DE4414271A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablösen von Gußhülsen von Anodenstangen - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablösen von Gußhülsen von Anodenstangen gerichtet, insbesondere von Anodenstangen, die aus der Aluminiumschmelzelektrolyse stammen und die einer Wiederaufarbei­ tung zugeführt werden sollen, wobei die am unteren Ende der zu einem Joch ausgebildeten Anodenstangen anhaftenden Gußhülsen durch Einwirken einer äußeren Kraft von den Anodenstangen abgelöst werden.

Bei der Vorbereitung der Anoden für ihren Einsatz in der Schmelzelektrolyse werden die Anoden mit den Anodenstangen, an die die Anoden hängend befe­ stigt werden sollen, fest verbunden. Hierzu werden die Enden der Anodenstan­ gen, die zu einem Joch ausgebildet sind, wobei die Anzahl und die Anordnung der Anodenstangenenden des Jochs in Abhängigkeit von der Größe der Anoden im Hinblick auf das Gewicht und auf die elektrische Stromverteilung festgelegt sind, von oben in entsprechende Ausnehmungen der Anoden eingeführt und verbleibende Hohlräume in den Ausnehmungen mit Eisen ausgegossen. Es bil­ den sich dabei Gußhülsen um die Anodenstangenenden, die eine ausreichende mechanische Festigkeit der Verbindung Anodenstange zur Anode sowie eine gute elektrische Leitfähigkeit von der Anodenstange in die Anode bewirken.

Nach ihrer Verwendung in der Schmelzelektrolyse werden die noch am Joch der Anodenstange hängenden Anodenreste (die Anoden können nicht gänzlich bis zu den Gußhülsen abgebrannt werden, da dann die Gefahr besteht, daß Eisen in die Schmelze gelangt) abgepreßt, wobei die Gußhülsen am Joch verbleiben, die wie­ derum mit einer bekannten Vorrichtung, mit einer "Gußhülsenabziehpresse", abgesprengt werden. Hierbei wird jeweils ein Anodenstangenende des Jochs unmittelbar oberhalb der Gußhülse von seitlich angreifenden Preßbacken der Abziehpresse ortsfest fixiert, dann wird mit einem hydraulischen Preßstempel von unten gegen die Gußhülse gedrückt, wodurch diese "abgesprengt" wird.

Eine derartige Gußhülsenabziehpresse wird beispielsweise im Firmenprospekt 10/711e der KHD Humboldt Wedag AG, Köln beschrieben. Nachteilig bei die­ ser bekannten Vorrichtung sind der hohe Druck, der erforderlich ist, um die Gußhülse abzusprengen, und der große Konstruktions- und Fertigungsaufwand für die Gußhülsenabziehpresse, damit diese den hohen mechanischen Belastun­ gen standhalten kann.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß jeweils im­ mer nur eine Gußhülse abgesprengt werden kann, so daß bei einer üblichen Jochausbildung mit mehreren Anodenstangenenden und entsprechend vielen Gußhülsen der zeitliche Aufwand zur Ablösung der Gußhülsen nacheinander je Anodenstange groß ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablösen der Gußhülsen von Anodenstangen zu schaffen, mit dem bzw. mit der bei Ver­ meidung der genannten Nachteile zeitlich schnell in konstruktiv einfacher Weise und mit gegenüber dem bekannten Verfahren reduziertem Kraftaufwand die Gußhülsen von den Anodenstangen abgetrennt werden können.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig gelöst mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Merkma­ len des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 4. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die zur Trennung der Haftverbindung zwischen den Anodenstangen und den Gußhülsen aufzuwendende Kraft durch Drehung der Gußhülsen in Umfangsrich­ tung gemäß der Erfindung ist gegenüber dem bekannten Verfahren, bei dem die Kraftrichtung axial wirkt und die Gußhülsen dabei zersprengt werden müssen, dem Betrag nach deutlich kleiner.

Da die in Umfangsrichtung wirkende Kraft beispielsweise über einen Hebelarm aufgebracht werden kann, können die die Kraft erzeugenden Vorrichtungen, bei­ spielsweise hydraulisch wirkende Betätigungszylinder, entsprechend der Hebel­ armlänge klein ausgelegt werden (zumindest deutlich kleiner als bei dem bekann­ ten Verfahren). Daraus resultiert eine flachere und auch leichtere Bauweise der gesamten "Gußhülsenabziehvorrichtung".

Gemäß der Erfindung ist es möglich, gleichzeitig mehrere, mindestens zwei Gußhülsen von den Anodenstangenenden abzulösen. Hierbei wird jeweils eine entsprechend gestaltete Drehvorrichtung mit einem Klemmring von unten auf die Gußhülsen geschoben. Innerhalb des Klemmrings angeordnete radiale Vorsprün­ ge ergeben mit den radialen Vorsprüngen der Gußhülsen bei einer Drehbewe­ gung des Klemmrings einen Formschluß zwischen dem Klemmring und der Gußhülse, so daß ein Torsionsmoment von Klemmring auf die Gußhülse über­ tragen wird.

Da gleichzeitig mindestens eine weitere Drehvorrichtung mit seinem Klemmring auf eine Gußhülse geschoben ist, wird das erzeugte Torsionsmoment von dieser weiteren Drehvorrichtung "abgestützt", so daß hierdurch eine ortsfeste Fixie­ rung der Anodenstange gegeben ist und eine weitere Fixierung zur Torsionsab­ stützung der Anodenstange nicht mehr erforderlich wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Drehrichtung der Drehvorrichtung frei zu wählen. Somit ist es möglich, die Drehbewegung von zwei Klemmringen gegenläufig auszuführen, so daß sich durch diese Maßnahme die abzustützenden Torsionsmomente gegenseitig kom­ pensieren.

Weiterhin ist es durch die frei wählbare Drehrichtung und durch ihre zeitliche Begrenzung erfindungsgemäß möglich, den Klemmring hin und her zu bewegen, wodurch auch bei sehr festem Sitz der Gußhülsen diese von den Anodenstangen­ enden leichter gelöst werden.

Neben dem geringen Kraftaufwand je abzulösender Gußhülse, die zu einer leichten und in ihrer Bauhöhe niedrigen Maschineneinheit führt, ist es somit auch möglich, mit sehr geringem Mehraufwand an Maschinenkosten eine we­ sentlich höhere Produktionsleistung gegenüber dem bekannten Verfahren zu er­ zielen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen zu einem in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Fig. 1 den vertikalen Längsschnitt einer Ablösevorrichtung für drei Gußhülsen;

Fig. 2 den vertikalen Querschnitt einer Ablösevorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt den vertikalen Längsschnitt einer Ablösevorrichtung, in der drei Gußhülsen (12) einer Anodenstange (16), die an den Enden des zu einem Joch (15) ausgebildeten Anodenstangenende angeordnet sind, gleichzeitig abgelöst werden können. Hierzu ist die Ablösevorrichtung mit drei Drehvorrichtungen (10) ausgebildet, die mit einer oder zwei (im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei) hydraulischen Hebevorrichtungen (17) vertikal verschiebbar sind.

Jede dieser Drehvorrichtung (10) besteht aus einem in einem Rahmen (19) ange­ ordneten drehbar gelagerten Klemmring (11), der, wie die Fig. 2 zeigt, über ein Zahnrad (14) mit zwei Motore (13) verbunden ist. Innen sind im Klemmring (11) radiale Vorsprünge angeordnet, deren Dicke etwa der Dicke der radialen Vorsprünge (20) entsprechen, die sich außen an den Gußhülsen (12) befinden. Der innere Durchmesser der Klemmringe (11) entspricht in etwa dem Außen­ durchmesser der Gußhülse (12) einschließlich deren radialer Vorsprünge (20), so daß der Klemmring (11) vertikal von unten auf die Gußhülse (12) aufgeschoben werden kann. Nach unten ist der Klemmring (11) durch ein unten offenes Rohr (18) verlängert, durch das die abgelösten Gußhülsen nach unten abgeführt wer­ den.

Die Fig. 2 zeigt die Ablösevorrichtung in ihrer "Arbeitsstellung" mit der so weit vertikal nach oben verschobenen Drehvorrichtung (10), daß der Klemmring (11) vollständig auf die Gußhülse (12) aufgeschoben ist. Beim Ablösevorgang verset­ zen die neben dem Klemmring (11) angeordneten Motore (13), die über Zahnrä­ der (14) mit dem Klemmring (11) in Wirkverbindung stehen, den Klemmring in Drehung. Es kommt zu einem Formschluß zwischen den radialen Vorsprüngen (20) der Gußhülse (12) und den radialen Vorsprüngen des Klemmrings (11), wodurch auf die Gußhülse (12) ein Torsionsmoment übertragen wird. Da die Anodenstange bzw. das Joch der Anodenstange durch das gleichzeitige Auf­ schieben von mindestens zwei Klemmringen ortsfest fixiert ist, wirkt dieses Torsionsmoment lösend auf die Haftverbindung zwischen dem Anodenstangen­ ende und der Gußhülse, wobei zusätzlich durch eine pulsartig ausgeführte Rich­ tungsänderung der Drehbewegung dieses Ablösen erleichtert werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Vorrichtung mit zwei Motore je Drehvorrichtung beschränkt. Je nach den Erfordernissen sind auch Drehvorrich­ tungen mit nur einem Motor oder mit mehr als zwei Motore möglich.

Es ist weiterhin gemäß der Erfindung auch möglich, daß die in Umfangsrichtung des Klemmrings (11) wirkende und an diesem direkt oder über einen Hebelarm angreifende Kraft von einem Linearmotor, einer hydraulischen Stellvorrichtung oder einer rein mechanisch wirkenden Vorrichtung (Seilzug, Spindel etc.) aus­ geht.

Claims (5)

1. Verfahren zum Ablösen von Gußhülsen von Anodenstangen, insbesondere von Anodenstangen, die aus der Aluminiumschmelzelektrolyse stammen und die einer Wiederaufarbeitung zugeführt werden sollen, wobei die am unteren Ende der zu einem Joch ausgebildeten Anodenstangen anhaftenden Gußhülsen durch Einwirken einer äußeren Kraft von den Anodenstangen abgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Trennung der Haft­ verbindung zwischen den Anodenstangen (15) und den Gußhülsen (12) er­ forderliche äußere Kraft in Umfangsrichtung der Gußhülsen (12) wirkt und dabei durch Drehung der Gußhülsen (12) bei ortsfester Fixierung der Ano­ denstangen (15) ein Torsionsmoment erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß mindestens zwei Gußhülsen (12) gleichzeitig von den Anodenstangen (15) abgetrennt wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Gußhülse die Drehdauer und die Drehrichtung während des Ablösevor­ gangs frei wählbar sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch mindestens zwei un­ abhängig voneinander vertikal verschiebbare Drehvorrichtungen (10), be­ stehend aus

• a) je einem Klemmring (11), der innen mit radialen Vorsprüngen ausgebildet ist und dessen Innendurchmesser so viel größer ist als der Außendurchmesser der Gußhülse (12) einschließlich deren ra­ dialen Vorsprüngen (20), daß der Klemmring (11) auf die Gußhül­ se (12) aufgeschoben werden kann und mit
• b) je mindestens einer Antriebsvorrichtung, welche mit dem Klemmring (11) in einer Wirkverbindung steht und auf den Klemmring (11) ein Torsionsmoment ausübt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ vorrichtung ein Motor (13) ist, der über ein Zahnrad (14) mit der Mantel­ fläche des Klemmrings (11) in einer Wirkverbindung steht.