliesst portionenweise über das Abflussrohr 38 in das vom Meissel 34 aus der Elektrolytkruste herausgeschlagene Loch.
Die Tonerdezufuhr zum Silo 28 und die Betätigung von Brechmeissel 34 und Chargiervorrichtung 36 erfolgen vorzugsweise über eine den Elektrolyseprozess steuernde EDV Anlage. Die Kohleanoden 40 sind über Anodenstangen 42 an der Traverse 44 befestigt, welche ihrerseits in den Ofenstützen 26 gelagert ist. Die Stromzufuhr zu der Haupttraverse 44 erfolgt über Steigleitungen 45, welche über Stromschienen mit den Kathodenbarren der nicht gezeichneten vorhergehenden Zelle verbunden sind.
Die beiden gezeigten Rohgasansaugstutzen 20 und 21 haben den gleichen Durchmesser; sie münden in den zum Traversenabsaugstutzen 25 führenden Rohgaskanal 27. Bei jedem Rohgasansaugstutzen wird dieser Rohgaskanal 27, welcher durch ein Einlageblech vom übrigen Innenraum der Hohltraverse abgetrennt ist, im Querschnitt entsprechend vergrössert. Am Traversenabsaugstutzen 25 schliesst die nicht gezeichnete Rohgashauptleitung an.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Hohltraverse 10 mit ihren Auflagefüssen 18 auf den Ofenstützen 26 aufliegt. Die gespreizten Traversentragenden 14 enthalten die in den Hohlkörper 12 führenden Stahlrohre, welche ihrerseits die auswechselbaren Pneumatikleitungen ummanteln, sowie Förderrohre für Tonerde und Flussmittel.
Der untere Teil des Silos 28 ist in den in Zellenlängsrichtung verlaufenden Zwischenraum zwischen den Hohlkörpern 12 der Hohltraverse 10 eingepasst. Dadurch kann die Arbeitsposition der Bedienungseinheit 28,30 zwischen den Verbindungsstegen frei gewählt werden.
Im vorliegenden Fall ist die Zellenkapselung 46 an der Traverse 44 befestigt. Sie kann jedoch auch an entsprechend ausgebildeten Stützprofilen der Hohltraverse 10 angebracht sein.
Die in den Fig. 4-6 dargestellten Vertikalschnitte durch die Hohltraverse 10 an den Stellen der Rohgasansaugstutzen 20, 21 und 22 verdeutlichen die in Fig. 2 angedeutete Zunahme der lichten Weite des Rohgaskanals bei jedem Ansaugstutzen.
In Fig. 4, d.h. dem Schnitt durch den Rohgasansaugstutzen 21, links in Fig. 1 mündet erst das Abgas von einem Stutzen in den Rohgaskanal 27. Dieser ist deshalb noch verhältnismässig eng. In Fig. 6 dagegen mündet der dritte Rohgasansaugstutzen 20 in den Kanal 27; dieser Kanal hat daher den grössten Querschnitt und führt in dieser Dimension zu dem im Schnitt nicht sichtbaren Traversenabsaugstutzen (25 in Fig. 2).
Die in Fig. 1 gezeigten Stahlrohre für die auswechselbaren Pneumatikleitungen führen von links nach rechts. In Fig. 4 ist deshalb noch die grösste Anzahl von Stahlrohren 24 vorhanden, in Fig. 6 hat sie stark abgenommen. Die Stahlrohre 24 liegen auf Führungsstützen 54.
Im Hohlkörper 12 der Hohltraverse, welcher die Stahlrohre nicht enthält, sind die Förderrohre 48 für Tonerde und 50 für Flussmittel angeordnet. Während in den Fig. 4 und 6 Verzweigungsrohre 52 zu den Silos 28 führen, sind in Fig. 5, dem Schnitt in Traversenmitte, wo sich keine Bedienungs Einheit befindet, keine solchen Verzweigungsrohre angeordnet.
** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.
PATENT CLAIMS
1. traverse for melt flow electrolysis cells for the production of aluminum, in particular cells with punctiform alumina addition, characterized in that the traverse (10) consists of at least one, made of solid metal sheets welded, gas-tight sealable hollow body (12) in the longitudinal direction of the cell, which is at least one down Opening for raw gas intake (20, 21, 22) and upwards has a truss exhaust (25) leading to the raw gas main line, and that the support feet (18) of the cross are insulated from furnace supports (26).
2. Hollow traverse according to claim 1, characterized in that it consists of steel sheets, which are preferably 4-8 mm thick.
3. Hollow traverse according to claim 2, characterized in that the steel sheets are welded together to form square or rectangular shapes in cross section.
4. Hollow traverse according to one of claims 1-3, characterized in that it has two hollow bodies (12) supported at the end with at least one hollow connecting web (16) and a common traverse suction connection (25).
5. Hollow traverse according to one of claims 1-4, characterized in that leading steel tubes (24) are drawn in from an end face to the support area of the operating unit.
6. Hollow traverse according to claim 5, characterized in that a guide frame or guide supports (54) serve as a support for the steel tubes (24) in the interior of the crossmember (10).
7. Hollow traverse according to one of claims 1-6, characterized in that a plurality of rails which can be pulled out horizontally in the transverse direction for hanging the carbon anodes are anchored on their outer longitudinal sides.
8. Hollow traverse according to one of claims 1-7, characterized in that it is provided with cover plates and support surfaces in the form of support profiles for the side shields of the cell encapsulation (46).
9. Hollow traverse according to one of claims 1-8, characterized in that at least one opening for the raw gas intake is designed as a slot extending in the longitudinal direction of the crossbar.
The invention relates to a traverse for melt flow electrolysis cells for the production of aluminum, in particular with the addition of punctiform alumina.
For the production of aluminum by melt flow electrolysis of aluminum oxide, this is dissolved in a fluoride melt, which consists largely of cryolite.
The cathodically deposited aluminum collects under the fluoride melt on the carbon bottom of the cell, the surface of the liquid aluminum forming the cathode. Anodes which consist of amorphous carbon in conventional processes are immersed in the melt. At these carbon anodes, the electrolytic decomposition of the aluminum oxide produces oxygen, which combines with the carbon of the anodes to form CO2 and CO.
The electrolysis takes place in a temperature range of approximately 940-970 "C.
In the course of electrolysis, the electrolyte becomes poor in aluminum oxide. With a lower concentration of 1-2% by weight of aluminum oxide in the electrolyte, there is an anode effect, which results in a voltage increase of, for example, 4-4.5 V to 30 V and above. At the latest then the crust must be hammered in and the aluminum oxide concentration increased by adding new aluminum oxide (alumina).
The cell is usually operated periodically in normal operation, even if no anode effelet occurs. In addition, with each anode effect, the bath crust has to be hammered in and the alumina concentration increased by adding new aluminum oxide, which corresponds to cell operation.
To operate the cell, the crust of solidified melt was hammered in between the anodes and the side board of the electrolysis cell and new aluminum oxide was then added. This practice, which is still widely used today, is met with increasing criticism for pollution of the air in the electrolysis hall and the outside atmosphere. The demand for encapsulation of the electrolysis cells and the treatment of the exhaust gases has become an imperative in recent years. However, maximum containment of the electrolysis gases by encapsulation cannot be guaranteed if classic long side operation takes place between the anodes and the side board of the cells.
In recent times, aluminum manufacturers have therefore increasingly switched to operating in the longitudinal axis of the furnace. After the crust has been hammered in, the alumina is added either locally and continuously according to the point feeder principle or not continuously distributed over the entire longitudinal axis of the furnace. In both cases, a storage hopper for the alumina is arranged on the electrolysis cell. The same applies to the cross-operation of the electrolysis furnaces proposed in DE-OS 27 31 908.
Numerous known point alumina systems, e.g. DE-PS 2 135485 and US-PS 3371 026, or their elements are rigidly mounted on the cellular structure. This has the disadvantage that repairs to the device and the replacement of parts are often complicated and time-consuming.
In addition, the alumina cannot always be fed into the molten electrolyte at the optimal location.
In DE-OS 29 43 296, the applicant describes a device which can be displaced in the longitudinal and / or transverse direction on a carrier and which can be removed in the vertical direction by a crane, for the punctiform operation of aluminum melt flow electrolysis cells. This device, so-called
Point feeder units are made up of a loading device and a wrapping device that is detachably attached to the storage bunker.
The inventors have set themselves the task of creating a carrier for a device for, in particular, punctiform cell operation, which, in addition to a secure, longitudinally displaceable holder of the device, can perform further functions necessary for operating the cell.
According to the invention, the object is achieved in that the cross member consists of at least one hollow body which is welded together from solid metal sheets and can be closed in a gas-tight manner in the longitudinal direction of the cell, which has at least one opening at the bottom for raw gas intake and one upward leading to the main gas line, and that the support feet of the cross member are insulated from the furnace supports.
The hollow body, which is also referred to below as a hollow crossmember or crossbar, preferably consists of 4-8 mm thick steel sheets. The crossbar is insulated from the furnace supports and has anode potential.
The cross section of the hollow crossmember can take any reasonable geometric shape; however, a rectangular or square cross-section is preferred for manufacturing and structural reasons.
In the simplest case, the hollow crossmember is cuboid
formed, below the end faces a support profile is formed insulated on the furnace supports.
This hollow cross-piece, which serves as a support for the devices for punctiform alumina addition, expediently has custom-made bushings for crusher and alumina feed. The clay silos are detachably connected to the hollow crossbeam.
According to an advantageous further development, the hollow cross-member has a slot-shaped passage in the longitudinal direction; the point feeder units can thus be freely moved in the longitudinal direction of the hollow crossmember if necessary. The not inconsiderable advantage of this flexibility of the impact and alumina feed device is that alumina can be supplied to the electrolysis cell at the optimal location at any time.
If the lead-through opening in the hollow traverse is designed to be wide enough, the alumina silo can be designed in such a way that it projects into or through the traverse opening in the lower region.
Furthermore, the hollow crossmember can be formed from two separate cuboids supported on the end face, which run parallel in the longitudinal direction of the cell and have a spacing from one another which is adapted to the structural dimensions of the point feeder unit. The two parallel cuboids are expediently connected to one another by at least one hollow connecting web, so that only one common cross-piece suction nozzle is necessary.
Steel tubes leading from one end face to the support area of the operating unit are used in the hollow crossbeam. Cables for the control and actuation of the punch feeder units, for example pneumatic lines for the impact device and dosing device, can be easily pulled into these steel tubes. This arrangement has the advantage that the lines are protected and can be easily replaced.
Guide supports or a guide frame are expediently provided for the steel tubes arranged inside the hollow crossmember.
Conveying lines for alumina and flux can also be arranged in the hollow crossbeam, where they are protected and do not take up any unnecessary space.
The hollow cross-beam welded together from solid metal sheets has sufficient mechanical strength to be used as an auxiliary cross-beam in addition to the point feeder units. The anode rods are advantageously not attached directly to the hollow body, but indirectly to brackets, which in turn are anchored on the outer long sides of the hollow cross-member. The anode rods are attached to a rail that can be pulled out horizontally in the transverse direction.
The hollow body according to the invention can be designed both as a fixed auxiliary crossmember, in which the anode rods are fixed and the main crossbar is lifted, and as a mobile auxiliary crossmember, in which the anode rods are fastened to the auxiliary crossbar and this is lifted.
The opening for the gas inlet can be designed as a slot which extends over a larger part of the longitudinal direction of the crossmember. However, one or more raw gas intake ports are preferably formed, expediently on a connecting web. When forming a single nozzle, it is expediently arranged in the middle of the hollow crossmember and has a relatively large diameter.
By means of suitably designed suspension elements, cover plate and support surfaces in the form of support profiles for the side shields of the cell encapsulation can be attached to the hollow cross member.
With the hollow crossmember according to the invention, depending on the design of further training, the following additional requirements can be met in addition to the carrier function for the operating units: - Raw gas extraction - Introduction and replacement of pressure lines - Protection for alumina and flux feed lines - Auxiliary crossbar when lifting the anode table - Suspension the cell encapsulation.
The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. They show schematically:
Fig. 1 is a perspective view of a hollow crossbar
Fig. 2 is a partially cutaway view of the upper part of a cell in the longitudinal direction with the hollow crossbar
Fig. 3 is a partially cut side view of Fig.2
Fig. 4-6 three vertical cross sections through Fig. 1 at the locations of the raw gas intake.
The hollow crossbeam 10 shown in FIG. 1 consists of two parallel hollow bodies 12 with a rectangular cross-section with spreading crossbeams 14. The two hollow bodies 12 are connected to one another by means of three hollow connecting webs 16, the distance between the two hollow bodies 12 being the dimensions of the operating element to be introduced, consisting of alumina silo and wrapping device. The spread truss ends 14 are each provided with a support foot 18, which is provided with insulation on the underside - rest on the furnace supports.
The raw gas intake ports opening into the hollow connecting webs 16 are designed in such a way that the two outer ports 20 and 21 each receive a quarter, the middle connector 22, on the other hand, half of the raw gas to be drawn in. The middle raw gas intake has an inlet twice as large as the two outer ports. The invisible traverse suction connector is on the right, near the raw gas intake connector 20.
Starting from a connecting piece of the hollow body leading to the crossbar end, steel tubes 24 are inserted into the hollow crossbar. These tubes end at a predetermined location, in the area of an operating unit they emerge again from the crossbar. In this way, replaceable pneumatic lines, electrical cables and the like.
be pushed into a steel pipe 24 ending at the desired location. Damaged lines can be easily replaced at any time.
In Fig. 2, a hollow crossbeam 10 is shown, which rests with the support feet 18 on an oven support 26. An insulation layer, not shown, is arranged in between.
An operating unit is placed on the hollow traverse 10, which essentially consists of alumina silo 28 and hammering device 30, formed by pneumatic pressure cylinder 32 and crushing chisel 34.
The conical part of the alumina silo 28 is closed with a metering device 36. When the cell is being charged, this metering device is actuated; the alumina flows in portions over the drain pipe 38 into the hole knocked out of the electrolyte crust by the chisel 34.
The alumina feed to the silo 28 and the actuation of the chisel 34 and the charging device 36 preferably take place via a computer system controlling the electrolysis process. The carbon anodes 40 are attached via anode rods 42 to the crossmember 44, which in turn is supported in the furnace supports 26. The power supply to the main crossmember 44 takes place via risers 45, which are connected via busbars to the cathode bars of the previous cell, not shown.
The two raw gas intake ports 20 and 21 shown have the same diameter; they open into the raw gas duct 27 leading to the traverse suction connection 25. With each raw gas suction connection, this raw gas duct 27, which is separated from the rest of the interior of the hollow traverse by an insert plate, is correspondingly enlarged in cross section. The crude gas main line, not shown, is connected to the truss extraction port 25.
From Fig. 3 it can be seen how the hollow crossbar 10 rests with its support feet 18 on the furnace supports 26. The spread trusses 14 contain the steel pipes leading into the hollow body 12, which in turn encase the exchangeable pneumatic lines, as well as delivery pipes for alumina and flux.
The lower part of the silo 28 is fitted into the space between the hollow bodies 12 of the hollow crossbeam 10 which extends in the longitudinal direction of the cell. As a result, the working position of the operating unit 28, 30 can be freely selected between the connecting webs.
In the present case, the cell encapsulation 46 is attached to the crossmember 44. However, it can also be attached to appropriately designed support profiles of the hollow crossmember 10.
The vertical sections shown in FIGS. 4-6 through the hollow crossbeam 10 at the locations of the raw gas intake ports 20, 21 and 22 illustrate the increase in the clear width of the raw gas channel indicated in FIG. 2 for each intake port.
In Fig. 4, i.e. the section through the raw gas intake 21, on the left in FIG. 1, the exhaust gas only flows from a nozzle into the raw gas duct 27. This is therefore still relatively narrow. 6, on the other hand, the third raw gas intake 20 opens into the channel 27; this channel therefore has the largest cross-section and leads in this dimension to the cross-piece suction connection (25 in FIG. 2), which is not visible in section.
The steel tubes shown in Fig. 1 for the interchangeable pneumatic lines lead from left to right. The largest number of steel tubes 24 is therefore still present in FIG. 4, and has decreased significantly in FIG. 6. The steel tubes 24 lie on guide supports 54.
In the hollow body 12 of the hollow crossmember, which does not contain the steel tubes, the conveying tubes 48 for alumina and 50 for flux are arranged. While branching pipes 52 lead to the silos 28 in FIGS. 4 and 6, no such branching pipes are arranged in FIG. 5, the section in the middle of the crossbeam, where there is no operating unit.