DE2052517C3 - Fahrbarer Krustenbrecher - Google Patents

Description

Ausweichmöglichkeit des Krustenbrecherhammers in einer Ebene senkrecht zur Baumlängsachse erhöhen die Sicherheit gegen Beschädigung des Krustenbrechers oder der Elektrolysezelle, insbesondere beim Auftreffen auf besonders harte Krustenbereiche oder gar auf die ι mit erstarrtem Elektrolyten überzogene, gemauerte Zellenwand.

Bei einem Krustenbrecher mit vertikalem Baum (DE-PS 12 75 285) ist eine horizontale Auslenkung des gesamten Baums gegen Federkraft beim Auftreffen auf to ein Hindernis bekannt. Da der gesamte Baum ausgelenkt wird, verbleiben jedoch wesentliche Kraftwechselwirkungen zwischen dem Krustenbrechermeißel und dem Hindernis. Sieht man hingegen ein Halten des Baums in normaler Arbeitsstellung nur durch das π Eigengewicht vor, erfolgt das Auslenken bereits bei unerwünscht kleinen Seitenkräften, ßei einem anderen Krustenbrecher mit horizontalem Baum (DE-PS 11 94 589) kennt man die ausweichbare Anordnung von radialen Meißeln an einem frei drehbar gelagerten Brechrad, die jedoch zu einem Meißelausweichen bereits bei sehr geringen Seitenkräften führt. Demgegenüber gibt die bei der Erfindung vorgesehene pneumatische Vorrichtung, die ein selbsttätiges Auslenken der Krustenbrechervorrichtung beim Auftreffen auf ein Hindernis mit horizontaler Kraftkomponente in Baumlängsrichtung ermöglicht, einerseits der Krustenbrechervorrichtung genügend Halt, um auch d'ckere Badkrusten durchschlagen zu können, und stellt andererseits sicher, daß bei übergroßen Krafteinwirkungen eine Auslenkung stattfindet, bei der nicht der gesamte Baum, sondern nur die Krustenbrechervorrichtung ausgelenkt werden muß. Überdies ist die Kraftschwelle, ab der der Krustenbrechermeißel ausgelenkt wird, bei der pneumalischen Vorrichtung durch » Druckänderung der Druckluft bequem einstellbar.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorzugsweise ist der Krustenbrecher auf einer quer zur Zellenlänpsachse verfahrbaren Katze montiert. wodurch das Aufbrechen der Badkruste an den Zellenstirnseiten erleichtert ist. Vorteilhafierweise wird ein Ofenmanipulator mit zwei Krustenbrechern ausgerüstet, die je auf einer Katze montiert sind und gegeneinander oder auseinander quer zur Zellenlängsachse verfahren werden können. Dadurch ist es möglich, die zwei Längsseiten der Zelle gleichzeitig zu bedienen und die Badkruste an den Stirnseiten von der Mute ausgehend nach beiden Enden hin gleichzeitig zu brechen. Außerdem ist es a.m Ende einer Zellenreihe ίο nicht notwendig, den Ofenmanipulator zu wenden, es sei denn, man wechselt auf eine andere Zelienreihe über. Es ist zweckmäßig, den erfindungsgemäßen Krustenbrecher, wenn er als Ofenmanipulator konstruiert ist, in Fahrtrichtung gesehen, mit je einem Tonerdeaustrag- ίί rohr vor und hinter dem Krustenbrechermeißel zu versehen. Das hat den Vorteil, daß der Krustenbrecher beim Einschlagen der Badkruste an den Längsseiten der Zelle nach Belieben in der einen oder der anderen Richtung arbeiten kann. ho

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel in schematic scher Darstellung und zeigt verschiedene Möglichkeiten des Einsatzes,

F i g. I zeigt einen Ofenmanipulator in Vorderansicht mit zwei Krüstenbrechem und der zu bedienenden Elektrolysezelle;

Fig. 2 im Schnitt nach der Linie 2-2 von Fig. I,

F i g. 3 wieder in Vorderansicht, mit der zu bedienenden Elektrolysezelle im Querschnitt,

Fig.4 d«s auf dem Flur laufende Fahrwerk in Vorderansicht (in Fahrrichtung) und

F i g. 5 in Seitenansicht (quer zur Fahrrichtung),

F i g. 6 die Tonerdezuführungsvorrichtung,

Fig. 7 die Verstellvorrichtung für den Hubbereich des Krustenbrechers in schaubildlicher Darstellung,

Fig.8 die Hammerauslenkvorrichtung des Krustenbrechers mit dem dazugehörigen Steuerschieber,

F i g. 9 die Steuerschieberstellung beim Auslenken des Krustenbrechermeißels,

Fig. 10 eine Torsionseinrichtung im Längsschnitt für den Krustenbrechermeißel,

Fig. 11 die Torsionseinrichtung im Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig. 10,

Fig. 12 veranschaulicht eine der möglichen Reihenfolgen der Bedienung der Längsseiten einer Zellenreihe,

Fig. 13 eine der möglichen Reihenfolgen der Bedienung der Stirnseiten und

Fig. 14 eine Möglichkeit der vol.i.ändigen Bedienung,

Fig. 15 veranschaulicht die gleichzeitige Bedienung von zwei einander gegenüberliegenden Seiten riner Elektrolysezelle.

Der O.cnmanipulator nach den Fig. 1 bis 3 ist auf einem Halbportalkran 10 montiert, der einerseits auf einer Kranhochbahn 11 durch zwei Fahrschemel 12 geführt und angetrieben wird und andererseits mit einem auf dem Hüttenflur 100 laufenden, nicht angetriebenem gummibereiftem Fahrwerk 13 ausgerüstet ist. Die beiden Fahrschemel 12 werden durch den Antriebsmotor 14 über das Getriebe 15 und die Lufträder 16 angetrieben. Mit 17 sind Führungsrollen bezeichnet.

In Fig. 3 ist eine Schmelzflußelektrolysezelle 18 im Querschnitt rein schematisch dargestellt. Es brauchen nicht alle Einzelheiten gezeichnet zu v/erden, da solche Zellen dem Fachmann wohlbekannt sind. Die Figur soll nur die allgemeine Arbeitsstellung der Krustenbrechereinrichtungen veranschaulichen. Die vorgebackenen Anoden 19 sind mittels Anodenstange 20 und Anodenschloß 21 am Stromleiter 22 befestigt. Der kathodische Anschluß erfolgt durch die Kathodenbarren 2s. Durch Zuführung des Stromes in die Elektrolytschicht 24, in der Tonerde gelöst isi, erfolgt die Zersetzung der Tonerde, und schmelzflüssiges Aluminium 25 setzt sich auf dem Boden der Wanne 26 ab. Mit 27 ist eine Schlackenkruste bezeichnet, die aus erstarrtem Elektrolyt und ungelöster Tonerde besteht, und mit 28 die Tonerdedecke.

Das auf dem Hüttenflur 100 laufende gummibereifte Fahrwerk 13 besteht, wie in den Fig.4 und 5 besser erkjnnuar. im wesentlichen aus einer Pendelstütze 29, aus dem Parallelogrammlenker 30, dem Gegenhalter 31, den Rückstellfedern 32, dem Fahrgestell 33 mit Achse 34. der Fahrgestellentlassung 35, den Achslagern 36 und den gummibereiften Rädern 37.

Der Ofenmanipul-tor nach dem vorliegenden Beispiel ist für die Bedienung von zwei parallelen Reihen von Elektrolysezellen bestimmt. Zu diesem Zwecke muß er das Ende der Zellenreihen in einer Kurve umfahren können; beim Verlassen einer Zellenreihe muß er die Möglichkeit haben, auf die Nachbarreihe umzuschwenken, Bei einem riorn.cten Fahrwerk entstehen beim Einlauf in eine Kurve beziehungsweise beim Auslauf starke Seitenkräfte, weil das Fahrwerk aus geometrischen Gründen nicht parallel zur Kranhochbahn läuft.

Bei dem in den Fig. I und 3 bis 5 dargestellten Fahrwerk wird dieser Nachteii vermieden,

Das Fahrgestell 33 ist mittels der Pendelstütze 29 und. des Paralieiogrammlenkers 30 mit der Kranbrücke 38 gelenkig verbunden. Bei Geradeausfahrt wird es durch den Gcgehhaltef 31 im Zusammenwirken mit den Federn 32 parallel zur Kfanhöchbahn geführt. Beim Auftreten von Seilenkräften in der Kurve führen die Pendelstütze 29 und der Parallelogrammlenker 30 gegen die Rückstellkraft der Federn 32 eine Ausweichbewegung aus; durch diese wird die Wirkung der Seilenkräfte auf das Fahrgestell vermieden.

An der Kranbrücke 38 (F i g. 1) ist ein Kompressor 39 montiert mit Antriebsmotor 40 und Luftkessel 41, die für die Versorgung der Druckluftwerkzeuge bestimmt sind. Weitere Aufbauten sind der Tonerdebunker 42 mit Einfüllstutzen 43 und die Abluftfilter44.

Zwecks Förderung der Tonerde 45 (F i g. 2) aus dem Bunker 42 muß diese fluidisiert werden. Diesem Zwecke uiCncn uiC r-iüiiGCrvCriingSi/Guün tu. L/iCSC cntiitliicn einen luftdurchlässigen Zwischenboden 47, zum Beispiel aus Tuch oder Keramik. Die Auflockerung der Tonerde erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß Druckluft dem Raum 48 zugeführt wird. Die überschüssige Luft entweicht durch die Abluftfilter 44 (Fig. 1), welche die mitgerissene Tonerde zurückhalten.

Für den Austrag der fluidisieren Tonerde in vorbestimmter Menge ist eine Dosiervorrichtung 49 vorgesehen (Fig.6), die aus dem Schieber 50, der um ihre Achse 51a rotierenden, an sich bekannten Schleuse 51 mit Regelantrieb 52 und dem Quetschventil 53 zusammengesetzt ist. 54 ist das Austragrohr, aus dem die Tonerde auf das Elektrolytbad fließt.

In dem beschriebenen Beispiel (Fig.2} sind in Längsfahrrichtung je ein Tonerdeaustragrohr 54 hinter und vor dem Krustenbrechermeißel 75 angeordnet: auf diese Weise kann die Tonerde in beiden Fahrrichtungen dem Elektrolyten 24 zugeführt werden.

Da die Tonerdedosier· und -austragvorrichtung 49 sowie der Tonerdebunker 42 mit der Kranbrücke 10 fest verbunden sind und infolgedessen die Eigenbewegungen der Katzen 57 nicht mitmachen, wird beim Einschlagen der Kruste an den Sttrnieiten dpr 7ρ1Ιρπ keine "l onerde dem Elektrolyten 24 unmittelbar aus den Austragrohren 54 zugeführt; während des Einschiagens der Stirnseiten wird die Dosiervorrichtung 49 durch eine elektronische Steuerung automatisch außer Betrieb gesetzt. Gleichzeitig werden die Tonerdekratzer 113 in Ruhestellung hochgeklappt.

Allerdings muß die Schlackenkruste 27 auch an den Stirnseiten mit einer ausreichenden Tonerdeschicht 28 bedeckt sein; das kam dadurch erreicht werden, daß die Menge der ausgetragenen Tonerde an den Ecken der Zellen erhöht wird und diese sich dadurch auch auf die Stirnseiten verteilt.

Schließlich ist auf der Kranbrücke 38 der Schaltschrank 55 (es können auch mehrere Schaltschränke sein) montiert, der die Leistungs- und Steuerungsapparate in staubgeschützter Ausführung mit innerer Luftumwälzung und innerem Oberdruck enthält

Auf der Kranbrücke 38 des Ofenmanipulators befinden sich zwei parallele Kranschienen 56. Auf diesen laufen unabhängig voneinander die Katzen 57 mit Laufrädern 58. Diese werden durch einen Motor 59 mit Übersetzungsgetriebe 60 angetrieben (Fig.2). Das Verfahren der Katzen 57 wird durch die Stützrollen 61, die Hebe! 62 und die Druckfedern 63 unterstützt; die Stützrollen 61 laufen auf zwei parallelen Schienen 64, die an der Unterseite der Kranbrücke^ befestigt sind.

Die zwei quer zur Oferireihe verfahrbaren Katzen 57

tragen die maschinellen Einrichtungen für die Oferibedienung und ermöglichen sowohl das Vorbeifahren an

<i den Ofenreihen ohne Brechen der Kruste sowie das Einnehmen der gewünschten Einschlaglinie an den

Zellehiängsseiten als auch das Einschlagen der Kruste

an den Stirnseiten der Zellen.

Die Steuerung des automalischen Verfahrens des

κι Öfenmanipulators sowie der Torierdezufuhr und -austragung und der maschinellen BedienüngseinrichlUngen erfolgt durch konventionelle elektronische Apparaturen.
Nach F i g. 1 sind es folgende Steuerungselemente, die

ΐΐ mit dem Schaltschrank 55 in Verbindung stehen. Der an der Hallenwand 65 befestigte Fahrprogrammsender 66. der den Fahrprogrammempfänger 67 beeinflußt. Der Ofenprogrammsender 68, der an der Kranhochbahn 11 angebracht ist, wirkt auf den Ofenprogrammempfänger

zu 59. Der iVictuariisL-ne Abgriff zur Steuerung der Einschlägige an den Zellen erfolgt durch die Tastrolle 70 und die Endschalter 71 in Verbindung mit den Kopierschienen 72 und den Abgriffschaltcrn 73. Die selben Steuerungselemente bewirken auch das Ein- und Ausschalten der maschinellen Ofenbedienungseinrichlungen.

Die zwei verfahrbaren Katzen 57 tragen je eine Krustenbrechervorrichtung 74 mit Meißel 75, der z. B. aus naturh.v.Uem Stahl besteht.

Der Hubbereich des Meißels 75 läßt sich mittels der Verstellvorrichtung 76 (F i g. 7) in bezug auf die Oberfläche der Schlafkenkrusle 27 (Fig. 3) verändern. Der Hauptzylinder 77 für die pneumatische Betätigung der Krustenbrechervorrichtung 74 hängt am Verstellgelenk 78. Dieses ist in der Gabel 79 geführt und kann durch die je zur Hälfte links- und rechtsgängig ausgeführte Spindel 80 verstellt werden. Die Fixierung erfolgt durch die Gegenmutter 81. Diese Versteilvorrichtung ist zwischen dem Kalzenrahmen angeschweißten Wangen 82 befestigt.

Der Krustenbrecherhammer 83 mit dem Meißel 75 ist in der Aufhängung 84 befestigt. Diese ist um dip

Hrpharhcp R^ cphu/pnlrhar iinH an pinp AiiclpnWvnrrirh-

tung 86 angeschlossen (Fig.8), die ein selbsttätiges Auslenken des Meißels 75 quer zur Ofenlängsachse ermöglicht. Sie ist über einen Druckluftzylinder 87 mit Kolben 88 und Kolbenstange 89 mit einer Druckluftleitung und dem Raum 90 verbunden, während der Raum 91 auf der anderen Seite des Kolbens 88 mit der Außenluft in Verbindung steht.

Der beschriebene Ofenmanipulator ist nicht nur dazu bestimmt, die Schlackenkruste an den Längsseiten üer Aluminiumelektrolysezellen zu brechen und dort dem Elektrolyten Tonerde zuzuführen, sondern ist auch so konstruiert, daß er außerdem die Schlackenkruste an den Stirnseiten brechen kann. Zur Erzielung einer möglichst günstigen Ofenführung und hoher Stromausbeute ist die Möglichkeit des automatischen Einschlagens der Ofenkruste auch auf den Stirnseiten außerordenüich wichtig. Auch nach diesem Gesichtspunkt wurde der Ofenmanipulator konzipiert Bekanntlich können beim Einschlagen der Schlackenkruste durch Widerstände entstehende, horizontal gegen den Meißel gerichtete Seitenkräfte auftreten. Dies trifft besonders beim Einschlagen der Stirnseiten zu. Diese Seitenkräfte führen leicht zur Beschädigung des Gerätes. Die beschriebene Einrichtung soll nicht nur diese Gefahr verhindern, sondern auch zur Verbesserung der

Ofenführung beitragen.

Treten beim Brechen der Schlackenkruste durch Widerstände entstehende seitliche Kräfte auf, die horizontal auf den Krustenbrechermeißel lind quer zur Zellenlängsachse wirken, wird bei der Konstruktion <; nach dem deutschen Patent 12 75 285 (wie bereits erwähnt) ein Ausweichen des Krustenbrechermeißels dadufih bewirkt, daß der vertikale, am oberen Ende gelenkig aufgehängte Einschlagbaum, der in normaler Arbeitsstellung durch einen horizontal angreifenden Fcderkolben in senkrechter Lage gehalten wird, gegen die Federkraft ausweicht. In diesem Fall sind sowohl die Hallekräfte als auch die Ausweichkraft durch die Federkraft genau definiert und nicht veränderbar. Diese Nachteile werden crfindungsgemäß dadurch vermieden, daß bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten Hammerauslenkvorrichtung 86 der Hammer 83 von einem Luf!zylinder 87 bis zum Auftreffen des Meißels 75 auf die Schlackenkruste 27 zunächst mit großer Kraft lotrecht gehalten und infolgedessen das Eindringen des Meißels 75 in die Schlackenkruste erleichtert wird. Erst beim Auftreten von größeren seitlichen Widerständen wird durch einen wegabhängigen Impuls die Haltekraft des l.uftzylinders 87 so weit verringert, daß ein Auslenken des Meißels 75 zur Zellenlängsachse stattfinden kann. Dadurch wird vermieden, daß der Meißel 75 bereits bei unbedeutenden Seitenkräften ausweicht und die unterschiedlich harten Schlackenkrusten auf der gewählten Einschlaglinie nicht vollständig bricht. jo

Γίγ Krustenbrecherhammer (Drucklufthammer) 83 ist mit der Hammeraufhängung 84 im horizontalen Einschlagbaum 92 um die Achse 85 schwenkbar gelagert. Die Schwenkbewegung wird durch den Druckluftzylinder 87 erreicht, der mit der Kolbenstange

89 an der Hammeraufhängung 84 angreift und mit der Zylinderaufhängung 93 am horizontalen Einschlagbaum 92 befestigt ist. Der Druckluftzylinder 87 steht über ein Steuerventil 94 mit der Druckluftleitung 95 in Verbindung. In Normalstellung des Steuerventils 94 ist das Solenoid % stromlos. Der Steuerkolben 97 wird von der Rückzugfeder 98 in der Lage nach F i g. 8 gehalten. Die Druckluft gelangt aus der LJruckiuttieitungyä über den Raum 99 des Steuerkolbens 97 in den Zylinderraum

90 und beaufschlagt die Kolbenfläche 106. Der gegenüberliegende Zylinderrraum 91 ist über den Raum 101 des Steuerkolbens 97 mit der Außenluft verbunden. Der Drucklufthammer 83 wird von dem Druckluftzylinder 87 mit dem vollen Druck auf die größere Kolbenfläche 106 in senkrechter Lage gehalten. Diese Stellung wird durch den Anschlag 102 begrenzt.

Beim Auftreffen des Meißels 75 auf die Schlackenkruste 27 wird durch bekannte Einrichtungen ein Signal ausgelöst, durch welches das Solenoid 96 Strom erhält. Dieses zieht der Anker 103 mit dem Steuerkolben 97 in die Stellung nach Fig. 9.

Die Druckluft gelangt aus der Druckluftleitung 95 über den Raum 99 des Steuerkolbens 97 sowohl in den Zylinderraum 70 als auch in den Zylinderraum 91. Der Luftdruck wirkt nun gleichzeitig auf die größere Kolbenfläche 106 und die kleinere Kolbenfläche 104. Da beide Drücke gegeneinander wirken, verbleibt eine Restkraft, die der Differenz der Kolbenflächen 106 und 104 entspricht Der Drucklufthammer 83 wird von dem Druckluftzylinder 87 mit einer kleineren Kraft in der senkrechten Lage gehalten. Wenn beim Einschlagen der Schlackenkruste 27 Widerstände auftreten, die eine Beschädigung des Gerätes herbeiführen können, kann der Meißel 75 mit dem Drueklufthammer 83 eine Schwenkbewegung Um die Achse 85 ausführen, In diesem Falle wirkt der Dfuckluftzylinder 87 als Luflpüffef.

Das Einschlagen der Stirnseiten der Elektrolysezellen erfolgt bei bekannten Krustenbrechern (z. B, (lach dem deutschen Patent 12 75 285) mit vertikalem, am oberen Ende gelenkig aufgehängtem Eirischlagbaum in der Formt daß eine am lötfechten Einschlagbäum horizontal angreifende Hubkölbeneinrichtung in zwei bis vier Stellungen auslenkt und dadurch die jeweilige Einschlagposition fixiert wird. Das Brechen der Schlackenkruste ist also nur an Punkten möglich, die durch die Konstruktion festgelegt sind. Diesen Nachteil vermeidet die erfindungsgemäße Konstruktion dadurch, daß der Einschlagbaum 92 horizontal angeordnet ist und der Meißel 75 durch die quer zur Zellenlängsachse Verfahrbare Katze 57 an der Stirnseite der Elektrolysezelle 18 bis zur Zellenlängsachse gefahren wird und dort mit dem Brechen der Schlackenkruste automatisch beginnt. Die Katze 57 fährt während des Brechens kontinuierlich zum Zellenrand zurück, so daß der Brechvorgang ebenso kontinuierlich erfolgt. Der Abstand der Einschlagpunkte wird lediglich durch das Tempo der Einschlagbewegung und die Fahrgeschwindigkeit der Katze 57 bestimmt. Dadurch wird erreicht, daß die Schlackenkruste auf der ganzen Einschlaglänge vollständig gebrochen werden kann und auf der Einschlaglinie keine nichteingeschlagenen Krustenschollen stehenbleiben.

Treten beim Brechen der Schlackenkruste, insbesondere an den Längsseiten der Elektrolysezelle^ durch Widerstände entstehende seitliche Kräfte auf. die horizontal auf den Krustenbrechermeißel und parallel zur Zellenlängsachse wirken, wird (wie bereits erwähnt) bei bekannten Konstruktionen (z. B. nach dem deutschen Patent 12 75 285) ein selbsttätiges Ausweichen des Krustenbrechermeißels dadurch ermöglicht, daß der lotrecht angeordnete Einschlagbaum am oberen Ende gelenkig aufgehängt ist und nur durch sein Eigengewicht in seiner normalen Arbeitsstellung gehalten wird. Das Ausweichen erfolgt dann bereits bei verhältnismäßig geringen Seiteiikrüitcn, bu uau umcisuucuuLn !im te Schlackenkrusten nicht vollständig gebrochen werden.

Dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße Torsionseinrichtung 139 (Fig. 1 und 3) dadurch vermieden (Fig. 10 und 11), daß der am vorderen Ende des horizontal angeordneten Einschlagbaumes 92 befindliche Krustenbrechermeißel 75 so schwenkbar befestigt ist. daß die Schwenkachse mit der Einschlagbaumachse zusammenfällt. Der Hammer 83 mit dem I'.rustenbrechermeißel 75 wird durch starke, nachstellbare Federn 107 lotrecht gehalten und schwenkt beim Auftreten von Seitenkräften gegen die Federkraft aus. Es sind selbstverständlich auch Federanordnungen in Form von Torsionsstäben möglich.

Der Krustenbrecherhammer 83 und der Krustenbrechermeißel 75 sind am vorderen Ende eines drehbaren Schaftes 108 befestigt. Am anderen Ende befindet sich die Knagge 109, die von zwei Stößeln UO und den vorgespannten Federn 107 in der Mittellage gehalten wird. Dieser Anordnung wird von den Federtöpfen 111 und den Nachstellstopfen 112 umschlossen und ist im Einschlagbaum 92 eingebaut.

Der vom Ofenmanipulator mitgeführte Tonerdebunker faßt in der Regel 2,5 bis 7 t Aluminiumoxid. Es wird ein möglichst großer Inhalt angestrebt, damit die Betankungsabstände und dadurch auch die Dauer des

Tonerdeaustragens groß gehalten werden können. Aus dem TöfieTdeaustrsgröhr fließen in der Sekunde je nach Einstellung der Dosiereinrichtung normalerweise zwischen 500 und 2000 g Aluminiumoxid aus.

Die Hammerauslenkvorrichlung und die Torsionsein- ^ richtung machen es möglich, den Ofenmanipulator während der Arbeit des Krustenbrechers (d. h. des Einschlagens der Schlackenkruste) mit einer kontinuierlichen Fahrgeschwindigkeit von beispielsweise 10 cm/s laufen zu lassen. Die Fahrgeschwindigkeit des Ofenma^ |₀ nipulätors bei Leerfahrt ist selbstverständlich höher,

Die Zahl der Einschläge des Krustenbrechers beträgt in der Regel 40 bis 70 pro Minute. Die Antriebsleistungen des Ofenmanipulators sind z. B. wie folgt:

Für die Brückenfahrt 2 χ 20 bis 2 χ 25 kW. ₎₅

Für die Katzfahrt etwa 10 kW pro Katze.

Die eingebaute Druckluftzentrale liefert beispielsweise se 5 bis 8 m'/min bei 6 bis 7 atü und einer Antriebsleistung des Kompressors von etwa 40 kW. Der

Vor'.ei! der Anordnung einer eigenen nmckluf'vprsnr- %, gungseinrichtung auf dem Ofenmanipulator ist das Entfallen langer nachgeschleppter Schläuche, die einen großen Druckverlust, von beispielsweise 7 und 5 atü, mit sich bringen. Ein zu geringer Druck der zu verwendenden Preßluft hat zur Folge, daß die Bewegungen der Steuerelemente, Druckluftkolhen und Druckluftwerkzeuge zu wenig intensiv erfolgen und gelegentlich zum Teil oder ganz ausfallen.

Der horizontale Einschlagbaum ist nicht an einen Halbportalkran gebunden. Ein Portalkran wäre auch brauchbar, ebenso ein Brückenlaufkran. Ein Halbportalkran ist billiger, weil die Kranbrücke nicht so lang wird.

Der horizontale Einschlagbaum, der beim Erfindungsgegenstand eine erhebliche Rolle spielt, ist bei automatischen Krustenbrechern noch nicht bekannt.

Die Erfindung gilt grundsätzlich nicht nur für Krustenbrecher, die durch eine feste Bahn geführt sind, sondern auch für solche, die auf manuell lenkbaren Fahrzeugen montiert sind, und auch für Krustenbrecher ohne Tonerdeaustragung.

In dem Beispiel nach Fig. 12 werden in einem Bedienungsdurchgang des Manipulators die Längsseiten der Elektrolysezellen in der Reihenfolge a. b. cusw. eingeschlagen, wobei gleichzeitig Tonerde zugegeben wird. Bei der Rückfahrt des Manipulators werden ebenfalls bei gleichzeitiger Tonerdezugabe, die Längseiten d, e, /"usw. der Zellen bedient.

Die Bedienung der Stirnseiten mit dem Manipulator kann nach dem Beispiel nach Fig. 13 in der Weise programmiert werden, daß bei einem Durchgang die halben Stirnseiten g. h. i. k. I. m usw. eingeschlagen werden. Bei der Rückfahrt werden dann die halben Stirnseiten n. o. p. q. r. s usw. der anderen Zellenseite bedient.

In F i g. 14 ist die Reihenfolge des Einschlagens jeweils einer halben Stirnseite, einer ganzen Längsseite und wieder einer halben Stirnseite skizziert, und zwar in der Reihenfolge z, u, ν beziehungsweise auf der anderen Zellenreihenseite w, x,y.

Fig. 15 veranschaulicht das gleichzeitige Einschlagen von nacheinander zwer halben Stirnseiten, zwei ganzen Längsseiten und wieder zwei halben Stirnseiten mit zwei einander gegenüberliegenden Krustenbrechern.

Die Steuerteile des Manipulators können auch mit beliebig anderen Bedienungsprogrammen versehen sein.

Eine besondere Einrichtung erlaubt, für jede Zelle das Programm von zentraler Stelle beliebig einzustellen bzw. dieses völlig zu löschen, wenn z. B. eine Zelle außer Betrieb ist.

Die Zellenreihen sind vorzugsweise so eingerichtet, daß sich am Anfang einer jeden Reihe eine Betankungsstation befindet, aus der die Silos des Manipulators automatisch mit Tonerde gefüllt werden. Die Zahl der bei einem Durchgang des Manipulators zu bedienenden Zellen ist zweckmäßig so bemessen, daß bei der letzten bedienten Zelle die Tonerdesilos leer sind und gerade

Beschicken des Manipulators steht. Der Arbeitsrhythmus des Manipulators einschließlich des Betankens erfolgt nach angegebenem Programm. Die Zeitabstände zwischen den Bedienungen sind ebenfalls programmiert.

Die aus bekannten Elementen zusammengesetzte Steuerung ist so ausgelegt, daß sowohl ein automatischer als auch ein manuell gesteuerter Betrieb des Manipulators möglich ist.

Der Ofenmanipulator nach dem Beispiel vermeidet das Nachschleppen verlustreicher Druckluftleitungen dadurch, daß auf der in F i g. 1 dargestellten Kranbrücke 10 ein Kompressor 39 mit Antriebsmotor 40 und ein Luftkessel 41 untergebracht sind.

Schließlich wird der hohe Luftverbrauch bei den bekannten Krusteneinschlagvorrichtungen in dem erfindungsgemäßen Beispiel dadurch vermieden, daß der für die Bewegung des Einschlagbaumes 92 nach Fig. 1 zuständige Druckluftzylinder 77 bei der ersten Einschlagbewegung im Differenzdruckbetrieb arbeitet (d.h. es werden die Flächen 136 und 137 des Kolbens 138 gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt), ohne daß der Drucklufthammer 83 in Tätigkeit gesetzt wird. Fa'ls die Schlackenkruste 27 (Fig. 1 und 3) bei dieser ersten Einschlagbewegung noch nicht gebrochen ist, wird die Fahrbewegung des Manipulators automatisch gestoppt und beim zweiten Einschlagversuch nur die größere Kolbenfläche 136 beaufschlagt, so daß sich die Einschlagkraft erhöht. Dabei wird der Drucklufthammer 83 noch nicht eingeschaltet. Wenn auf diese Weise die Schlackenkruste 27 immer noch nicht durchbrochen ist, wird der Drucklufthammer 83 zusätzlich eingeschaltet. Dieses letzte Arbeitsspiel wird über ein Zeit- oder Zählglied so lange wiederholt, bis eine vorgegebene Zeit öder eine vorgegebene Hubzahl für den Einschlagbaum 92 verstrichen ist. Dann erst fährt der Manipulator weiter, und beim nächsten Niedergang des Einschlagbaumes wird das Arbeitsspiel fortgesetzt

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   !. Für das Aufbrechen der Badkruste in Aluminium-Schmelzflußelektrolysezellen bestimmter, fahrbarer Krustenbrecher, mit einem horizontal angeordneten, eine Krustenbrechervorrichtung tragenden Einschlagbaum, wobei die in einer Vertikalebene parallel zur Baumlängsachse um eine Schwenkachse relativ zu dem Einschlagbaum aus der Vertikalen ausschwenkbare Krustenbrechervorrichtung einen Druckluft-Krustenbrecherhammer und einen Krustenbrechermeißel aufweist, und mit einer pneumatischen Betätigungsvorrichtung zum Schwenken des Einschlagbaums in einer vertikalen Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Einschlaghubbereichs des Einschlagbaums (92) und somit des Krustenbrecherhammers (83) samt Krustenbrechermeißel (75) nach oben oder unten eine mit der Betätigungsvorrichtung (77) verbundene, gesonderte Verstellvorrichtung (76) vorgesehen ist, mit der die Endlagen des Einschlagbaumes (92) verstellbar sind; daß zum lotrechten Halten der Krustenbrechervorrichtung (74) und zu ihrem selbsttätigen Auslenken bei Auftreten von Seitenkräften durch Schwenken um die Schwenkachse (85) relativ zum Einsch'agbaum (92) eine zwischen der Krustenbrechervorrichtung (74) und dem Einschlagbaum (92) wirkende pneumatische Vorrichtung (86) vorgesehen ist. die die Auslenkbewegung gegen die Wirkung einer als pneumatischer Puffer wirken-.-n Zylinder-Kolben-Einheit (87, 88) ermöglicht; und daß z»m sei'^l:chen Ausweichen beim Auftreten von parallel zur Zellenlängsachse gerichteten Seitenkräften der Kr Menbrecherhammer (83) um eine mit der Längsachse des Einschlagbaums (92) zusammenfallende oder zu dieser parallele Achse (108) gegen Federkraft schwenkbar ist.
2. 2. Krustenbrecher nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder Kolben-Rinheit (87, 88) eine mit dem Krustenbrecherhammer (83) verbundene Kolbenstange (89) und Arbeitsräume (90, 91) auf beiden Seiten des Knibens (88) aufweist, und daß ein Steuerventil (94) der Zylinder-Kolben-Einheit (87, 88) vorgesehen ist, daß zum Malten des Krustenbrechermeißels (75) in seiner normalen Arbeitssiellung nur der kolbenstangenabgewandten Kolbenfläche (106) Druckluft zufüh^rt und gesteuert durch ein Signal beim Auftreffen des Krustenbrechermeißels (75) auf die Badkruste (27) zur Verringerung der Haltekraft des Krustenbrechermeißels (75) auch der kolbenstangenseitigen. kleineren Kolbenfläche (104) Druckluft zuführt.
3. 3. Krustenbrecher nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krusienbrecherhammer (83) über einen längs im Einschlagbaum (92) liegenden, torsionsübertragenden Schaft (108) mit dem f inschlagbaum (92) verbunden ist; daß das hinlere Ende des Schafts (108) eine Knagge (109) aufweist; und daß die Knagge (109) durch zwei federbelastet Stößel (110), die fnil den Federn (107) Und Nachstellstopfen (112) in Federlöpfen (ill) gelagert sind, in der Mittellage gehallen ist,

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Krustenbrecher gemäß Oberbegriff des Anspruchs I.

   Mechanisch betätigte, fahrbare Krustenbrecher sind in den verschiedensten Konstruktionen bekannt. Sie ϊ können z. B. auf lenkbaren Wagen montiert sein oder sich an über den Zellen verfahrbaren Gerüsten (Halbkportalkranen, Portalkranen, Laufkranen) befinden. Mit einer Tonerdezuführungsvorrichtung ausgerüstet stellen sie eine vollständige Ofenbedienunjsvor-

   lu richtung dar, die im folgenden Ofenmanipulator genannt wird.

   Bei einer ersten Art von Krustenbrechern ist der die Krustenbrechervorrichtung lafettenartig tragende Baum vertikal oder annähernd vertikal angeordnet Das hat insbesondere den Nachteil, daß die zu den Anoden der Zellen führenden, üblicherweise an den Zellenstirnseiten befindlichen Stromleiter nicht unterfahren werden können, so daß dort die Badkruste ungebrochen bleibt.

   Bei einer zweiten Art von Krustenbrechern ist der die Krustenbrechervorrichtung tragende Baum horizontal oder im wesentlichen horizontal angeordnet. Der erfindungsgemäße Krustenbrecher gehört dieser zweiten Art an.

   r> Bei einem bekannten pneumatischen Krustenbrecher dieser Art mit einem Einschlagbaum (DE-AS 10 62 940) sind keine baulichen Vorkehrungen getroifen, um beim Auftreten von Seitenkräften die Einwirkungbkräfte zu begrenzen und dadurch sonst mögliche Schaden zu

   jo vermeiden und den Hubbereich des Einschlagbaums zu begrenzen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Krustenbrecher zu schaffen, mit dem sich — unter Beibehaltung des durch die liegende Anordnung des Baums erreichten Vorteils, die Stromleiter unterfahren und infolgedessen die Badkruste sowohl an den Längsseiten als auch an den Stirnseiten der Elektrolyse/eilen aufbrechen /u können — der Krustenbrechermeißel auf besonders wirkungsvolle Art auf die

   ■so Badkruste zur Einwirkung bringen und die Krustenbrecharbeit mit geringerer manueller Kontrolle und auf für den Krustenbrecher und die Elektrolyszelle schonendere Weise durchführen läßt.

   Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Krustenbrecher erfindungsgemäß so .lusgebildet. wie im kennzeichnenden Teil des Anspru<.ns 1 angegeben.

   Beim erfindungsgemäßen Krustenbrecher wird also dem gesamten Baum mitsamt Krustenbrecherhammer und Krustenbrechermaßel mit Hilfe der pneumatischen

   ίο Betätigungsvorrichtung eine F.inschlagbewegung erteilt, so daß der Krustenbrechermeißel mit der derart erzeugten kinetischen F.nergie auf die Badkruste trifft und das gewünschte Aufbrechen der Badkruste mit einem oder wenigen Schlagen in kurzer Zeit bewerk-

   >■> stelligt. Ergänzend kann dann noch der Krustenbrecherhammer zum weiteren Eintreiben des Krustenbrechermeißels eingesetzt werden. Da die Betätigungsvorrichtung zum Schwenken des Baums pneumatisch ist. stellt sie ein gewisses Pufferglied zur Vermeidung übergroßer

   <>o Beanspruchungen der beim Einschlagen mitwirkenden Teile dar. Da der Einschlaghubbereich des Baums verstellbar ist, kann er den jeweiligen Zellenverhällnis' sen angepaßt werden, so daß zum einen stets ein für das Einschlagen genügend effektiver Hubbereich zur Verfügung steht und zum anderen ein zu tiefes, zellengefährdendes Einschlagen vermieden werden kann. Die Auslenkmöglichkeit des Krustenbrecherhanv mers in einer Vertikalebene sowie die seitliche