DE1186222B - Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseoefen - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseoefen

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DE1186222B
DE1186222B DEV24977A DEV0024977A DE1186222B DE 1186222 B DE1186222 B DE 1186222B DE V24977 A DEV24977 A DE V24977A DE V0024977 A DEV0024977 A DE V0024977A DE 1186222 B DE1186222 B DE 1186222B
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DE
Germany
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hammer
alumina
switch
valve
container
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Pending
Application number
DEV24977A
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English (en)
Inventor
Josef Vondra
Willibald Zajicek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Original Assignee
Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/14Devices for feeding or crust breaking

Description

  • Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseöfen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseöfen.
  • Es ist bekannt, daß bei Aluminiumelektrolyseöfen die sich über der Schmelze bildende feste erstarrte Kruste von Zeit zu Zeit durchstoßen und dem Bad neue Tonerde (Aluminiumoxyd) zugeführt werden muß. Dies wird in der Regel mit Preßluftwerkzeugen durchgeführt, wenn der Ofen den sogenannten »Anodeneffekt« zeigt. Die Zugabe der Tonerde erfolgt dann von Hand nach dem Abstoßvorgang. Um diese schweren Arbeiten in Hitze und schlechter Atmosphäre des Ofens zu erleichtern, ist es schon bekannt, mechanische Vorrichtungen einzusetzen, die aus an einem längs der Ofenreihe verfahrbaren Wagen oder Kran bestehen, der Preßluftwerkzeuge trägt und aus einem oben mitgeführten Tonerdebehälter über eine Leitung Tonerde abgibt. Die Vorrichtung arbeitet jedoch nicht automatisch, sondern muß von einem mitfahrenden Kranführer gesteuert werden. Die Einrichtung ist auch zur Bedienung einer größeren Anzahl von Öfen vorgesehen, so daß eine individuelle Regelung eines Ofens kaum möglich ist. Da sich der Tonerdebehälter oben befindet, erfolgt keine Vorwärmung, und es sind lange, über relativ große Strecken, fast horizontal führende Leitungen für die Tonerde notwendig, die zu Verstopfungen neigen.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine vollautomatische Vorrichtung, die ohne Bedienung auskommt und die jeweils einen Ofen nach einem genau festgelegten Programm mit vorgewärmter Tonerde versorgt, zu schaffen. Eine weitere Aufgabe ist es, die Zahl der auftretenden Anodeneffekte und das Eingreifen der Bedienungsmannschaft herabzusetzen, wenn nicht gar unnötig zu machen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß seitwärts des Anodenblocks ein Abstoßhammer und eine von einem Behälter gespeiste Tonerdezuführungsrohrleitung vorgesehen sind, wobei der Abstoßhammer von einem doppeltwirkenden pneumatischen Kolbentrieb betätigbar und eine elektropneumatische Steuereinrichtung vorhanden ist, welche das periodische Niedergehen des Abstoßhammers und die nach dem Durchstoßen der Kruste erfolgte Tonerdezugabe regelt.
  • Zweckmäßig weist der Abstoßhammer einen gabelförmigen Kopf auf, und die Steuerung dieses Hammers erfolgt über ein zweifaches elektromagnetisches Doppelsitzventil.
  • Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung ermöglicht mit einfachen Mitteln eine programmgesteuerte Beschickung der Aluminiumelektrolyseöfen mit Aluminiumoxyd. Durch diese vollautomatische Arbeitsweise läßt sich die Zahl der auftretenden Anodeneffekte weitgehend herabsetzen. Ein Eingreifen der Bedienungsmannschaft ist kaum noch notwendig.
  • Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die auf einem Elektrolyseofen angeordnete Vorrichtung, während die F i g. 2 und 3 Schnitte nach den Linien 11-II bzw. 111-11I der F i g. 1 darstellen; F i g. 4 veranschaulicht das Schaltbild der elektropneumatischen Steuerung, während F i g. 5 den durch diese Anordnung gesteuerten Verschluß am Tonerdebehälter vergrößert darstellt. Wie man aus den F i g. 1 bis 3, welche alle mechanischen Teile der Anlage darstellen, ersehen kann, ist auf dem die Anode des Elektrolyseofens tragenden Rahmengestell, seitwärts der Anode dei den Abstoßhammer 14 betätigende Kolbentrieb 11 sowie der Tonerdebehälter 17 mit dem Tonerdefallrohr 15 angeordnet.
  • Der Abstoßhammer 14 weist einen gabelförmig ausgebildeten Kopf 13 auf, mit dem die über dem Bad befindliche Kruste durchstoßen wird. Das Tonerdefallrohr 1.5 mündet an der Stelle, wo der Ab- Stoßhammer 14 die Kruste trifft. Zwischen Tonerdebehälter 17 und Tonerdefallrohr 15 ist ein S-förmiger Rohrkrümmer 16 angeordnet, der den steuerbaren Verschluß darstellt und mit Preßluft gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist an den Krümmer eine Preßluftdüse 19 angeschlossen, deren Preßluftzuführung über ein Magnetventil 10 gesteuert wird. Zur Auflockerung des Behälterinhaltes sind am Boden des Tonerdebehälters 17 Düsen 18 angeordnet, die ebenfalls an das Magnetventil 10 angeschlossen sind.
  • Der siphonartig wirkende Verschluß ist in F i g. 5 nochmals vergrößert im Schnitt dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem S-förmigen Rohr 16, dessen nach oben offener Schenkel an den unteren trichterförmigen Teil des Behälters 17 angeschlossen ist, während das andere Ende in das Fallrohr 15 übergeht. Im an den Behälter 17 angeschlossenen Krümmer des S-förmigen Rohres 16 mündet tangential an die Rohrachse eine Düse 19, durch welche ein Treibmittel, z. B. Preßluft od. dgl., eingepreßt wird, wenn man Gut entnehmen will. Das Treibmittel lockert den Staub auf und treibt ihn durch den Siphon 16. Das staubförmige Gut fließt nur so lange, als durch die Düse Treibmittel zugeführt wird, da die Reibung im S-förmigen Rohr zu groß ist, um ein selbsttätiges Weiterfließen zu ermöglichen. Da keine gleitenden Teile vorhanden sind, ist auch kein Verschleiß gegeben, wenn man von der Wandreibung absieht.
  • Die Steuerung, durch welche die vollautomatische Wirkungsweise der vorbeschriebenen Teile erreicht wird, ist in F i g. 4 schematisch dargestellt. Wie man aus dieser Figur erkennen kann, wird der Kolbentrieb 11, der den Abstoßhammer 14 betätigt, durch ein elektropneumatisches, zweifaches Doppelsitzventil 8 gesteuert. Dieses Ventil ist elektromagnetisch betätigt und wirkt als Umsteuerventil, welches bei 20 an eine Preßluftzuführungsleitung angeschlossen ist und bei 21 einen Preßluftaustritt in die Atmosphäre aufweist.
  • Bei 22 bzw. 23 sind die beiden Seiten des Kolbentriebes 11 angeschlossen. Der mit der Oberseite des Kolbentriebes 11 in Verbindung stehende Anschluß 22 ist auch mit einem Druckschalter 3 in Verbindung, der den elektromagnetischen Antrieb des Umsteuerventils 8 steuert. An der Kolbenstange des Kolbentriebes 11 ist ein Nocken 12 angeordnet, welcher mit zwei elektrischen Schaltern 1 und 2 zusammenwirkt. Der in der oberen Totlage des Kolbens durch den Schaltnocken 12 betätigte Schalter 1 schaltet ein Langzeitrelais 5, während der in der unteren Totlage, durch den Schaltnocken 12 betätigte Schalter 2 mit einem Thermorelais 4 in Verbindung steht, welches die Tonerdezufuhr über ein Magnetventil 10 regelt, bei gleichzeitiger Stromzufuhrunterbrechung in dem Doppelsitzventil. In dem Stromkreis der Relais 4 und 5 sind außerdem noch handbetätigte Schalter 6 und 7 vorgesehen, welche Handschaltungen außerhalb der durch die Relais geschalteten Perioden ermöglichen.
  • Im Stromkreis des Elektroumsteuerventils 8 ist außerdem noch ein elektromagnetischer Schalter 9 angeordnet, der diesen Stromkreis unterbricht, wenn das Magnetventil 10 für die Tonerdezufuhr geöffnet ist. Während der Tonerdezufuhr ist somit die Tätigkeit des Abstoßhammers 14 unterbunden.
  • Die weiteren Details der Schaltung können am besten an Hand ihrer Wirkungsweise erklärt werden. Es wird angenommen, daß der Kolben des Druckluftzylinders 11 sich in der oberen Lage befindet. Das Langzeitrelais 5 läuft die eingestellte Zeit ab, und der Kontakt 24-25 ist offen, Nach dem Ablauf der Arbeitspause des Krustenbrechers, identisch mit der eingestellten Zeit des-- Langzeitrelais 5, schließen sich die Kontakte 24-25 des Langzeitrelais 5, und das Elektro-Umsteuerventil bekommt einen Stromimpuls, wobei die Druckluft vom Eintritt 20 des Umsteuerventils 8 durch das Umsteuerventil und eine Rohrverbindung vom Austritt 22 zu dem Raum oberhalb des Kolbens des Druckluftzylinders 11 strömt. Der Kolben bewegt sich nach unten, wobei der an dem oberen Teil der Kolbenstange sitzende Schaltnocken 12 den Schalter 1 öffnet, womit das Langzeitrelais 5 in Ruhe gesetzt wird. Der Kontakt 24-25 des Langzeitrelais 5 bleibt geschlossen. Das Langzeitrelais 5 bleibt stromlos, bis wieder der Schalter 1 durch den Schaltnocken 12 eingeschaltet wird, den Kontakt 24-25 des Langzeitrelais 5 löst und das Langzeitrelais 5 auf gewisse, nach Bedarf einstellbare Zeit wieder in Betrieb setzt. Beim Durchbrechen der Schmelzkruste durch den an dem unteren Teil der Kolbenstange sitzenden Hammer 13 schließt der Schaltnocken 12 den Kontakt des Schalters 2, und das Thermorelais 4 schaltet auf gewisse einstellbare Zeit, die der Dosierung der Tonerde entspricht, das Magnetventil 10, welches den Auslauf der Tonerde betätigt, ein. In dieser Zeit ist weder eine neue Stromimpulsgabe durch das Elektroumsteuerventil8 noch durch eine Betätigung durch Drucktaste 7 (Handimpuls) möglich, weil der Stromkreis durch das Relais 9 unterbrochen ist. Durch die Betätigung der Drucktaste 6 ist eine Einschaltung außerhalb des Arbeitszyklus des Thermorelais und dadurch eine außerordentliche Tonerdezugabe möglich. Das Elektroumsteuerventil8 hält im stromlosen Zustand (die Kontakte 24-25 offen) den Kolben des Druckluftzylinders 11 ständig in der oberen Lage (Lufteintritt 20 -Raum 23 unterhalb des Kolbens).
  • Die durch die Durchbruchstelle der Kruste ausströmenden Gase befördern oft flüssige Schmelze an die Oberfläche der aufgetragenen Tonerde; womit eine dicke und harte Kruste entsteht. Diese Kruste ist erfahrungsgemäß schwer durch Druck des Hammers 13 auf einmal durchzubrechen. Der Kolben des Druckluftzylinders 11 bleibt zwischen der oberen und unteren Lage stehen, und der Schaltnocken 12 kann den Schalter 2 nicht betätigen. In diesem Fall tritt der Druckschalter 3 in Tätigkeit. Dieser Druckluftschalter ist durch eine Leitung mit dem Preßluftaustritt 22 des Umsteuerventils 8 verbunden. Übersteigt der Druck ein an dem Druckschalter 3 fest eingestelltes Maß, dann unterbricht der Druckschalter 3 die Stromzufuhr zu dem Umsteuerventil8. Der Kolben bewegt sich nach oben, aber nur eine kurze Strecke, bis eine Druckverminderung in dem Druckluftzylinder entsteht, und der Druckschalter 3 schaltet den Strom wieder ein. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Kruste durchbrochen ist. Nach dem Durchbrechen der Kruste kehrt der Kolben wieder in die obere Ruhelage zurück.
  • Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. An Stelle von preßluftbetriebenen Teilen können selbstverständlich hydraulisch betätigte Einrichtungen vorgesehen werden. Die Zuführung der Tonerde muß nicht aus einem auf dem Ofen angeordneten Vorratsbehälter erfolgen, sondern kann auch von einem zentralen Behälter pneumatisch gefördert werden.
  • Auch können pro Ofen an Stelle eines Abstoßhammers deren mehrere vorgesehen sein.
  • Es ist auch möglich, die Abstoß- und Tonerdezugabevorrichtung als Ganzes am Ofen beweglich (verschiebbar oder schwenkbar) anzuordnen, so daß die aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgänge an verschiedenen Stellen der Kruste stattfinden.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseöfen, dadurch gekennzeichnet, daß seitwärts des Anodenblockes ein Abstoßhammer (14) und eine von einem Behälter (17) gespeiste Tonerdezuführungsrohrleitung (15) vorgesehen sind, wobei der Abstoßhammer (14) von einem dopppeltwirkenden pneumatischen Kolbentrieb (11) betätigbar ist und eine elektropneumatische Steuereinrichtung (1 bis 10) vorhanden ist, welche das periodische Niedergehen des Abstoßhammers (14) und die nach dem Durchstoßen der Kruste erfolgende Tonerdezugabe regelt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstoßhammer (14) einen gabelförmig ausgebildeten Kopf (13) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Abstoßhammers (14) über ein zweifaches elektromagnetisch betätigtes Doppelsitzventil (8) erfolgt.
  4. 4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum über dem Kolben mit einem Druckschalter (3) verbunden ist, der bei Erreichen eines bestimmten Druckes, wenn der Hammer (14) auf der Kruste aufsetzt und sie nicht durchbrechen kann, über das Umsteuerventil (8) einen neuen Arbeitshub auslöst.
  5. 5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange des Kolbentriebes (11) ein Steuernocken (12) angeordnet ist, der in seinen Endstellungen mit zwei elektrischen Schaltern (1, 2) zusammenwirkt, indem diese über ein Thermorelais die Periode des Arbeitszyklus steuern.
  6. 6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (2) mit einem Thermorelais (4) in Verbindung steht, welches über ein Ventil (10) die Tonerdezufuhr in einstellbarer Menge steuert.
  7. 7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (6) vorgesehen ist, der eine willkürliche zusätzliche Tonerdezugabe ermöglicht. B.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Schalter (7) eine Handbetätigung außerhalb der Steuerzeiten des Thermorelais (5) ermöglicht ist.
  9. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (9) im Stromkreis des Ventils (10) für die Dauer der Tonerdezugabe den Handschalter (7) unwirksam macht.
  10. 10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) die Druckluftzufuhr zu einem pneumatischen Siphonverschluß (F i g. 5) unter dem Tonerdebehälter (17) steuert.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Siphonverschluß aus einem S-förmig gekrümmten Rohr (16) besteht, an dessen nach oben weisendem Ende der Behälter (17) angeschlossen ist, während das nach unten weisende Ende in das Fallrohr (15) übergeht, wobei in die an den Tonerdebehälter (17) angeschlossene Krümmung tangential eine Preßluftdüse mündet.
  12. 12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie beweglich am Ofen angeordnet ist und durch automatische Steuerung an verschiedenen Stellen arbeitet. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1245 598.
DEV24977A 1962-12-07 1963-12-04 Vorrichtung zur automatischen Aluminiumoxydzugabe bei Aluminiumelektrolyseoefen Pending DE1186222B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0025418A1 (de) * 1979-09-10 1981-03-18 Schweizerische Aluminium AG Meissel für eine Einschlagvorrichtung und Verfahren zu dessen Betrieb
EP0025417A1 (de) * 1979-09-10 1981-03-18 Schweizerische Aluminium AG Einschlagvorrichtung zum Brechen der erstarrten kruste eines Elektrolyseofens

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1245598A (fr) * 1959-09-03 1960-11-10 Pechiney Prod Chimiques Sa Machine pour piquage et distribution d'alumine dans les cuves d'électrolyse

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