NO141265B - Apparat til innblaasing av gass, spesielt luft, i et elektrolytisk aluminiumsmeltebad og til oppbryting av skorpen paa smeltebadet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et apparat til innblåsing av gass, spesielt luft, i et elektrolytisk aluminiumsmeltebad og til oppbryting av skorpen på smeltebadet, bestående av en med. bryte-verktøy forsynt hev- og senkbar bryteinnretning med på denne anordnede blåselanser.

For unngåelse av den såkalte anodeeffekt i elektrolyseovner til fremstilling av aluminium er det kjent å blåse en gass, i første rekke luft, inn i smeltebadet via håndbetjente blåselanser etterat skorpen på smeltebadet først er brutt opp ved hjelp av en skorpebryter. Det er også allerede kjent å anordne blåselansene på en skorpebryter som kan kjøres langs elektrolyseovnen.

Fra DT-OS 1 608 232 er det videre kjent konstruktivt å forene bryteverktøyene og blåselansene, idet bryteverktøy er'festet til den utblåsningsende av lansene som kan føres inn i smeltebadet. I denne forbindelse kan flere bryte/blåse-verktøy være stivt festet til en bjelke som er hev- og senkbar ved hjelp av løftesylindre.

Oppfinnelsen tar spesielt utgangspunkt i en anordning av den sistnevnte art. Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å for-bedre apparatene til oppbryting av overflateskorpen på det elektrolytiske smeltebad og innblåsing av gassen, resp. luften, slik at bryte- og blåseoperasjonen kan gjennomføres mere effektivt med separate verktøy ved forholdsvis liten slaglengde av bryteinnretningen. Videre tas det sikte på å skaffe en anodeeffekt-blåse-innretning som spesielt utmerker seg ved enkel og særlig drifts-sikker konstruksjon.

Oppfinnelsen er karakterisert ved at blåselansene på sin

side er anordnet hev- og senkbart på den hev- og senkbare bryteinnretning.

Ved at både bryteinnretningen og blåselansene ifølge oppfinnelsen er hev- og senkbare hver for seg og blåselansene dessuten er anordnet på den bevegelige bryteinnretning adderer slaglengden for bryteinnretningen og slaglengden for blåselansene seg til hinannen, slik at det er mulig å arbeide med relativt små bevegelsesslag for den tunge bryteinnretning. Bryteoperasjonen og blåseoperasjonen kan etter valg utføres samtidig, eller spesielt effektivt uavhengig av hinannen, noe som vanligvis foretrekkes. Dessuten er det mulig å skifte ut bryte- og blåseverktøyene uavhengig av hinannen. Blåseoperasjonen finner sted i den nedre endestilling av bryteinnretningen, som hensiktsmessig består av en brytebjelke eller lignende.

Ved senkning av bryteinnretningen blir overflateskorpen på det elektrolytiske smeltebad brutt opp. Det foretrekkes å velge anordningen slik at der i den nedre endestilling av bryteinnretningen blir påvirket en bryter som bevirker bevegelse av bryteinnretningen oppover. I denne forbindelse er det også på en særlig hensiktsmessig måte mulig å utføre anordningen slik at bryteoperasjonen automatisk gjentar seg flere ganger, f.eks. ved hjelp av en velgertrykknapp eller lignende. Herunder foregår styringen hensiktsmessig slik at bryteinnretningen etter hver bevegelse nedad (brytebevegelse) bare beveger seg oppover til en mellomstilling, hvorfra den ved omkobling av en endebryter igjen beveges nedover for gjennomføring av et ytterligere Bryteslag. For innblåsing av luft eller lignende i badet ved hjelp av blåselansene etter utført bryteoperasjon blir bryteinnretningen senket for hånd eller ved hjelp av en automatisk innretning. I den nedre senkede stilling kan der automatisk inn-kobles en magnetventil eller lignende som åpner lufttilførselen, slik at luften blåses inn i smeltebadet gjennom blåselansene. Samtidig kan blåselansen kjøres ned i badet, f.eks. ved hjelp av en ytterligere magnetventil eller lignende. I den nedre endestilling av blåselansen blir der så blåst inn luft i full mengde. Herunder kan blåseoperasjonen styres av et tidsrelé. Etter avslutning av blåseperioden kobler tidsreléet om, hvorved blåselansen under struping av blåseluften igjen kjøres opp til den øvre endestilling hvor lufttilførselsventilen, som f.eks. er en magnetventil, stenges. Så snart blåseoperasjonen er avsluttet, kan bryteinnretningene igjen kjøres til sin øvre endestilling. Også her foretrekkes det å anordne en velgertrykknapp for flere gangers gjentagelse av blåse-operas jonen.

Ved hjelp av det foran beskrevne apparat er det mulig full-stendig å automatisere bryteoperasjonen og blåseoperasjonen, samtidig som det ved betjening av velgertrykknapper eller lignende under blåseoperasjonen er mulig å innstille antall bryteoperasjoner og varigheten av blåseoperasjonen, resp. antallet bevegelsesslag av blåselansene.

Det foretrekkes å anordne én eller flere trakter for til-førsel av aluminiumoksyd på bryteinnretningen resp. brytebjelken på en slik måte at traktene er hev- og senkbare sammen med bryteinnretningen. Tilsetningen av aluminiumoksydet finner i dette tilfelle hensiktsmessig sted på den måte at der etter avslutning av bryteoperasjonen betjenes et tidsrelé som etter en bestemt tid på f.eks. 10 minutter senker bryteinnretningen ned til en mellomstilling hvor oksydtilførselen finner sted. Dette kan likeledes finne sted ved hjelp av magnetventiler eller lignende som bevirker tilførsel av oksyd i utmålte mengder. Etterat oksydtilførselen har funnet sted, kan bryteinnretningen igjen beveges tilbake til den øvre endestilling av sitt bevegelsesslag.

Blåseinnretningen, som spesielt fordelaktig kan anvendes på et apparat av den foran beskrevne art, men som ikke er begrenset til en slik anvendelse, og som der kreves selvstendig beskyttelse for, oppviser for bevegelsesslaget av blåselansen en sylinder med gjennomgående stempelstang som rager ut fra begge ender av sylinderen, og som er utført med en aksial kanal for tilførsel av blåseluft, idet blåselansen løsbart kan tilkobles stempelstangen. Fortrinnsvis kan blåselansen kobles til den gjennomgående stempelstang i den pneumatiske løftesylinder via en hurtigkobling, f.eks. en stikk-kobling med bajonettlåsning. Løftesylinderen blir hensiktsmessig på sin side anordnet på en hev- og senkbar konstruksjonsdel, spesielt på en hev- og senkbar brytebjelke. I denne forbindelse kan det anbefales å forsyne bryteinnretningen, resp. brytebjelken,

med føringer for blåselansene. Hensiktsmessig blir der på brytebjelken løsbart anordnet brytelister slik at der mellom nabobryte-lister dannes åpninger for gjennomgang av blåselansene.

På tegningen er der vist et foretrukket utførelseseksempel på apparatet ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 er et utsnitt av et oppriss av en elektrolyseovn og det over ovnen på ovnstativet anordnede apparat til bryting av skorpen, innblåsing av luft eller lignende og tilførsel av oksyd. Fig. 2 viser i større målestokk bryteinnretningen sammen med en på ovnstativet anordnet forrådsbeholder for tilførsel av aluminiumoksyd samt en doserings- og utmatingsinnretning for aluminiumoksyd i snitt etter linjen II-II på fig. 1. Fig. 3 viser i større målestokk og delvis i lengdesnitt en anodeeffekt-utblåsningsinnretning i henhold til oppfinnelsen i snitt etter linjen III-III på fig. 1.

På tegningen er der antydet en aluminiumelektrolyseovn 10 som kan bestå av et kar med en isolerende murf6ring og en katodisk karbonf8ring, som kjent. Elektrolyseovnen kan bestå av en rekke enkeltceller. 11 betegner det i ovnen foreliggende, smeltede alu-miniumskikt, og 12 betegner elektrolyttskiktet som på overflaten er stivnet til en skorpe 13. Karbonanodene er betegnet med K.

Over elektrolyseovnen er der på ovnstativet anordnet en bryteinnretning 14 til oppbryting av skorpen 13. Denne bryteinnretning oppviser en eller flere brytebjelker 15 som bærer kile-formede bryteverktøy 16. Bryteverktøyene består av separate brytelister som fra siden er skjøvet inn på flenser 17 av en på brytebjelken anordnet T-drager. Fastholdelsen av brytelistene på brytebjelken finner således sted ved hjelp av en T-formet not- og fjær-forbindelse (fig. 2 og 3). Det er derfor mulig å skifte ut brytelistene 16 enkeltvis eller i fellesskap. Hele bryteinnretningen 14 med brytebjelken 15 og brytelistene 16 kan beveges en viss slaglengde i vertikalplanet. Dette finner sted ved hjelp av løfte-innretninger 18 som her er utført som spindeldrev. Løfteinnret-ningene 18 er opphengt i det stasjonære ovnstativ slik det er vist på fig. 1. Fig. 1 viser bare en eneste løfteinnretning 18 som an-griper ved den ene ende av brytebjelken 15. Det vil imidlertid forstås at der ved den annen ende av brytebjelken er anordnet en tilsvarende løfteinnretning. Brytelistene 16 består fortrinnsvis av støpestykker.

Som vist på fig. 1 og 2 er der på de bevegelige brytebjelker 15 festet en rekke trakter 19. Over disse trakter 19 er der på ovnstativet 20 (fig. 2) opphengt forrådsbeholdere 21 som er beregnet på mottagelse av aluminiumoksyd. Forrådsbeholderne 21 er ved den nedre traktformede utløpsende lukket av en doseringsklaff 22 som kan svinges i den med en pil viste retning. Svingebevegelsen finner sted ved hjelp av en luftsylinder 23 hvis stempelstang 24 virker på doseringsklaffen 22.

I den .viste svingestilling er den nedre utløpsåpning av for-rådsbeholderen 21 åpen, slik at aluminiumoksyd strømmer ut av for-rådsbeholderen og ned i den skålformede doseringsklaff 22. Når doseringsklaffen 22 svinges ved hjelp av luftsylinderen 23 i retning mot pilretningen, lukker den nedre utløpsåpning av be-holderen 21 seg automatisk. Samtidig tømmer doseringsklaffen aluminiumoksydet ned i trakten 19 på bryteinnretningen, hvorfra aluminiumoksydet strømmer ned i ovnen.

Den bevegelige bryteinnretning 14 har over sin lengde en rekke på avstand fra hverandre anordnede blåseinnretninger. Disse blåseinnretninger er forsynt med hver sin pneumatiske sylinder 25 som har en gjennomgående stempelstang 26 (fig. 1 og 3) som rager ut fra begge ender av sylinderen. Sylinderen er festet til brytebjelken ved hjelp av en konsoll 27 eller lignende. Den gjennomgående stempelstang 26 har en aksial boring (ikke vist). Ved den øvre ende av stempelstangen 26 er der tilkoblet en tilførsels-ledning 28 for trykkluft. Ved den nedre, andre ende av stempelstangen 26 er der anordnet en blåselanse 29. Tilkoblingen av blåselansen 29 til den nedre ende av stempelstangen finner hensiktsmessig sted via en hurtigkobling, f.eks. en stikkobling 30 med bajonettlåsning. Den av et rør bestående blåselanse 29 har utblåsnings-åpninger 31 ved sin nedre ende.

Av fig. 3 fremgår det at brytebjelken 15 er utformet som hulbjelke og består av to parallelle bjelkeplater. Blåselansene 29 for de enkelte utblåsningsinnretninger strekker seg gjennom hulbjelken. Ved den nedre ende av brytebjelken er der anordnet føringsorganer 32 til føring av blåselansene under disses bevegelsesslag. Av fig. 1 fremgår det at brytelistene 16 står på avstand fra hverandre i området for bevegelsesslaget av blåselansene 29, slik at disse kan bevege seg ned gjennom spalten mellom nabo-brytelister.

Det foran beskrevne apparat arbeider som følger:

For gjennomføring av bryteoperasjonen blir de to løftedrev 18 koblet inn for hånd eller ved hjelp av en automatisk kommando. Bryteinnretningen 14 med brytebjelken 15 beveger seg nedover, og

herunder trenger dens brytelister 16 gjennom skorpen på- smelte-

badet slik det er antydet stiplet på fig. 3. Ved enden av%det nedadgående slag blir løftedrevene 18 omkoblet av endeSrytere eller lignende, slik at bryteinnretningen 14 igjen beveger seg opp til den øvre endestilling for slaget. I denne, endestilling blir bryteoperasjonen slått av ved hjelp av'øvre éndebrytere.

Ved betjening av en velgertrykknapp kan bryteoperasjonen gjentas ved gjentagelse av bryteinnretningens slag et bestemt valg-bart antall ganger. Også denne gjentatte bryteoperasjon foregår automatisk, idet bryteinnretningen etter hvert slag nedover bare beveger seg oppover en del av slaglengden til en øvré mellomstilling hvor en endebryter omkobler løftedrevene 18.

Etter avslutning av bryteoperasjonen blir et tidsrelé be-tjent ved hjelp av en øvre endebryter. Dette tidsrelé senker etter en bestemt periode på f.eks. 10 minutter bryteinnretningen 14 til den foran nevnte mellomstilling hvor tilførselen av aluminiumoksydet finner sted. I denne mellomstilling frakobler endebrytere løftedrevene 18, og samtidig innkobler magnetventiler lufttil-førselen til luftsylindrene 23, hvorved doseringsklaffene 22

svinges ned, slik at det aluminiumoksyd som befinner seg i doser-ingsklaf fene , tømmes ut i traktene 19 og videre ned i smeltebadet. Etter avslutning av den periode som tidsreléet er innstilt på,

lukker doseringsklaffene 22 automatisk, hvorved ny aluminiumoksyd strømmer ned i klaffene fra forrådsbeholderne 21. Bryteinnretningen 14 kjører deretter tilbake til sin øvre endestilling. Ved betjening av velgertrykknapper eller lignende kan tilførselen av aluminiumoksyd automatisk gjentas flere ganger.

For innblåsing av luft blir bryteinnretningen senket til sin nedre endestilling ved hjelp av en kommando som gis for hånd eller fra styreautomatikken. I denne endestilling kobler de nevnte endebrytere ut løftedrevene 18. Samtidig får blåselansene 29 tilført trykkluft via en magnetventil, ledningene 28 og de hule stempel-stenger 26 i luftsylindrene 25. En ytterligere magnetventil bevirker en trykkluftbetjening av sylindrene 25, slik at blåselansene 29 beveger seg ned i smeltebadet slik det er vist stiplet på fig. 3. I

den nedre endestilling av blåselansene 29 blir luften blåst inn med full kapasitet. Et tidsrelé avslutter innblåsningsoperasjonen.

Blåselansene blir deretter automatisk løftet, og herunder blåses der videre med redusert luftmengde. I den øvre endestilling av blåselansene frakobler magnetventilen lufttilførselen. Dermed er blåseoperasjonen avsluttet. Bryteinnretningen 14 kjører nå tilbake til den øvre endestilling.

Via én velgertrykknapp kan styreautomatikken betjenes slik at også blåseoperasjonen automatisk gjentar seg flere ganger. I dette tilfelle blir blåselansene 29 flere ganger senket ned i badet og løftet ut av dette.

Claims (7)

1. Apparat til innblåsing av gass, spesielt luft, i et elektrolytisk aluminiumsmeltebad og til oppbryting av skorpen på smeltebadet, bestående av en med bryteverktøy forsynt hev- og senkbar bryteinnretning med på denne anordnede blåselanser, karakterisert ved at blåselansene (29) på sin side er anordnet hev- og senkbart på den hev- og senkbare bryteinnretning (14) .

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at der for løftebevegelsen av blåselansen (29) er anordnet en sylinder (25) med gjennomgående stempelstang som rager ut fra begge ender av sylinderen, og som er utført med en aksial kanal for tilførsel av blåseluft, idet blåselansen (29) er løsbart tilkoblet stempelstangen.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at blåselansen (29) kan kobles til stempelstangen (26) via en hurtigkobling, f.eks. en stikkobling med bajonettlåsning.

4. Apparat som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at sylinderen (25) er anordnet på en hev- og senkbar konstruksjonsdel, spesielt på den hev- og senkbare bryteinnretning (14) .

5. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at bryteinnretningen (14) er forsynt med føringer (32) for blåselansene (29).

6. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at bryteinnretningen (14) er forsynt med avtagbare brytelister (16) mellom hvilke der er anordnet åpninger for gjennomgang av blåselansene (29).

7. Apparat som angitt i krav 6,karakterisert ved at bryteinnretningen (14) består av en brytebjelke (15) med et holdeparti (17) som brytelistene (16) kan skyves inn på fra siden.