DE2804911C2 - Vorrichtung zum Einfüllen einer Anodenpaste - Google Patents

Description

Bei Anwendung der Anodenpaste, die sich im Oberteil der Anode nicht in flüssigem oder halbflüssigem Zustand befindet, bleibt nach dem Ausziehen eines Anodenkontaktspießes ein Hohlraum, und es ist daher erforderlich, Anodenpeste in den Hohlraum nachzufüllen. Üblicherweise nimmt man dafür eine Anodenpaste, die einen etwas niedrigeren Erweichungspunkt als die im Oberteil der Anode als Hauptrohmaterial für die Anode eingetragene Anodenpaste in fester Brikettform aufweist und tormalerweise gleich nach dem Einfüllen in den Anodenhohlraum in einen flüssigen oder halbflüssigen Zustand übergehen kann. Üblicherweise wird die Paste in Form von Pulvern oder Granulaten geliefert, kommt aber auch in flüssigem Zustand in Frage.

Es stand bisher noch keine geeignete Vorrichtung zum Nachfüllen einer derartigen Anodenpaste zur Verfügung, und das Nachlullen mußte daher von Hand durchgeführt werden. Die manuelle Durchführung erfordert einen hohen Arbeitskräfteaufwand, und die Durchfuhrung selbst ist sehr zeitraubend.

Der Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einfüllen einer Anodenpaste in den beim Herausziehen eines vertikalen KLontaktspießes einer Söderberg-Anode entstehenden Hohlraumes bereitzustellen.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

In den Unteransprüchen 2 bis 9 sind Ausbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 angegeben.

Die vorliegende Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungen nachfolgend ausführlich beschrieben. Es zeigen

F i g. I und 2 schematische Seitenansichten einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Anodenpasten Beschickungsanns gemäß der Erfindung,

F i g. 4 eine Draufsicht einer Anordnung eines Trichters und eines Anodenpasten-Beschickungsarms gemäß der Erfindung.

In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachfüllen der Anodenpaste außer Betrieb, d. h. der Anodenkontaktspieß ist normal eingesetzt In F i g. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachfüllen der Anodenpaste in Betrieb, d. h. einer der Anodenkontaktspieße wurde herausgezogen.

tu F i g. 1 ist ein Kontaktspieß 2 in die Anode 1 einer Aluminiumelektrolysezelle eingesetzt, und die Anode 1 geht zusammen mit dem Anodenkontaktspieß 2 entsprechend dem Abbrand an der Unterseite der Anode nach unten. Wenn der Anodenkontaktspieß ein gewisses Maß nach unten gegangen ist faßt eine Greifeinrichtung 11 den Anodenkontaktspieß 2 an dessen oberem Ende und zieht ihn gemäß F i g. 2 aus der Anode 1. Der herausgezogene Anodenkontaktspieß wird an einer anderen Stelle gegen einen neuen Anodenkontaktspieß ausgewechselt, und die Greifeinrichtung 11 kehrt dann wieder in die Ausgangsstellung zurück, in der der neue Anodenkontaktspieß höher als vorher gesetzt wird. Die Greifeinrichtung 11 ist an einer Tragekonstruktion 10 aufgehängt, die längs der Elektrolysezelle beweglich ist und von einem Bedienungsraum 12 an der Tragekonstruktion 10 aus bedient wird.

In F i g. 1 und 2 ist die Tragekonstruktion 10 als Laufkran dargestellt; sie kann jedoch auch auf dem Flur fahrend ausgeführt werden. Als eine auf dem Flur fahrende Tragekonstrukt'ion kann beispielsweise ein Wa gen verwendet werden. Es können zwei fängs der Elektrolysezelle bewegliche Tragekonstruktionen vorgesehen werden; die eine zum Auswechsein des Anodet'kontaktspießes und die andere zum Nachfüllen der Anodenpaste gemäß der Erfindung, die keine Einrichtung zum Auswechseln des Anodenkontaktspießes aufweist Bei einer derartigen Konstruktion behindern sich jedoch die beiden Tragekonstruktionen gegenseitig, wodurch der Betrieb erschwert wird. Daher wird vorzugsweise die

ίο einzelne Tragekonstruktion mit den Mitteln zum A.uswechseln des Anodenkontaktspießes, wie in Fi g. 1 und 2 gezeigt, angewandt

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Anodenpasten-Beschickungsarm 20 und ein Trichter 40 an einer Tragekonstruktion 10 vorgesehen. Eine große Menge Anodenpaste 4 wird in einem Trichter 40 gespeichert und einem kleinen Trichter 41 auf dem Anodenpasten-Beschickungsann 20 durch eine Leitimg 41 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung zugeführt Bei Auswechseln des Anodenkontaktspießes, d. h. wenn der Anodenkontaktspieß 2 mit Hilfe der Greif*', (richtung 11 auf der Tragekonstruktion 10 herausgezogen ist, wird der Anodenpasten-Beschickungsarm 20 bis an die Stelle des Anodenhohiraums 3. der durch das Herausziehen des Anodenkontaktspießes aus der Anode 1 gebildet wurde, ausgefahren und die Anodenpaste 4 aus einer öffnung

22 am vorderen Ende des Beschickungsarms in den Anodenhohlraum 3 eingebracht

Der Anodenpasten-Beschickungsarm 20 muß eine horizontale Fahrfunktion aufweisen, um die Anodenpaste in einen an jeder beliebigen Stelle befindlichen Anodenhohlraum einzubringen und muß außerdem eine Fördereinrichtung für die Anodenpaste besitzen, um die Anodenpaste in den kleinen Trichter 21 durch den Beschickungsarm zur öffnung 22 zu transportieren.

In F i g. 3 ist eine Seitenansicht einer Ausführung des Anodenpasten-Beschickungsanns gezeigt, bei der der Anodenpasten-Beschickungsarm 20 aus einer Führung

23 und einem Läufer 24 besteht. Die horizontal bewegliehe Funktion kann leicht dadurch vorgesehen werden, daß der Läufer 24 auf einer Führung 23 in horizontaler Lichtung durch einen Antrieb 25, z. B. einen ölhydraulischen Zylinder, verschoben wird. In F i g. 3 ist ein Ende des Antriebs 23 an der Führung 23 befestigt und das andere Ende desselben an dem Läufer 24 befestigt der durch Ausfahren oder Einziehen des Antriebs horizontal bewegt werden kann. Auf dem Läufer 24 ist eine Anodenpasten-Fördereinrichtung 26, z. B. eine Förderschnecke, vorgesehen. In F i g. 3 ist der Läufer 24 bis zur

so Stelle des Anodenhohlraums, der mit Anodenpaste gefüllt werden solL ausgefahren und die Anodenpasten-Fördereinrichtung 26 in Betrieb, wodurch die Anodenpaste 4 im kleinen Trichter 21 in den Anodenhohlraum au' dor öffnung 22, die im vorderen Ende des Läufers 24 vorgesehen ist. eingebracht wird. Eine ausgefahrene Stellung ist auf uer linken Seite der F ι g 3 durch abwechselnd zwei lange und zwei kurze gestrichelte Linien gezeigt. Außer einer Förderschnecke können ein Förderband, ein Schwingförderer etc. als Anodenpasten-Fördereinrichtung eingesetzt werden.

Als horizontal bewegliche Funktion des Beschikkungsarms ist es möglich, zusätzlich zu der in Fig.3 gezeigten Ausführung der Führung und des Läufers so wohl den Beschickungsarm 20 als auch den Trichter 40 als eine Einheit horizontal zu bewegen.

Die Anodenpaste wird in den Anodenhohlraum in einer Menge nachgefüllt, die einer Differenz zwischen

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der Höhe des alten Anodenkontaktspießes und der des werden. Eine Anordnung des größeren Trichters an dieneuen Anodenkontaktspießes entspricht. Vorzugsweise ser Stelle würde jedoch die Sicht des Bedicnungsmanwird deshalb eine Zuteileinrichtung zur Einbringung ei- nes vom Bedienungsstand her beeinträchtigen, und es ist ner bestimmten Menge Anodenpaste vorgesehen, und somit zweckmäßig, den Trichter an einer Stirn- oder zwar dadurch, daß die Fördereinrichtung mit Hilfe eines 5 Längsseite der Tragekonstruktion f 0 bzw. einer Stelle Zeitschaltwerks etc. jeweils eine bestimmte Zeit lang anzuordnen, an der das Blickfeld des Bedienungsmannes betätigt wird. Als Zuteileinrichtung kann zusätzlich ein nicht beeinträchtigt wird.

Verfahren zur zeitlich begrenzten Betätigung eines In Fig.4 wird die Ausführung mit Anordnung des

Drehschiebers, ein Verfahren zur Dosierung der An- Anodenpasten-Beschickungsarms 20 und der Trichter odenpaste mit einer Einrichtung, die ein bestimmtes Vo- io 40 auf beiden Seiten der Tragekonstruktion 10 gemäß lumen zuteilt etc, eingesetzt werden. obiger Beschreibung gezeigt, bei der die Trichter 40 an

Da der Anodenhohlraum gewöhnlich eine Innentem- der Stirnseite der Tragekonstruktion 10 angebracht peratur von 500 bis 900⁰C besitzt, werden sofort beim sind. Auch wenn die Trichter 40 räumlich weit von den Einsetzen der Anodenpaste in den Anodenhohlraum in Anodenpasten-Beschickungsarmen 20 entfernt angeder vorgeschriebenen Weise flüchtige Stoffe, wie z. B. 15 ordnet sind, läßt sich die gewünschte Beschickung durch rauchartige Dämpfe, erzeugt. Es ist deshalb zweckmä- Verbindung der Beschickungsarme und der Trichter ßig, zum Absaugen der flüchtigen Stoffe auf dem An- durch Leitungen 41 erreichen. Die Anodenpaste wird odenpasten-Beschickungsarm eine Einrichtung zum den Beschickungsarmen 20 durch die Leitungen 41 Absaugen der Dämpfe vorzusehen. Beispielsweise wer- durch eine Fördereinrichtung, z. B. Förderschnecken den bei der Ausführung des Beschickungsarms gemäß 20 etc, oder einfach durch die Schwerkraft zugefördert. F i g. 3 sowohl die Führung 23 als auch der Läufer 24 In F i g. 4 sind an den Anodenpasten-Beschickungsar-

hohl ausgeführt, und es wind eine öffnung 27 im Läufer men 20 kleine Trichter 21 vorgesehen, um die Anodenbis zur Stelle des Anodenhohlraums zusammen mit der paste den kleinen Trichtern durch die Leitungen 41 zuÖffnung 22 zum Einbringen der Anodenpaste durchge- zuführen, jedoch können letztere auch biegsam ausgeführt Dadurch, daß im hohlen Inneren der Führung und 25 führt und direkt an die Anodenpasten-Beschickungsardes Läufers ein Unterdruck geschaffen wird, können die me 20 angeschlossen werden.

flüchtigen Stoffe in die öffnung 27 abgesaugt werden. Die Anodenpaste wird zum entsprechenden Zeit-

Die so abgesaugten flüchtigen Stoffe können zur Ab- punkt in die Trichter 40 durch einen Verteiler, eine Förscheidung durch ein Zyklon, eine Wäscheranlage etc. dereinnchtung etc. eingebracht.

geleitet werden. Derartige Abscheider werden ausführ- 30 Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anlich in der JP-OS 61 106/77 beschrieben. odenpaste bequem ohne Handarbeit in einen Anoden-

Der Anodenpasten-Beschickungsarm wird Vorzugs- hohlraum nachgefüllt werden, dadurch, daß ein Anodenweise entweder mit einer Drehfunktion oder einer senk- pasten-Beschickungsarm und ein Trichter auf einer rechten Verstellfunktion oder beidem ausgeführt Die längs einer Elektrolysezelle beweglichen Tragekon-Drehfunktion läßt sich dadurch darstellen, daß der An- 35 struktion, wie sie bisher bereits für verschiedene Zwekodenpasten-Beschickungsarm 20 auf einem Rahmen 31 ke in dem betreffenden Gebiet verwendet wurde, vorüber Lagerungen 32 abgestützt wird und, wie in F i g. 3 gesehen werden, z. B. eine Vorrichtung zum Auswechuärgesicm. an den Lagerungen 32 drehbar ausgeführt sein eines Änödenkornäktspießes, und die eriindungsgewird. mäße Vorrichtung kann deshalb auf dem einschlägigen

Die vertikale Verstellfunktion kann dadurch darge- 40 Gebiet der Technik einen sehr großen praktischen Nutstellt werden, daß ein Antrieb 33, z. B. ein ölhydrauli- zen erbringen.

scher Zylinder, unter dem Rahmen 31 vorgesehen wird

und der Rahmen 31 durch horizontales Ausfahren bzw. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Einziehen des Antriebs gemäß F i g. 3 bewegt wird.

In F i g. 4 ist eine Ausführung mit Anordnung der An- 45 odenpasten-Beschickungsarme 20 und der Trichter 40 auf beiden Seiten der Tragekonstruktion 10 gezeigt bei der der Anodenpasten-Beschickungsarm 20 auf der rechten Seite durch die Drehfunktion auf die Seite der Tragekonstruktion 10 gebracht wird Wenn der An- 50 odenpasten-Beschickungsarm 20 betätigt werden soll, wird er in die Richtung der Elektrolysezelle, wie auf der linken Seite der F i g. 4 gezeigt, gebracht und bis zu der durch die Linie mit einem laugen und zwei kurzen Strichen angegebenen Stelle ausgefahren. Die Drehbewe- 55 gung dient also dazu, den Anodenpasten-Beschickungsarm 20 nach der Sehe der Tragekonstruktion 10 zu legen, wenn er nicht eingesetzt wird. Die vertikale Verstelifunktion dient dazu, den Anodenpasten-Beschikkungsarm senkrecht entsprechend der vertikalen Stel- eo lung der Anode zu bewegen. Selbstverständlich kann die vorliegende Vorrichtung auch ohne eine derartige Drehfunktion und horizontale Verstellfunktion ausgeführt werden.

Der Trichter 40 kann in jeder Höhe an der Tragekon- 55 Sanktion 10 angebaut werden. Beispielsweise kann der Trichter knapp über dem Anodenpasten-Beschickungsarm angebracht und mit diesem als Einheit ausgeführt

Claims (9)

1 2 ne Anode eingesetzt, und das obere Ende des Anoden-Patentansprüche: kontaktspießes wird zur Zuleitung eines elektrischen Stromes an eine Anodenstromschiene angeschlossen.

1. Vorrichtung zum Einfüllen einer Anodenpaste Das untere Ende des Anodenkontaktspießes ist mit der in den beim Herausziehen der senkrechten Kontakt- 5 Anode durch Einbrennen in eine selbstbackende Schicht spieße einer Söderberg-Anode entstehenden Hohl- der Anode verbunden und geht mit fortschreitendem raum bei einer Söderberg-Aluminiumelektrolysezel- Verbrauch der Anode im Verlauf der elektrolytischen legekennzeichnet durch einen horizontal Reduktion des Aluminiums aus einem gelöstes Aluminiverfahrbaren Anodenpasten-Beschickungsarm (20) umoxid enthaltenden Kryolit-Bad nach unten. Wenn der mit einer Anodenpasten-Fördereinrichtung (26) zum to AnodenkontaktspieB ein gewisses Maß nach unten geEinbringen der Anodenpaste (4) in ein beim Heraus- gangen ist und sein unteres Ende in die Nähe der Unterziehen eines vertikalen Kontaktspießes (2) aus der seite der Anode kommt, wird der AnodenkontaktspieB Söderberganode (1) einer AluminiumeSektroIvsezel- herausgezogen und ein neuer AnodenkontaktspieB weile gebildeten Anodenhohlraumes (3) sowie einem ter oben in die Anode eingesetzt Dabei verbleibt dort Trichter (40) zur Aufnahme der Anodenpaste (4) und t* wo der AnodenkontaktspieB herausgezogen wurde, in der Zuförderung nach Bedarf zum Anodenpastenbe- der Anode ein Hohlraum. Da der neue Anodenkon taktschickungsarm (20), wobei der Anodenpasten-Be- spieß weiter oben als vorher eingesetzt werden muß, schickungsarm (20) und der Trichter (40) auf einer bleibt unter dem unteren Ende des neuen Anodenkonlängs der Aluminiumelektrolysezelle beweglichen taktspießes ein Leerraum und, falls der neue Anoden-Tragekonstruktion (10) vorgesehen ist 20 kontaktspieß ohne Beseitigung des Hohlraumes zur

2. Vonir$tung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Verwendung käme, würde keine Stromleitung mehr erzeichnet daß die längs der Altuniniumelektrolyse- folgen. Der Ausweg besteht deshalb normalerweise darzelle bewegliche Tragekonstruktion (10) ein Lauf- in, daß eine flüssige, halbflüssige oder feste Anodenpakran ist ste in den durch das Herausziehen des Anodenkontakt-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 Spießes gebildeten Hohlraum nachgefüllt und ein neuer zeichnet daß die längs der Aluminiumelektrolyse- AnodenkontaktspieB weiter oben eingesetzt wird,
zelle bewegliche Tragekonstruktion (10) mit einer Bei Anodenpasten für die Aluminiumelektrolysezelle Einrichtung (11) zum Austausch des Anodenkon- lassen sich zwei Arten unterscheiden: eine Masse, die im taktspießes versehen ist Oberteil der Anode sich in flüssigem oder halbflüssigem

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 Zustand befindet und eine Paste, die sich im Oberteil zeichnet daß der Anodenpasten-Beschickungsarm der Anode nicht ra einem flüssigen oder halbflüssigen (20) aus einer Führung (23) und einem Läufer (24) Zustand befindet Im allgemeinen wird üblicherweise besteht und die horizontal bewegliche Funktion die erstere Art der Anodenpaste verwendet hauptsächdurch die horizontale Bewegung des Läufers (24) lieh deswegen, weil eine flüssige oder halbflüssige Paste gegeben ist. 35 von selbst in den beim Herausziehen des Anodenkon-

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- taktspießes gebildeten Hohlraum fließt Somit ist es in zeichnet, daß der Anodenpasten-Beschickungsarm diesem Falle nicht erforderlich, die Anodenpaste durch (20) mit einer Zuteileinrichtung versehen ist besondere zusätzliche Mittel in den durch das Heraus-

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ziehen des Anodenkontaktspießes gebildeten Hohlzeichnet daß der Anodenpasten-Beschickungsarm 40 raum nachzufüllen.

(20) mit einer Einrichtung zur Absaugung flüchtiger Bei der ersteren Art der Anodenpaste kann es jedoch

Stoffe versehen ist. zu einer Entmischung der Bestandteile der Anodenpaste

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenir- kommen, und die Anode weist häufig eine in senkrechzeichnet, daß der Anodenpasten-Beschickungsarm ter Richtung unterschiedliche Zusammensetzung auf, (20) aus einer hohlen Führung (23) und einem hohlen 45 wobei sich verschiedene Schichten bilden, und zwar Läufer (24) besteht und das hohle Innere der Füh- eben, weil sich diese Art der Anodenpaste in flüssigem rung (23) und des Läufers (24) unter einen Unter- oder halbflüssigem Zustand befindet. Außerdem weist druck gesetzt werden, wodurch die Einrichtung zur die Anode eine geringe scheinbare Dichte auf, und so-Absaugung der flüchtigen Stoffe gegeben ist wohl die Ablenkfeaigkeit und Druckfestigkeit nehmen

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 53 niedrige Werte an. Demgemäß werden häufig beim Ziezeichnet, daß der Anodenpasten-Beschickungsarm hen eines Anodenkontaktspießes Anodenschwierigkei-(20) mit einer Drehfunktion oder einer horizontelen ten festgestellt wie z. B. Austreten der Paste und Koh-Verstellfunktion oder beidem versehen ist lenstoffausscheidung, und letztlich treten schwerwie-

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gende Nachteile auf, wie z. B. erhöhter Elektrodenabzeichnet, daß der Trichter (40) mit dem Anodenpa- 55 brand und Energieverbrauch. Weiterhin besteht bei diesten-Beschickungsartr. (20) durch eine Leitung (41) ser Art der Anodenpaste das Problem, daß aus der obeverbunden ist. ren ungebrannten Oberfläche der Anode flüchtige Bestandteile, wie z. B. Teer- oder Pechdünste austreten,

was zu einer beträchtlichen Verschlechterung der Luft-

60 bedingungen im Betrieb führt

In der letzten Zeit gewann deshalb die zweite Art der

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen Anodenpaste, die sich im Oberteil der Anode nicht in

einer Anodenpaste in den beim Herausziehen der senk- flüssigem oder halbflüssigem Zustand befindet, zuneh-

rechten Kontaktspieße einer Söderberg-Anode entste- mende Bedeutung und wurde auch bereits eingesetzt. Es

henden Hohlraum bei einer Söderberg-Aluminiumelek- 65 wurden auch bereits Verbesserungen des Verfahrens

trolysezelle. zur Herstellung von Aluminium unter Verwendung die-

Bei der vertikalen Söderberg-Aluminiumelektrolyse- ser Art der Anodenmasse vorgeschlagen (siehe z. B.

zelle werden Stahlanodenkontaktspieße von oben in ei- US-PS 40 21 318).