DE3127909C2

DE3127909C2 - Kühlvorrichtung für Kohleanoden

Info

Publication number: DE3127909C2
Application number: DE3127909A
Authority: DE
Inventors: Joachim 5000 Köln Gittelbauer
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1981-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1987-02-26
Also published as: BR8204082A; DE3127909A1; FR2509701B3; US4414825A; FR2509701A1; DD202458A5

Abstract

Um eine möglichst schonende Handhabung von Formkörpern von geringer Gestaltfestigkeit, beispielsweise von grünen, vorgeformten zylindrischen Kohleanoden beim Überführen in eine Kühlvorrichtung und beim Austragen aus dieser sowie eine möglichst intensive Kühlwirkung zu erzielen, werden deren Übernahmeeinrichtung (2) und deren Austragseinrichtung mit um Achsen senkrecht zur Förderrichtung und in einer Horizontalebene schwenkbar gelagerten Schalenelementen (10) ausgerüstet, wobei innerhalb der Kühlvorrichtung die Formkörper (1) in rostartigen Tragelementen (8, 8ΔΔ, 8ΔΔΔ) gehalten sind, so daß eine nahezu allseitige Flüssigkeitskühlung möglich ist. Sowohl die Tragelemente (8, 8ΔΔ, 8ΔΔΔ) als auch die Schalenelemente (10) sind gestaltlich den zylindrischen Formkörpern (1) angepaßt. Die Schwenkbarkeit eingangs- und ausgangsseitig läßt ein automatisches Aussondern von nicht maßhaltigen Formkörpern (1Δ) zu.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen von Formkörpern aus bildsamen Massen, insbesondere Kohleanoden, bestehend wenigstens aus einer Übernahmeeinrichtung, einem Kühltunnel mit Fördereinrichtung und einer Austragseinrichtung.
Ausgangsstoff für die Produktion von Kohleanoden beispielsweise für die Aluminiumschmelzflußelektrolyse ist ein Gemenge aus Petrolkoks und Pech, welches bei Temperaturen zwischen 130°C und 170°C gemischt und anschließend in einer Stampf- oder Rüttelanlage verdichtet sowie zur grünen Anode geformt wird. Es schließt sich ein Brennprozeß an, wobei unter Verkokung des Peches in reduzierender Atmsophäre ein elektrisch leitfähiger Kohlekörper entsteht.
Die die Rüttelstation verlassenden grünen Anoden, die anschließend einer Brennstation zugeführt werden, weisen jedoch für diesen Transport eine zu geringe Festigkeit auf, so daß nach der Formgebung eine Kühlung unerläßlich ist. Bei der Konstruktion einer entsprechenden Kühlvorrichtung müssen jedoch nicht nur wärmetechnische Gesichtspunkte beachtet werden - Probleme bereitet insbesondere auch die Handhabung der grünen, eine geringe Festigkeit und Formbeständigkeit aufweisenden Anode. Förderung und Übergabe der Anode in die Kühlvorrichtung müssen unter geringstmöglicher mechanischer Beanspruchung durchgeführt werden.
Zwar sind Förderkonzepte zum Transport empfindlicher Gegenstände bekannt, wie beispielsweise in der DD-PS 1 08 706 beschrieben, sie ermöglichen jedoch keine Kühlung der transportierten Gegenstände.
Es ist aber gerade die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Kühlen von Formkörpern aus bildsamen Massen, insbesondere von grünen Anoden zu konzipieren, die in einfacher Weise neben einer effektiven Kühlung auch eine möglichst schonende Handhabung der Anoden gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördereinrichtung mit rostartigen Tragelementen ausgerüstet ist, daß sowohl die Übernahmeeinrichtung als auch die Austragseinrichtung jeweils mit wenigstens einem Schalenelement versehen sind, wobei wenigstens die Tragelemente oberflächenmäßig den Formkörpern angepaßt sind. Die grünen, relativ weichen Kohleanoden gelangen auf diese Weise innerhalb der Kühlvorrichtung in zweckmäßig gestaltete Formen, die ihrer eigenen Gestalt optimal entsprechen und erfahren durch diese eine Stützwirkung, so daß die mechanische Beanspruchung während des Transports durch die Kühlvorrichtung hindurch geringstmöglich gehalten wird. Gleichzeitig gewährleisten die rostartigen Tragelemente der Fördereinrichtung eine optimale Kühlwirkung, da ein größtmöglicher Teil der Oberfläche der Anoden der Wirkung eines Kühlmediums ausgesetzt werden kann. Schließlich können sowohl die Tragelemente als auch die Schalenelemente oberflächenmäßig den Formkörpern angepaßt sein, woraus eine besonders schonende Handhabbarkeit resultiert. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Bereich der Übernahmeeinrichtung;
Fig. 2 eine teilweise Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung im Bereich der Austragseinrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Schalenelementes.
Das in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellte Gehäuse der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist als Tunnel ausgestaltet, welchen zu behandelnde Formkörper 1 durchlaufen und welchem eine Übernahmeeinrichtung 2 vorgeschaltet und eine Austragseinrichtung 3 nachgeschaltet ist. Sie enthält eine Fördereinrichtung 4, welche als Gliederband 4&min; ausgestaltet ist, das über entsprechend profilierte Umlenkrollen 5 und 6 geführt ist, von denen eine mit einem nicht dargestellten Antrieb bekannter Bauart in Verbindung steht. Der Pfeil 6&min; kennzeichnet die Förderrichtung.
Das Gliederband ist aus einzelnen Gliedern 4&min;&min; zusammengesetzt, die durch Gelenke 7 miteinander verbunden sind, wobei jedes Glied 4&min;&min; ein Tragelement 8 aufweist, auf welchem zylindrische Formkörper 1, hier grüne Anoden durch die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung transportiert werden. Die in gestaltlicher Hinsicht den Formkörpern 1 angepaßten Tragelemente 8 sind zweckmäßigerweise leicht auswechselbar an den Gliedern 4&min;&min; befestigt, so daß im Bedarfsfall ein Austauschen einzelner Tragelemente verhältnismäßig schnell möglich ist, etwa um Anoden einer anderen Größe zu kühlen.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die einzelnen Glieder 4&min;&min; mit Tragelementen unterschiedlicher Größe auszurüsten, beispielsweise derart, daß zwei Tragelemente von unterschiedlicher Größe auf dem Gliederband 4&min; jeweils abwechselnd aufeinanderfolgend angeordnet sind. Auf diese Weise können in der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ohne Umrüstung des Gliederbandes 4&min; zwei unterschiedliche Anodengrößen behandelt werden. Es können jedoch auch mehr als zwei Tragelemente von unterschiedlicher Größe eingesetzt werden.
Die Tragelemente 8 sind als Rostflächen ausgestaltet, so daß Kühlflüssigkeit, welche im Innenraum der Kühlvorrichtung aus stationär unterhalb und oberhalb des Gliederbandes angeordneten Düsen 9 austritt, die in den Tragelementen 8 gehaltenen Formkörper nahezu allseitig erreichen kann, so daß eine optimale Kühlwirkung erzielt wird. Die Düsen stehen mit zeichnerisch nicht dargestellten Leitungen für die Zufuhr einer entsprechenden Kühlflüssigkeit in Verbindung. Es ist jedoch auch denkbar, die Düsen für die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit nur unterhalb oder oberhalb des Gliederbandes 4&min; anzuordnen.
Die Übernahmeeinrichtung 2 besteht im wesentlichen aus einem Schalenelement 10 und einer Kolben-Zylinder-Einheit 11. Das Schalenelement 10 steht mit der Kolben-Zylinder-Einheit 11 über ein Gelenk 12 in Verbindung, welches eine Schwenkbewegung um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse ermöglicht. Das Schalenelement 10 ist im übrigen an seinen vier einander gegenüberliegenden Endpunkten mit Führungselementen versehen, von denen in Fig. 1 die Führungselemente 13 und 14 erkennbar sind. Diese Führungselemente sind derart konzipiert, daß Drehbewegungen des Schalenelementes wahlweise um eine durch das Führungselement 13 und senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufende Schwenkachse 13&min; oder um eine dementsprechend definierbare Schwenkachse 14&min; möglich sind, wie im folgenden noch beschrieben wird.
Die zu kühlenden Formkörper 1 werden beispielsweise mittels eines zeichnerisch nicht dargestellten Hydraulikkolbens axial zunächst auf jeweils ein Schalenelement 10 der Übernahmeeinrichtung 2 geschoben, welches zu diesem Zweck in die ausgezogen gezeichnete Position gebracht wird. Vor dem Einführen in die eigentliche Kühlvorrichtung wird eine Überprüfung der Maßhaltigkeit der Formkörper 1 vorgenommen. Dies kann praktisch mittels beliebiger handelsüblicher Geräte weitgehend automatisch durchgeführt werden, so daß hier auf eine diesbezügliche Beschreibung verzichtet wird. Die Übernahmeeinrichtung 2 ermöglicht es, nicht maßhaltige Formkörper 1&min; auszusondern und beispielsweise über eine schiefe Ebene 15 in Richtung des Pfeiles 16 abzuführen. Dieses Aussondern geschieht dadurch, daß das Schalenelement 10 aus seiner untersten, gezeichneten Position durch Ausfahren der Stange 17 der Kolben-Zylinder-Einheit 11 unter gleichzeitiger Drehung um die Schwenkachse 13&min; in die mit 18 bezeichnete, gestrichelt dargestellte Position gebracht wird, worauf der nicht maßhaltige Formkörper 1&min; aus diesem heraus und zwecks Verwerfens oder Wiederaufbereitung auf die schiefe Ebene 15 rollt.
Maßhaltige Formkörper 1 werden durch analoges Verschwenken der Schalenelemente 10 in die gestrichelt und mit Ziffer 19 bezeichnete Position einem Tragelement 8, welchen zu diesem Zweck in die mit 8&min; bezeichnete Stellung gebracht wird, der Fördereinrichtung 4 übergeben und gelangen auf diese Weise in die Kühlvorrichtung. Falls das Gliederband 4&min; der Fördereinrichtung 4 - wie in der Zeichnung dargestellt - zwei Tragelemente 8&min;&min; und 8&min;&min;&min; von unterschiedlicher Größe und abwechselnd aufeinander folgend angeordnet umfaßt, muß naturgemäß der diesem zugeordnete Antrieb derart beschaffen sein, daß ein Anhalten des betreffenden Tragelementes 8 in der der Übernahme von Formkörpern 1 von dem Schalenelement 10 dienenden Stellung 8&min; möglich ist. Dies wird durch eine entsprechende Steuerung des Antriebes erreicht, deren Konzeption jedoch einem Durchschnittsfachmann geläufig ist, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.
Austragsseitig werden die gekühlten Formkörper in analoger Weise von den Tragelementen 8, sobald diese eine mit 8&min;&min;&min;&min; bezeichnete Stellung erreicht haben, auf ein Schalenelement 10&min; der Austragseinrichtung 3 überführt. Hierbei findet gegebenenfalls eine erneute Überprüfung der Maßhaltigkeit statt, wobei Ausschußstücke 1&min;&min; der Formkörper auf eine schiefe Ebene 15&min; gelangen sowie in Richtung des Pfeiles 16&min; abrollen und maßhaltige Stücke axial zum Schalenelement 10 abgeschoben werden oder senkrecht aufgestellt werden können. Letzteres geschieht durch eine Schwenkbewegung des Schalenelementes 10&min; um eine in der Zeichenebene der Fig. 2 gelegene Achse 22.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Ausschlußstücke 1&min;&min; der Formkörper axial auszuschieben oder gegebenenfalls senkrecht aufzustellen.
Die maßhaltigen Formkörper gelangen hierbei durch eine Schwenkbewegung des Schalenelementes 10&min;, die analog derjenigen des Schalenelementes 10 verläuft, auf die schiefe Ebene 15&min; und rollen anschließend in Richtung des Pfeiles 16&min; ab.
Eine Aussonderung der Ausschußstücke 1&min;&min; der Formkörper ist alternativ zu den bereits geschilderten Möglichkeiten auch dadurch möglich, daß diese Formkörper zwischen den Klemmbacken 20 eines handelsüblichen Krananhängegeschirrs 21, welches um zwei zueinander senkrechte Achsen motorisch ausgeführte Schwenkbewegungen zuläßt, eingeklemmt und abgehoben sowie anschließend entweder stehend oder liegend gestapelt werden. Hierbei werden die maßhaltigen Formkörper über die schiefe Ebene 15&min; abgeführt oder axial abgeschoben oder senkrecht aufgestellt. Naturgemäß können auch die maßhaltigen Formkörper mittels des Krananhängegeschirrs 21 abgehoben werden und demzufolge die nicht maßhaltigen Formkörper entweder axial abgeschoben oder senkrecht aufgestellt oder über die schiefe Ebene 15&min; abgeführt werden.
Es sei erwähnt, daß ein Verwerfen von nicht maßhaltigen Formkörpern auch aufgabeseitig durch axiales Abschieben durchgeführt werden kann, welches sowohl in gleicher Richtung wie das Aufschieben der zu kühlenden Formkörper als auch entgegengesetzt hierzu erfolgen kann.
Fig. 3 zeigt ein Schalenelement 10 in perspektivischer Darstellung, woraus das konstruktive Prinzip dessen Schwenkbarkeit ersichtlich ist. Das Schalenelement 10 ist zu diesem Zweck mit hohlzylinderartigen Führungselementen 13, 14, 13&min;&min; und 14&min;&min; ausgerüstet, deren jeweilige Bohrungen 13&min;&min;&min;, 14&min;&min;&min;, 13&min;&min;&min;&min; und 14&min;&min;&min;&min; axial zum Schalenelement 10 verlaufen. Allen derartigen Bohrungen gegenüber - jeweils stationär angeordnet - befinden sich Kolben-Zylinder-Einheiten 23, deren jeweilige Kolbenstangen Achszapfen 24 bilden, die in die Bohrungen 13&min;&min;&min;, 14&min;&min;&min;, 13&min;&min;&min;&min; und 14&min;&min;&min;&min; der zugeordneten Führungselemente 13, 14, 13&min;&min;, 14&min;&min; eingeführt werden können. Durch das Zusammenwirken der Führungselemente 13 und 13&min;&min; einerseits und der Führungselemente 14 und 14&min;&min; andererseits mit den beiden jeweils zugeordneten, hydraulisch ein- und ausrückbaren Achszapfen 24 werden die Schwenkachsen 13&min; und 14&min; des Schalenelementes 10 realisiert. Die Achszapfen 24können selbstverständlich auch mittels pneumatischer oder elektrischer Mittel verschiebbar angeordnet sein. Es kann somit beispielsweise durch Einrücken der den Führungselementen 13 und 13&min;&min; zugeordneten Achszapfen 24 bei gleichzeitigem Ausrücken der übrigen Achszapfen und Ausfahren der Kolbenstange 17 eine Drehbewegung um die Schwenkachse 13&min; eingeleitet werden und umgekehrt bezüglich der Schwenkachse 14&min;. Soll alternativ ein Aufrechtstellen der Formkörper erfolgen, wird eine Schwenkbewegung, beispielsweise um die Achse 22 erforderlich. Diese kann konstruktiv in analoger Weise realisiert werden, d. h. durch Anordnung entsprechender Führungselemente mit zugehörigen ein- und ausrückbaren Achszapfen.
Aus Gründen der zeichnerischen Einfachheit ist auf die Darstellung des zugehörigen hydraulischen Steuerungssystems für die Bewegung der Achszapfen 24 verzichtet worden. Die Konzeption des Letzteren ebenso wie diejenige einer pneumatischen oder elektrischen Steuerung dürfte jedoch völlig im Rahmen der Fähigkeiten eines Durchschnittsfachmannes liegen und keine Schwierigkeiten bereiten.

Claims

1. Vorrichtung zum Kühlen von Formkörpern aus bildsamen Massen, insbesondere von Kohleanoden, bestehend wenigstens aus einer Übernahmeeinrichtung, einem Kühltunnel mit Fördereinrichtung und einer Austragseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (4) mit rostartigen Tragelementen (8) ausgerüstet ist, daß sowohl die Übernahmeeinrichtung (2) als auch die Austragseinrichtung (3) jeweils mit wenigstens einem Schalenelement (10) versehen sind, wobei wenigstens die Tragelemente (8) oberflächenmäßig den Formkörpern (1) angepaßt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (4) mit Tragelementen (8) von unterschiedlicher Größe ausgerüstet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (8) von unterschiedlicher Größe in regelmäßiger Folge auf einem die Fördereinrichtung (4) bildenden Gliederband (4&min;) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übernahmeeinrichtung (2) und/oder die Austragseinrichtung (3) zumindest ein um eine Achse in einer Horizontalebene schwenkbares Schalenelement (10) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übernahmeeinrichtung (2) und die Austragseinrichtung (3) jeweils eine vorzugsweise vertikal wirkende Kolben-Zylinder-Einheit (11) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente (10) mit Führungselementen (13, 13&min;&min;, 14, 14&min;&min;) ausgerüstet sind, die wahlweise Drehbewegungen um unterschiedliche Schwenkachsen (13&min;, 14&min;) ermöglichen, welche in einer Horizontalebene verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (13, 13&min;&min;, 14, 14&min;&min;) hohlzylinderartige Körper sind, die mit hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch ein- und ausrückbaren Achszapfen (24) zusammenwirken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente ( 13, 13&min;&min;, 14, 14&min;&min;) jeweils paarweise eine Schwenkachse (13&min;, 14&min;) bilden und an einander gegenüberliegenden Enden eines Schalenelementes (10) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achszapfen (24) mit einer Kolben-Zylinder-Einheit (23) in Wirkverbindung stehen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente (10) zusätzlich um wenigstens eine, zu den Schwenkachsen (13&min;, 14&min;) in der Horizontalebene senkrecht verlaufende Achse (22) schwenkbar gelagert sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen (9) zur Versprühung einer Kühlflüssigkeit unterhalb und/oder oberhalb der Fördereinrichtung (4) angeordnet sind.