DE4221882A1 - Transportvorrichtung für heiße Restanoden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für einem elektrolytischen Schmelzbad entnommene, an Anodenstangen an­ geordnete heiße Restanoden.

Die bei der Aluminium-Schmelzflußelektrolyse verwendeten, an Anodenstangen angeordneten Kohleanoden (Anodenblöcke) unter­ liegen bekanntlich einem Abbrand, der einen periodischen Aus­ tausch der Kohleanoden erforderlich macht. Die verbrauchten Kohleanoden, die sogenannten Restanoden, die auf ihrer Ober­ seite Ablagerungen aus einem Gemisch von Aluminiumoxyd und erstarrter Ofenschmelze tragen, weisen bei ihrer Entnahme aus dem Schmelzofen außerordentlich hohe Temperaturen auf, die zu starken Emissionen von Schadstoffen, unter anderem von Fluorgasen aus den heißen Restanoden führen.

Im allgemeinen werden die den Schmelzöfen entnommenen heißen Restanoden zu einer mehr oder weniger weit entfernt liegenden Aufarbeitungsstätte befördert, wo die genannten Anbackungen entfernt, die Restanoden zur Wiedergewinnung des wertvollen Kohlematerials von den Anodenstangen abgestreift und letzterem gegebenenfalls nach Wiederaufarbeitung, mit neuen Kohlean­ oden bestückt werden. Es ist aus der DE-OS 36 17 820 aber auch schon bekannt, mobile Anodenreinigungsmaschinen einzusetzen, die eine nach Außen verschließbare Reinigungskabine aufweisen, in der die an den Restanoden haftende Schmelze od. dgl. mit Hilfe einer Trennvorrichtung abgetrennt wird. Der Reinigungs­ vorgang erfolgt hierbei in einer geschlossenen Kammer, die mit einer Filtervorrichtung mit Luftabsaugung zur Reinigung der die Schadstoffe enthaltenden Kammerluft ausgestattet ist.

Die Abreinigung der dem Schmelzofen entnommenen Restanoden in der Reinigungskabine eines Flurfahrzeuges mit Filterung der Kammerluft ermöglicht zwar eine Reduzierung der in die Außen­ luft abgegebenen Schadstoffe, sofern die Restanoden vor Abkühlung in die Reinigungsmaschine gelangen. Um einen guten Ausnutzungsgrad der teuren Reinigungsmaschine zu erhalten, was im Hinblick auf deren wirtschaftlichen Einsatz geboten ist, kann die Verweilzeit der Restanoden in den Reinigungskabinen nicht wesentlich die Zeitspanne überschreiten, die für die Be­ arbeitung, daß heißt für das Lösen der Schmelzanbackungen von den Restanoden erforderlich ist. Daraus folgt, daß die Schadstoff- Emissionen der heißen Restanoden allenfalls zu einem vergleichs­ weise geringen Anteil durch die Filtervorrichtung ausgefiltert werden, zum weitaus überwiegenden Teil aber in die Außenluft gelangen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transportvorrichtung für die den Aluminium-Schmelzöfen entnommenen heißen Restanoden zu schaffen, mit der sich die Schadstoff- bzw. Fluor-Emissionen bei der Überführung der Restanoden von den Schmelzöfen zu einer Aufbereitungsanlage und/oder bei der Zwischenlagerung der heißen Restanoden erheblich senken lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trans­ portvorrichtung aus einem Transport-Container für die Aufnahme mehrerer Restanoden in mindestens einer mit einer verschließ­ baren Einführungsöffnung versehenen Aufnahmekammer besteht, wobei die Aufnahmekammer über eine Filtervorrichtung mit der Außenluft in Verbindung steht.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Transport-Container dient lediglich der vorübergehenden Lagerung und/oder dem Trans­ port der den Schmelzbädern entnommenen heißen Restanoden zu einer Reinigungs- und Wiederaufarbeitungsanlage, die im all­ gemeinen mit einem eigenen Abluft-Filtersystem ausgestattet ist. Infolgedessen kann der Transport-Container im Vergleich zu der bekannten, als Flurfahrzeug ausgebildeten Reinigungs­ maschine vergleichsweise einfach und mit entsprechend kleinen Abmessungen ausgeführt werden. Die den Schmelzöfen entnommenen heißen Restanoden können ohne Verzögerung in den Transport- Container überführt werden, so daß sie in dessen Aufnahme­ kammer (n) eingekapselt ausgasen können, wobei die aus­ tretenden Fluorgase z. B. unter chemischer Bindung mit Al2 O3, ausgefiltert werden und die Abluft gereinigt in die Außenluft abgegeben wird. Der Transport-Container kann zugleich zur Zwischen­ lagerung der heißen Restanoden bis zu einer ausreichenden Ab­ kühlung verwendet werden und er kann z. B. mittels eines Gabel­ stahlers oder auf der Ladeplattform eines Transportfahrzeuges transportiert werden. Auch kann er als ein mit Lauf rädern ver­ sehener, an ein Zugfahrzeug ankuppelbarer Anhänger ausgeführt werden. Um zu verhindern, daß sich in der Aufnahmekammer auf­ grund der hohen Temperaturen der Restanoden ein schädlicher Innendruck aufbaut, ist die Aufnahmekammer über die Filter­ vorrichtung an die Außenluft ständig angeschlossen, so daß sich der Innendruck in der Aufnahmekammer über die Filter­ vorrichtung zur Atmosphäre hin abbauen kann. Der Transport- Container hat eine Aufnahmekapazität für mehrere, z. B. für einen Satz von drei Restanoden, so daß auf eine Einzelüber­ führung der Restanoden verzichtet werden kann.

In bevorzugter Ausführung ist der Transport-Container als Mehrkammer-Container ausgebildet. Er weist in einer Bau­ bzw. Transporteinheit mehrere Aufnahmekammern für Restanoden auf. Vorzugsweise ist er mit mehrere nebeneinander angeordneten Aufnahmekammern für jeweils eine Restanode versehen, wobei jede Aufnahmekammer eine verschließbare Einführungsöffnung und zweckmäßig auch eine eigene Filtervorrichtung aufweist.

Die Anordnung wird vorteilhafterweise so getroffen, daß die Restanoden im Transportzustand mit nach oben aus dem Transport- Container herausragenden Anodenstangen auf einer Ablage in ihrer Aufnahmekammer abgestützt gehalten sind, die z. B. nach Art eines Rostes ausgebildet sein kann.

Im Hinblick auf möglichst kleine Transportabmessungen und ein möglichst kleines Transportgewicht des Transport-Containers empfiehlt es sich, die Abmessungen des oder der Aufnahmekammern möglichst klein zu halten, so daß sie nicht wesentlich größer sind als diejenigen der Restanoden. Die Gesamthöhe des Trans­ port-Containers bzw. seiner Aufnahmekammer (n) ist zweck­ mäßig erheblich kleiner als die Länge der Anodenstange und die Dicke der Restanode, das heißt des Abstandes der Unterseite der Restanode von dem freien Ende der Anodenstange.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Aufnahmekammer an ihrer Oberseite eine die Einführungs­ öffnung für die Restanode verschließende Abdeckung mit mindestens einem zwischen der Öffnungs- und Schließlage beweglichen, die Anodenstange in der Schließlage in einer Stangendurchführung haltenden Verschlußelement auf, wobei dem Verschlußelement und der Stangendurchführung Dichtungen für die Abdichtung der Aufnahmekammer zugeordnet werden. Die Anodenstange mit der daran angeordneten Restanode wird an der Stangendurchführung in ihrer Lage in der Aufnahmekammer gegen Kippen und Schrägstellen stabilisiert. Die genannte Abdeckung kann mit Vorteil als zwei­ flügeliger Deckelverschluß ausgebildet werden, der mit den zu den beiden entgegesetzten Seiten hin in die Öffnungslage ausschwenkbaren Deckelklappen versehen ist, die in ihrer Schließlage mit ihren einander zugewandten Klappenflächen, zweckmäßig unter Zwischenlage von nachgiebigen Dichtungen, in Dichtanlage zueinander stehen, so daß die Aufnahmekammer im Deckelbereich nach außen abgedichtet wird. In der Schließ­ lage können die beiden Deckel klappen nach oben hin gegen­ einander kovergieren. Die Betätigung des Verschlußelementes bzw. der Deckelklappen kann von Hand oder aber auch mittels eines Stellantriebs, z. B. eines Zylinderantriebs, erfolgen.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den Transport-Container mit einem Kühlsystem zu versehen, um die Kühlung der Rest­ anoden zu beschleunigen. Beispielsweise kann der Transport- Container bzw. dessen Aufnahmekammern zur Bildung eines von einem Kühlmedium durchflossenen Kühlmantels doppelwandig aus­ geführt werden, wobei als Kühlmedium z. B. Wasser verwendet werden kann. Die genannten Filtervorrichtungen bestehen zweck­ mäßig aus Filterpatronen od. dgl., die leicht auswechselbar an den Abluftöffnungen der Aufnahmekammern angeordnet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung in schematischer Vereinfachung in einer Ansicht;

Fig. 2 und 3 die Transportvorrichtung jeweils in einem Vertikal­ schnitt durch eine Aufnahmekammer mit geringfügigen Abweichungen der als Deckelverschluß ausgebildeten Abdeckung der Aufnahme­ kammer.

Die dargestellte Transportvorrichtung besteht aus einem Trans­ port-Container 1, der als Mehrkammer-Container ausgebildet ist und im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 drei nebeneinander angeordnete Aufnahmekammern 2 für jeweils eine Restanode aufweist, wobei jede Aufnahmekammer 2 von einem Gehäuse gebildet ist, das an seiner Oberseite eine die Einführungs­ öffnung dicht verschließende Abdeckung 3 aufweist. Die Auf­ nahmekammern 2 bilden ein Bau- und Transporteinheit. Sie stehen auf einem gemeinsamen Unterbau oder Sockel 4, der von einer Transportpalette gebildet ist oder nach Art einer solchen Palette ausgeführt ist, so daß der Transport-Container 1 z. B. mittels eines Gabelstaplers aufgenommen und transportiert werden kann.

Die an den Anodenstangen 5 bzw. an deren Anodennippeln 6 ange­ ordneten Restanoden sind mit 7 bezeichnet. Im Bodenbereich einer jeden Aufnahme­ kammer 2 befindet sich eine Ablage 8, die nach Art eines Rostes ausgeführt ist und auf die die Restanode 7 mit ihrer Unterseite aufgesetzt wird. Bei geschlossenen Aufnahmekammern 2 ragen die Anodenstangen 5 nach oben aus den Aufnahmekammern 2 heraus, wobei sie Stangendurchführungen 9 durchfassen.

Jeder Aufnahmekammer 2 des Transport-Containers i ist eine eigene Filtervorrichtung 10 zugeordnet, die in einer die Auf­ nahmekammer 2 mit der Außenatmosphäre verbindenen Abluft­ öffnung (11) an der Wandung der betreffenden Aufnahmekammer angeordnet ist. Die Filtervorrichtungen 10 bestehen zweckmäßig aus Filter­ patronen oder Filterkartuschen od. dgl., die leicht auswechselbar angeordnet sind. Diese können als Filtermittel z. B. Aluminium­ oxyd (Al2 O3) zur chemischen Bindung der in der Kammerluft ent­ haltenen Fluorgase enthalten.

Die Abdeckungen 3 an der Oberseite der einzelnen Aufnahmekammern 2 sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen als Deckel­ verschluß ausgeführt. Dieser weist zwei in Scharnieren 12 mit horizontaler Scharnierachse schwenkbar gelagerte Deckel­ klappen 13 und 14 auf, die in der gezeigten Schließlage nach oben hin konvergieren. Gemäß Fig. 2 weist die Deckelklappe 14 an ihrem freien oberen Ende eine Schließleiste 15 auf, die mit einer der Querschnittsform der Anodenstange 5 angepaßten, die Stangedurchführung 9 bildenden randoffenen Ausnehmung versehen ist und die die Deckelklappe 13 an deren Oberseite übergreift, wobei zwischen den Schließflächen der beiden Deckelklappen 13 und 14 eine nachgiebige Dichtung 16 vorgesehen ist. Eine nachgiebige und hitzebeständige Dichtung ist außerdem an der Stangendurchführung 9 der Deckelklappe 14 angeordnet, so daß hier die Aufnahmekammer 2 nach außen hin zuverlässig abge­ dichtet ist. Die beiden Deckelklappen 13 und 14 können in der gezeigten Schließlage durch (nicht dargestellte) Verriegel­ ungen fest miteinander verriegelt werden. Bei gelöster Ver­ riegelung lassen sie sich zu den entgegengesetzten Seiten hin in den Scharnieren 12 ausschwenken, um die Anodenstange 5 mit der Restanode 7 von oben in die Aufnahmekammer 2 ein­ zuführen bzw. aus der Aufnahmekammer 2 herauszuheben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist den Deckelklappen 13 und 14 ein Stellantrieb 17 in Gestalt eines hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinders zugeordnet, so daß hier die Verschwenkung der Deckelklappen zwischen Öffnungs- und Schließlage und umgekehrt mit Hilfe des Stellantriebs be­ wirkt werden kann. Außerdem weisen bei dieser Ausführungsform die Deckelklappen 13 und 14 an ihren oberen Enden jeweils eine nach oben aufragende Schließleiste 18 auf. In der Schließlage stützen sich die Deckelklappen 13 und 14 mit den Schließleisten 18 gegeneinander ab, wobei zwischen den Schließleisten eine nachgiebige Dichtung angeordnet werden kann.

Die dem Schmelzofen entnommenen heißen Restanoden 7 werden an ihren Anodenstangen 5 von oben in die geöffneten Aufnahme­ kammern 2 eingeführt und auf die Ablagen 8 abgesetzt, worauf die Deckelklappen 13 und 14, wie gezeigt, in die Schließlage gebracht werden, wodurch zugleich auch die Aufnahmekammern im Bereich ihrer oberen Einführungsöffnungen, das heißt im Bereich der Deckelklappen abgedichtet werden. Aufgrund der hohen Temperaturen der Restanoden 7 wird die in der geschlossenen Aufnahmekammer 2 vorhandene Luft sehr stark aufgeheizt und zugleich werden von den heißen Restanoden 7 u. a. Fluorgase in die Kammerluft emittiert. Unter dem sich bildenden Innendruck in der Aufnahmekammer 2 strömt die kontaminierte Kammerluft durch die Filtervorrichtung 10 und die ihr zugeordnete Abluftleitung 11 nach außen, wobei die Verschmutzungen (Fluorgase und ge­ gebenenfalls Staub u. dgl.) aus der Kammerluft ausgefiltert werden, so daß nur Reinluft in die Außenluft entweicht.

Es versteht sich, daß die Anzahl der Aufnahmekammern 2 des Trans­ port-Containers 1 unterschiedlich sein kann. Auch die Abdeckung 3 der Aufnahmekammern 2 läßt sich abweichend von dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ausführen. Beispielsweise kann die Abdeckung 3 nur aus einer einzigen verschwenkbaren Deckel­ klappe 14 bestehen, während die andere Seite, die in der Zeich­ nung von der Deckelklappe 13 gebildet wird, als feststehende Wandfläche ausgeführt wird. Etwaige Schmutzstoffe, z. B. von den Restanoden abfallendes Badmaterial, wird am Boden der Auf­ nahmekammern aufgefangen und kann z. B. durch kippen des Con­ tainers oder mit Hilfe einer geeigneten Bodenentleerung ent­ fernt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, den Transport- Container bzw. dessen Aufnahmekammern mit einem Kühlsystem zur Kühlung der in den Aufnahmekammern befindlichen Restanoden 7 zu versehen, z. B. in Gestalt eines von einem Kühlmittel (Wasser) durchflossenen Kühlmantels od. dgl.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Transport-Containers lassen sich die den Schmelzöfen entnommenen heißen Restanoden sofort einkapseln und je nach Bedarf so lange in den Kammern unter­ bringen, bis die Restanoden soweit abgekühlt sind, daß keine übermäßig großen Schadstoff- bzw. Fluor-Emissionen mehr vor­ liegen. Insoweit kann der Transport-Container auch als Lager-Container für heiße Restanoden eingesetzt werden. Die ausgefilterten Stoffe können wiedergewonnen und, soweit für das Schmelzbad nutzbar, diesem wieder zugeführt werden.

Claims (16)

1. Transportvorrichtung für einem elektrolytischen Schmelz­ bad entnommene, an Anodenstangen angeordnete heiße Rest­ anoden, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung aus einem Transport-Container (1) für die Aufnahme mehrerer Restanoden (7) in mindestens einer mit einer verschließbaren Einführungsöffnung versehenen Auf­ nahmekammer (2) besteht, wobei die Aufnahmekammer über eine Filtervorrichtung (10) mit der Außenluft in Verbindung steht.

2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transport-Container (1) als Mehrkammer-Container ausgebildet ist.

3. Transportvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transport-Container (1) mehrere nebeneinander angeordnete, jeweils mit einer ver­ schließbaren Einführungsöffnung versehene Aufnahmekammern (2) für jeweils eine Restanode (7) aufweist.

4. Transportvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Aufnahmekammer (2) eine eigene Filtervorrichtung (10) aufweist.

5. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rest­ anoden (7) mit nach oben aus dem Transport-Container (1) herausragenden Anodenstangen (5) auf einer Ablage (8) in der Aufnahmekammer (2) abgestützt gehalten sind.

6. Transportvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ablage (8) aus einem Rost besteht.

7. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ nahmekammer(n) (2) an ihrer Oberseite eine die Einführungs­ öffnung verschließende Abdeckung (3) mit mindestens einem zwischen Öffnungs- und Schließlage bewegbaren, die Anoden­ stange (5) in der Schließlage in einer Stangendurchführung (9) haltenden Verschlußelement (13, 14) aufweist bzw. auf­ weisen.

8. Transportvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckung (3) als zwei­ flügeliger Deckelverschluß ausgebildet ist und aus zu den beiden entgegengesetzten Seiten hin in die Öffnungslage ausschwenkbaren Deckelklappen (13, 14) besteht, die in ihrer Schließlage mit einander zugewandeten Klappenflächen, vor­ zugsweise unter Zwischenschaltung einer nachgiebigen Dichtung (16), in Dichtanlage gehalten bzw. verriegelt sind.

9. Transportvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Deckelklappen (13, 14) in der Schließlage nach oben hin gegeneinander konvergieren.

10. Transportvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Deckelklappen (13, 14) mit einer die Stangendurchführung (9) bildenden randoffenen Ausnehmung und zugeordneter Dichtung ver­ sehen ist.

11. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Stellantrieb (17) für die Abdeckung (3).

12. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aufnahmekammern (2) auf einem gemeinsamen Unterbau (4) in Gestalt einer Transportpalette od. dgl. angeordnet sind.

13. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport-Container (1) mit einem Kühlsystem versehen ist.

14. Transportvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Transport-Container (1) zur Bildung eines vom Kühlmedium durchflossenen Kühlmantels doppelwandig ausgeführt ist.

15. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter­ vorrichtung(en) (10) aus einer auswechselbaren Filter­ patrone od. dgl. besteht bzw. bestehen.

16. Transportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Trans­ port-Container (1) am Boden mit einer Bodenentleerung ver­ sehen ist.