NO144641B - Apparat for fylling av anodemasse i et boltehull som oppstaar under trekking av anodebolter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat for fylling av anodemasse i et boltehull som oppstår etter trekking av anodebolter på en vertikal Søderberg-anode i elektrolyseceller for fremstilling av aluminium.

Den vertikale Søderberg-anoden er selvkalsinerende idet anodemassen tilsatt på anodetoppen i form av koksbekbriketter, først smelter og så blir fastbrent under sin bevegelse nedover langs anodens stålmantel mot smeltebadet.

Strømtilførsel til anoden skjer ovenfra gjennom vertikale, i anoden innbrente stålbolter, som er elektrisk forbundet med en anodestrømskinne. Før disse anodebolter når reaksjonsflaten under den kontinuerlige avbrenning av anoden, må boltene trekkes ut og gjeninnsettes i et høyere nivå i samme boltehull. Det hulrommet som dermed oppstår under anodebolten, må fylles med anodemasse for å sikre en tett anode og god mekanisk og elektrisk forbindelse mellom bolt og anode.

På de konvensjonelle Søderberg-anodene tilflyter massen boltehullene automatisk i og med at anodemassen er i smeltet eller semismeltet tilstand i den øvre del av anoden. Det er flere uheldige sider ved denne flytende anodetoppen. Anodemassens komponenter har tilbøyelighet til segregering, noe som resul-terer i en"ikke homogen anode. Lav spesifikk vekt og mekanisk styrke, sprekkdannelse og masselekkasje med fare for eksplosjon under boltetrekking er karakteristisk for disse anodene. Videre avgir den smeltede anodetoppen flyktige stoffer som tjære eller bekdamp som forringer det interne arbeidsmiljø.

Nyere utvikling går derfor mot anvendelse av anodemasse med lavere bekinnhold, slik at det ikke oppstår flytende lag på anodetoppen. Med denne anodetypen, såkalt "tørr anode", fylles ikke hulrommet under anodebolten som på de konvensjonelle anoder, og det er derfor nødvendig å fylle anodemassen i hullet umiddelbart etter at anodebolten er trukket ut. Massen som anvendes til dette formålet, har noe lavere mykningspunkt enn den tørre massen for øvrig og smelter raskt i boltehullet før en ny anodebolt settes inn.

Ifylling av denne spesielle massen i granulert form har hit-til vært utført manuelt. Det manuelle arbeidet er både tungt og tidskrevende i en varm og støvfylt atmosfære. En har derfor satset på å mekanisere dette arbeidet og kommet fram til et egnet utstyr for hurtigfylling av anodemassen til boltehullene.

Norsk søknad nr. 780408 beskriver et slikt apparat utviklet for dette formålet. Apparatet består i hovedtrekk av en til-førselsarm med innebygget massetransportanordning for inn-føring av massen til boltehullet. Apparatet er tilpasset en boltetrekkingskran og opererer med flere oljehydrauliske trykksylindre i umiddelbar nærhet av anodetoppen, for å sikre den horisontale bevegelse av tilførselsarmen. Tilførselsarmen er utformet som et uttrekkbart rør omfattende en føring og en sleide, påsatt en trakt for oppbevaring av en mindre mengde anodemasse som doseres til boltehullet. Videre er tilførsels-armen forsynt med anordning for avsuging av flyktige stoffer.

En overgang fra konvensjonelle Søderberg-anoder til denne tørre anodetype vil som regel skje over en lengre tids-periode, ofte et par år i serier med flere hundre celler. I denne tiden er det behov for et apparat som kan tilknyttes boltetrekkingskraner brukt på begge anodetyper.

Det forannevnte apparatet anordnet en kran som anvendes også til boltetrekking på konvensjonelle Søderberg-anoder, inne-bærer en betydelig sikkerhetsrisiko både for personell og utstyr. En eksplosjon med brann under boltetrekking med mye sårbart hydraulisk utstyr, vil kunne medføre større skader på utstyr samt en ikke ubetydelig sikkerhetsrisiko for personell.

Videre kan påfyllingsrøret bli utsatt for flammer fra de åpne boltehullene og likeledes for bekdamp fra den smeltede

massen. Det er sannsynlig at den installerte avsugsanordning ytterligere vil øke varmepåvirkningen på den utsatte trans-portanordning i matningsrøret og føre til smelting av massen og tilstopping av røret.

Et annet uheldig trekk ved denne kjente konstruksjon, er nød-vendigheten av å overføre med jevne mellomrom mindre kvanta av massen til trakten påsatt tilførselsarmen. Dette krever tid og vil således redusere krankapasiteten.

Foreliggende oppfinnelse har til formål å frembringe et apparat til fylling av anodemasse til boltehull som er uten risikomomenter for betjening, driftsikkert, gir mulighet for fullautomatiser ing av operasjonen, har få betjenings-funksjoner og kan derfor lett inkorporeres i de moderne én-mannsbetjente boltetrekkingskraner.

Apparatet ifølge oppfinnelsen løser oppgaven med en hurtig og automatisk påfylling av anodemasse til et boltehull, ved at fra en høytliggende silo doseres massen ved hjelp av en kon-vensjonell matningsanordning til et leddet.rør med hellingsvinkel større enn massens rasvinkel, slik at massen tilføres boltehullet ved hjelp av gravitasjon. En styringsanordning sikrer en helautomatisk posisjonering av rørets utløp over boltehullet.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er at hele operasjonen utføres ved hjelp av kun en høyt plassert hydraulisk sylinder. De vesentlige trekk ved oppfinnelsen fremgår for øvrig, av hovedkravet.

Oppfinnelsen skal nå beskrives mer detaljert med henvisning til tegningene som viser en utfiørelsesf orm av apparatet ved hjelp av Figurene 1-4, hvor: Fig. 1 er et skjematisk sideriss av apparatet i operativ

posisjon (i drift).

Fig. 2 viser apparatet i drift i et planriss.

Fig. 3 viser skjematisk apparatet i parkeringsstilling.

Fig. 4 er et planriss av apparatet tilsvarende parkerings-stillingen i Fig. 3.

På Fig. 1 er apparatet vist i drift med påfyllingsrør i sin

utstrakte posisjon under chargering av anodemassen. En over-liggende silo (1) fylt med anodemassen (11) er utstyrt med en doseringsanordning (12) utført som f.eks. en mateskrue (ikke vist på figuren). Doseringsanordningen sikrer tilførsel av den nødvendige massemengde til boltehull (52) som oppstår i en Søderberg-anode (5) etter at en av anodeboltene (51) ble trukket ut.

Gripeanordning (4) som kombinerer vridnings- og trekkings-funksjon under boltetrekking, beveges ved hjelp av en løpe-katt (41) på tvers av anoden. Løpekatten er anordnet en boltetrekkingskran (40) som beveges langs anoden og er samtidig bærer for apparatets ramme (13).

Påfyllingsrøret vises her som et leddet rør omfattende to innbyrdes svingbare deler, et indre rør (21) og et ytre rør (22). Det indre røret er festet, f.eks. sveisefestet, (ikke vist på figuren) til et hovedopplager (23) som sikrer en horisontal svingbevegelse av røret og samtidig tillater justering av rørenes posisjon i vertikal retning. Den vertikale justering av posisjonen skjer ved hjelp av en liten hydraulisk sylinder (26) , mens en hovedsylinder (27) sørger for alle nødvendige bevegelser i forbindelse med posisjonering og tilbakestilling av rørene. Hovedsylinderen er plassert i, og samtidig skjermet av en u-profil (28).

En anordning for innblåsing av trykkluft tilknyttet rørene sikrer avkjøling av det ytre rørets utløp samtidig som til-førsel av massen lettes og bekdampen fra boltehullet holdes vekk fra røret. Anordningen vises skjematisk på Fig. 1 som et rør (29) påsveiset det indre røret (21) som tilkobles f.eks. de fast installerte trykkluftopplegg i elektrolysehallene.

På indre rør (21) er videre dreibart opplagret en føringsarm (24) tilknyttet et dobbelt ettergivende stag (25) som er forbundet med ytre rør (22). Prinsippet for sammenkobling og styring av rørenes bevegelse fremgår best av Fig. 2 som viser apparatet i planriss hvor også kranførers kabin (14) og boltemagasiner (15) for nye og brukte anodebolter er inn-tegnet.

Føringsarmen (24) ledes ved hjelp av tapp (34) i et spor (31) i en styringsplate (30) . Sylinderen (27) svinger det indre røret (21) direkte via hovedopplager (23), og utsvinget av det ytre røret (22) i forhold til det indre er styrt fra den fastmonterte styringsplaten (30) via den dreibare førings-armen (24) og det tilknyttede staget (25), såkalt parallello-gramprinsipp. Ledetappen (34) i den på figuren viste posisjon sikrer at rørutløpet på ytre rør er bragt rett ovenfor boltehullet (52) i den indre bolterekke på anoden (5). Ledetappen i de andre to posisjoner, antydet på figuren som (33) og (32) , vil tilsvare plasseringen av rørutløpet over boltehullet i ytre bolterekke og rørenes posisjon i utgangs eller parkeringsstilling. Fig. 3 og 4 viser rørene i sammen-klappet stilling (parkeringsstilling) i henholdsvis sideriss og planriss. Fig. 3 viser apparatet i parkeringsog kjørestilling under forflytting av boltetrekkingskranen sett fra anoden, og Fig. 4 er et planriss av det samme, i Fig. 4 er ytre rør (22) klappet inn under indre rør (21) og sees derfor ikke på plan risset. Hovedopplager (23) , hydraulisk sylinder (27), stag (25) og styringsplate (30) er komponenter allerede beskrevet i Fig. 1 og 2.

Det indre røret er i denne parkeringsstilling fjernet fra utløpet for doseringsanordning (12) under siloen (1). Dette muliggjør at hele siloen kan kjøres ned for påfylling av anodemassen og heises opp. Denne ordning eliminerer bruk av mer komplisert og plasskrevende utstyr for massetilførsel til siloen.

Selve reguleringsutstyret for tilførsel av anodemasse til boltehullet er meget enkelt. Når boltetrekkingsmekanismen (4) er innrettet over en anodebolt og har trukket denne opp, er påfyllingsanordningen innrettet slik at det finnes kun to arbeidsstillinger for rørenes utløp. Operatøren trykker på en knapp for valg av enten ytre eller indre bolterekke og rørene beveges automatisk fra parkeringsstilling til boltehullet. Når denne posisjon er nådd, startes automatisk mate-skruen (12) under siloen (1) og den riktige mengde av massen chargeres opp i hullet. Deretter returnerer rørene til sin parkeringsstilling slik at betjeningen er redusert til å trykke på en av de to impulskna.pper på kontrollpanelet (ikke vist på figurene).

Rørenes posisjon til enhver tid indikeres av en posisjons-føler, f.eks. et servopotensiometer (ikke vist på figurene) tilkoblet føringsarmen (24) i sporet (31) til styringsplaten (30) som styrer bevegelsen av det ytre røret. Måleverdier sammenlignes elektronisk med en ønsket (valgt) verdi, i dette tilfelle en gitt motstand som vedkommende impulsknapp kobler inn. Resultatet av sammenligning med rett fortegn styrer et balanseservorelre som i sin tur styrer oljetilfør.selen til den hydrauliske sylinder (27).

Fortrinnsvis anordnes apparatet til boltetrekkingskranen i

dobbelt utførelse (ikke vist på figurene), slik at anoden på begge sider av kranen kan betjenes. Spesiell sikkerhetsdetalj ved apparatet er et automatisk valg av den riktige operative side koblet til posisjon av kranførers svingbare stol i kabinen.

Claims (2)

1. Apparat for fylling av anodemasse i et boltehull, som oppstår under trekking av anodebolter på en vertikal Søderberg-anode i elektrolyseceller for fremstilling av aluminium, anordnet en boltetrekkingskran og omfattende en silo for oppbevaring av anodemassen, en doseringsanordning og en bevegelig påfyllings-anordning, karakterisert ved at påfyllingsanordningen omfatter minst to sammenkoblede og i forhold til hverandre svingbare rør (21, 22) anordnet med hellingsvinkel større enn anodemassens rasvinkel under en høytliggende silo (1), og hvor rørene er tilknyttet en styringsanordning omfattende en føringsarm (24) med en tapp (34) ledet i en styringsplate (30) og et stag (25) for synkronisering av rørenes innbyrdes bevegelse under automatisk posisjonering av rørenes utløp over boltehullet (52).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at rørene er utstyrt med en anordning (29) for innblåsing av trykkluft til rørene i medstrøm med den tilførte anodemasse.