DE19630874B4

DE19630874B4 - Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung der Dichte von ungebrannten Anodenblöcken

Info

Publication number: DE19630874B4
Application number: DE1996130874
Authority: DE
Inventors: Heinz Caspelherr
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: FR2751991A1; FR2751991B1; DE19630874A1; CH692152A5

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung der Dichte von ungebrannten Anodenblöcken, für die Aluminium-Schmelzflußelektrolyse bei ihrer Abformung und Verdichtung im Formkasten einer Rüttelmaschine, wobei die Dichte der Anodenblöcke durch ständige Messung der Höhe des Anodenblocks während seiner Abformung berechnet und gesteuert wird und die Messung der Höhe mit Hilfe einer mit dem Deckgewicht des Formkasten verbundenen Deckgewichtsstange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckgewichtsstange (10), die über die gesamte Höhenmeßstrecke mehrere unter ihrer Oberfläche eingearbeitete Meßmarkierungen (12) aufweist, von einem auf der Haube (15) des Formkastens (16) eines Rütteltisches (20) montierten ringförmigen Formkörper (13), in dem ein berührungslos messender, auf die Meßmarkierungen (12) ansprechender, elektronischer Sensor (14) eingearbeitet ist und dessen Meßsignale in einen Mikroprozessor einfließen, berührungslos umschlossen ist.

Description

Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung der Dichte von ungebrannten Anodenblöcken, insbesondere für die Aluminium-Schmelzflußelektrolyse, bei ihrer Abformung und Verdichtung im Formkasten einer Rüttelmaschine, vorzugsweise einer Drehtischrüttelmaschine gerichtet, wobei die Dichte der Anodenblöcke durch ständige Messung der Höhe des Anodenblocks während seiner Abformung berechnet und gesteuert wird und die Messung der Höhe mit Hilfe einer mit dem Deckgewicht des Formkastens verbundenen Deckgewichtsstange erfolgt.

Um bei der Abformung von Anodenblöcken durch Rüttelverdichtung heißer körniger Rohmassen mit Bindemitteln zu gewährleisten, daß die abgeformten Anodenblöcke hinsichtlich ihrer Dichte und Endhöhe innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen liegen und die Produktion von fehlerhaften Ausschußanodenblöcken selbst bei sich ändernden Parametern wie Temperatur, Bindemittelmenge und Körnungsaufbau der Rohmassen vermieden wird, wird in der DE 41 09 464 A1 vorgeschlagen, während des Abformvorgangs, die Höhe der Anodenblöcke ständig zu messen und aus der ermittelten Höhe und dem Abfüllgewicht der Anodenblöcke die aktuelle Dichte zu berechnen.

Die Berechnung geschieht in einem Mikroprozessor, in den die Daten der Höhenmessung einfließen und der dann den Rüttelvorgang des gemessenen Anodenblocks und das Abfüllgewicht der jeweils nächstfolgenden Anodenblöcke steuert. Um während des Rüttelvorgangs die Höhe des Anodenblocks kontinuierlich zu messen, ist eine nach oben ragende Deckgewichtsstange mit dem Deckgewicht des Formkastens verbunden. Ein geeigneter Sensor, der am ortsfesten Maschinengerüst der Rüttelmaschine angeordnet ist, beispielsweise ein mit einem Reflektor zusammenarbeitender optoelektrischer Sensor, tastet während des Rüttelvorgangs (Verdichtungsvorgangs) die Position der Deckgewichtsstange ab.

Aber auch andere Meßsysteme wie beispielsweise induktive oder kapazitive Wegaufnehmer können zur Messung der Position der Deckgewichtsstange, d. h. der Höhe des Anodenblocks zur Anwendung gelangen. Nachteilig bei diesen Systemen sind neben ihrer großen Empfindlichkeit gegen Verschmutzung (Staub, Bindemitteldämpfe) und Erschütterungen, wie sie im allgemeinen im rauhen Betrieb von Rüttelmaschinen gegeben sind, ferner, daß sie einen großen Meßbereich, der bis zu 600 mm betragen kann, meßtechnisch abdecken müssen und weiterhin, daß, da der Meßsensor der genannten Meßsysteme am ortsfesten Maschinengerüst der Rüttelmaschine angeordnet ist, die vertikale Rüttelbewegung des Rütteltisches in den Meßwert mit einfließt. Dies führt durch die damit verknüpften Änderungen des Abstandes zwischen dem ortsfesten Maschinengerüst und dem Rütteltisch, häufig zu Fehlmessungen, die umso größer sind, je größer die Amplitude der Tischschwingung ist.

Daher ist das bekannte System mit ortsfest am Maschinengerüst angeordnetem Sensor für weichere Federsysteme, wie sie in neueren Anlagen eingesetzt werden (Luftkissensysteme), zur Höhenmessung während des Vibrationsvorgangs nicht mehr geeignet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung der DE 41 09 464 A1 zur kontinuierlichen Höhenmessung der Blockanoden während ihrer Verdichtung beim Rüttelvorgang so weiterzubilden, daß eine einwandfreie kontinuierliche Höhenbestimmung der Blockanode ohne prozeßbedingte Höhenmessungschwankungen ermöglicht wird und weiterhin, daß die Meßvorrichtung gegenüber Einflüssen, die im Betrieb der Rüttelmaschine begründet sind wie Verschmutzung und Erschütterungen, weitgehend unempfindlich ist.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, die Deckgewichtsstange, die über die gesamte Höhenmeßstrecke mehrere unter ihrer Oberfläche eingearbeitete Meßmarkierungen aufweist, von einem ringförmigen Formkörper, der einen berührungslos messenden, auf die Meßmarkierungen ansprechenden elektronischen Sensor enthält und der auf der Haube des Formkastens montiert ist, berührungslos zu umschließen, werden mit Vorteil die geschilderten Nachteile der bekannten Meßanordnung aus der DE 41 09 464 A1 behoben. Denn durch die berührungslose Messung mit einem Sensor, der innerhalb eines ringförmigen Formkörpers eingearbeitet ist und der auf Meßmarkierungen anspricht, die gleichfalls eingearbeitet sind, und zwar unter der Oberfläche der Deckgewichtsstange, ist ein Meßsystem gegeben, das weitgehend gegenüber Verschmutzungen durch Bindemitteldämpfe und Stäube unempfindlich und störsicher im rauhen Betrieb der Anodenabformung arbeitet.

Mit Vorteil sind bei diesem Meßsystems mehrere Meßmarkierungen in der Deckgewichtsstange eingearbeitet, so daß trotz der bis zu 600 mm langen Meßstrecke mit hoher Empfindlichkeit die Höhe über die gesamte Meßstrecke gemessen werden kann.

Schließlich wird durch die Maßnahme, den Sensor nicht wie bei der bekannten Meßanordnung der DE 41 09 464 A1 am ortsfesten Maschinengerüst der Rüttelmaschine anzuordnen, sondern auf die Haube des Formkastens zu montieren, erreicht, daß alle vertikalen Änderungen der Höhenlage der Deckgewichtsstange infolge von Vibrationen, Schwingungen und Höhenänderungen durch den Rüttelvorgang und/oder durch die Federelemente des Rütteltischs, die nicht von einer Höhenänderung der Blockanode verursacht werden, in gleicher Weise auch die Höhenlage des den elektronischen Sensor enthaltenden ringförmigen Formkörpers verändern, so daß diese Höhenänderungen nicht mehr in den Meßwert einfließen, so daß nun nur noch die tatsächliche Höhenänderung der Blockanode als Meßwert erfaßt wird.

Da der Sensor im ringförmigen Formkörper allen Rüttelbewegungen der Rüttelmaschine unterworfen wird, ist er besonders robust konstruiert und stellt damit ein gegenüber Erschütterungen unempfindliches elektronische Bauteil dar, das wartungsfrei zuverlässige Meßwerte auch im schwingenden Zustand liefert.

Wegen der aufgezwungenen Bewegung des Sensors infolge des Rüttelvorgangs ist die Übertragung der Meßsignale vom Sensor zum Mikroprozessor nicht mit einer starren Leitung möglich. Erfindungsgemäß wird deshalb die Übertragung mit einer flexiblen Übertragungsleitung durchgeführt oder aber es wird mit Vorteil erfindungsgemäß die Übertragung drahtlos, beispielsweise über Funkwellen, vorgenommen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnungsfigur näher erläutert.
In der Zeichnungsfigur ist schematisch ein Teil einer Rüttelmaschine in einem Vertikalschnitt dargestellt, und zwar im geschlossen Zustand während des Rüttelvorgangs.
Auf der Deckplatte 18 eines Rütteltisches 20 ist ein Formkasten 16 aufgesetzt, in dem die zu verdichtende heiße körnige Rohmasse mit Bindemittel 11 eingefüllt und mit dem Deckgewicht 17 belastet ist. Eine Haube 15 schließt von oben den Formkasten gasdicht ab; unten liegt der Formkasten über eine Ringdichtung 19 gasdicht auf der Rütteltischplatte auf. Auf diese Weise wird verhindert, daß Bindemitteldämpfe, die während des Rüttelvorgangs aus der heißen körnigen Rohmasse mit Bindemittel 11 freigesetzt werden, unerwünscht austreten können. Durch Federelemente 23, auf die der Rütteltisch 20 auf einem Fundament 22 angeordnet ist, wird in Verbindung mit Schwingungserreger 21 der Rütteltisch 20 in vertikale Schwingungen versetzt, deren Amplitude durch die Federkonstante der Federelemente 23 festgelegt ist. Während des Rüttelvorgangs werden mit dem Rütteltisch 20 auch alle auf der Deckplatte 18 des Rütteltisches 20 angeordneten Anlagenteile (Formkasten 16, Haube 15, Deckgewicht 17, Deckgewichtsstange 10) sowie die eingefüllte körnige Rohmasse mit Bindemittel 11 gemeinsam in Schwingungen versetzt, wodurch die körnige Rohmasse mit Bindemittel 11 infolge der auf ihr liegenden Gewichtskraft von Deckgewicht und Deckgewichtsstange verdichtet und abgeformt wird.
Auf der Haube 15 ist nun erfindungsgemäß ein ringförmiger Formkörper 13 so angeordnet, daß er die Deckgewichtsstange 10 berührungslos umschließt. Im Formkörper 13 ist ein elektronischer Sensor 14 so eingearbeitet, daß er auf Meßmarkierungen 12, die unter der Oberfläche der speziell gefertigten Deckgewichtsstange 10 über eine gesamte Meßstrecke angeordnet sind, anspricht und ein entsprechendes Meßsignal über eine flexible Leitung 24 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Mikroprozessor übermittelt.
Da der im Formkörper 13 enthaltene Sensor 14 in gleicher Weise wie die übrigen Anlagenteile, insbesondere in gleicher Weise wie die Deckgewichtsstange 10 in Schwingungen versetzt wird, wird als Meßsignal nur die tatsächliche Höhenlage der Deckgewichtsstange übermittelt.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung der Dichte von ungebrannten Anodenblöcken, für die Aluminium-Schmelzflußelektrolyse bei ihrer Abformung und Verdichtung im Formkasten einer Rüttelmaschine, wobei die Dichte der Anodenblöcke durch ständige Messung der Höhe des Anodenblocks während seiner Abformung berechnet und gesteuert wird und die Messung der Höhe mit Hilfe einer mit dem Deckgewicht des Formkasten verbundenen Deckgewichtsstange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckgewichtsstange (10), die über die gesamte Höhenmeßstrecke mehrere unter ihrer Oberfläche eingearbeitete Meßmarkierungen (12) aufweist, von einem auf der Haube (15) des Formkastens (16) eines Rütteltisches (20) montierten ringförmigen Formkörper (13), in dem ein berührungslos messender, auf die Meßmarkierungen (12) ansprechender, elektronischer Sensor (14) eingearbeitet ist und dessen Meßsignale in einen Mikroprozessor einfließen, berührungslos umschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (14) über eine flexible Übertragungsleitung (24) mit dem Mikroprozessor lösbar verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsignale drahtlos vom Sensor (14) zum Mikroprozessor übermittelt werden.