NO146189B - Anordning for fremstilling av kunst-kull-formlegemer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for fremstilling

av kunstkull-formlegemer som skal finne anvendelse som elektroder i aluminiumelektrolyse. Slike kunstkull-formlegemer består av en syntetisk blanding av koks, tilslags-stoffer og bindemiddel. Fremstillingen av slike kull-legemer skjer for tiden mest ved blokkpressing, ekstrudering eller stamping. Vanligvis brennes deretter formlegemene i en ovn.

I aluminiumsindustriens stadig ekspanderende utvikling, som

går i retning av stadig større elektrolyseovnsenheter, benyttes nødvendigvis også kunstkull-formlegemer av større og større dimensjoner. Innretningene for fremstilling av slike store formlegemer i henhold til de nevnte konvensjonelle metoder krever stadig større investeringer som etter hvert blir u-økonomiske. Foruten de nevnte konvensjonelle, anvendte metoder har det i lengre tid vært kjent å forme slike legemer ved rysting, både når det gjelder de hittil vanlige størrelser såvel som legemer som egner seg for større dimensjoner.

Fremstilling av formlegemer ved rysting eller vibrasjon anvendes på flere områder, f.eks. i bygningssektoren for betong,

i støpeteknikk for formsand, i den keramiske industri, osv. Slike metoder byr på fordelen ved enkle installasjoner og dessuten kan formatendringer utføres på en enkel måte.

For fremstilling av kunstkull-elektroder har det allerede i de siste 20 år vært foreslått rystemetoder, som f.eks. vibrering og banking med lave til høye frekvenser. Det er således be-skrevet en bankeinnretning hvor bunn og mantel av hensyn til oppvarming eller kjøling er utført dobbeltvegget, og hvor det på den ifylte masse legges et oppvarmbart lokk. Ved hjelp av dette lokk kan det utøves et betydelig trykk på massen.

I den senere tid er det blitt kjent et annet forslag hvor grunntrekkene i den nevnte eldre kjente innretning går igjen, dvs. hvor mantelen likeledes er fastspent til rystebordet.

De regulerte svingninger i et frekvensområde på 20 til 30 Hz tilveiebringes ved et i rystebordet innebygget ubålanselegeme.

Toppvekten legges løst på materialet.

Denne innretning oppviser imidlertid den ulempe at den

har et stort energiforbruk og høy slitasje så snart større enheter skal fremstilles. Årsaken til det store energiforbruk er at hele formen rystes. Slitasjen i formen oppstår gjennom toppvekten som ifølge sitt relativt høytliggende tyngdepunkt har en høy frihetsgrad og beveges frem og tilbake mellom formveggene på grunn av den intense rysting av massen. Dessuten utøver toppvekten under rysteprosessen et konstant trykk på massen for oppnåelse av den forønskede komprimering ved rysteprosessens slutt, hvilket imidlertid motvirkes av unnvikende innesluttede gasser.

Oppfinnelsen går ut på en anordning hvormed ulempene ved

de hittil kjente rystemetoder og -anordninger elimineres. Oppfinnelsen går således ut på en anordning for fremstilling av kunstkull-formlegemer og omfattende en form for opptagelse av den kunstkull-masse hvorfra formlegemene skal dannes,

hvor bunnen i formen er utformet som rystebord og hvor formen videre omfatter en dekkplate som kan heves og senkes i forhold til formen for øvrig og er forbundet med en trykkgenerator og det særegne ved anordningen består i at dekkplaten med trykkgeneratoren samt en fylleanordning for innføring av kunstkullmassen i formen er anordnet på en felles ramme eller vogn og at rammen eller vognen kan beveges i forhold til formen slik at avvekslende dekkplaten og fylleanordningen ligger på linje med formen.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen skal belyses nærmere under henvisning til vedføyde tegninger som fremstiller fire utføreIsesformer. Fig. 1 og 2 en første variant av anordningen hvor mantelen understøttes sideveis og hvor det ovenfra-virkende trykk frembringes ved hjelp av en trykk-sylinder, idet fig. 1 viser anordningen under, og figur 2 etter rysteprosessen i sist-nevnte tilfelle med lokk og mantel trukket opp. Fig. 3 viser en variant hvor mantelen er svevende opphengt.

Fig. 4 viser nok en variant hvor den ovenfra-virkende,

økende trykk-kraft utelukkende frembringes på dynamisk vei ved vibrasjon.

Figurene 5 og 6 viser, i to forskjellige arbeidsstillinger,

en ytterligere variant av anordningen hvor form-mantelen kan senkes ned under rystebordet, såvel som sideveis for-skyvbare førings-trykkfrembringende og utforingsaggregater.

Ved den anordning som er vist i fig. 1 og 2 består formen

for opptagelse av kunstkull-massen som skal fortettes, av en mantel 1 samt et rystebord 2, som er uavhengig av mantelen og fritt bevegelig i denne. Dette rystebord 2 er opplagret på fjærer 3 og bærer på sin underside en svingningsgenerator 4, som kan drives av f.eks. elektromagnetiske vibratorer, pneumatiske rysteinnretninger eller elektriske ulikevekt-motorer eller av et ulikevektelement som drives på egnet måte av en derunder stående motor. Ved denne utførelsesform støtter mantelen 1 seg på en sokkel 5, eventuelt under mellomlegg av svingninsdempere 6.

Om nødvendig kan det være innebygget føringer slik at mantelen sentreres i sin stilling i forhold til bordet.

I formen, som dannes av mantelen 1 og rystebordet 2, fylles kunst-kullmassen 7 som skal fortettes. På denne masse ligger et lokk 8 som er fritt bevegelig i mantelen. Til dette lokk er festet den nedre ende av stampelstangen 9 til en dobbelt-virkende sylinder 10. Sylinderen 10 og stempelstangen 9

er så lange at lokket kan heves tilstrekkelig høyt opp til å muliggjøre fylling av formen og dessuten etter fullført komprimering å tillate opptrekking av mantelen 1 til over den formede gjenstand, slik det er vist i fig. 2.

For opptrekking av mantelen 1 er.denne på sidene forsynt

med haker 12 som kan svinges inn over lokket. Sylinderen 10 er festet til en portallignende rammekonstruksjon 13.

Alt etter lokkets størrelse kan det anordnes flere slike trykk- og trekk-systemer, Hele anordningen kan være bygget opp på en fundamentramme 14 som ligger på gulvet 16 med mellomliggende svingningsdempere 15.

For at de over kunstkullmassen 7 på lokket 8 overførte svingninger ikke skal meddeles stempelstangen 9, er det hensiktsmessig å bygge inne en svingningsdemper 17 mellom lokket og stempelstangen. Dessuten foreligger også den mulighet å forsyne lokket 8 med en svingningsgenerator 18.

Utførelsesvarianten i helhold til fig. 3 skiller seg fra den

i fig. 1 og 2 ved at mantelen 1 ikke støtter seg på sokler, men henger i tau 19 eller Gall-kjettinger som er ført over venderuller 20 og belastet i sine frie ender med vekter 21. Ved hjelp av en lås-anordning 22 sørges det for at mantelen 1 inntar den riktige høydestilling for innfylling av massen som skal fortettes. Deretter kan låseanordningen koples ut og mantelen kan innstille seg fritt i høyderetningen under rysteprosessen i overensstemmelse med de mellom mantelen og massen opptredende friksjonskrefter.

Ved varianten i henhold til fig. 4 tilveiebringes det ovenfra på lokket 8 virkende trykk utelukkende ved hjelp av svingnings-generatoren 18. For opp- og nedadrettet bevegelse av lokket er det anordnet tau- eller kjedetrekk 19'. Lokkets vekt utlignes ved hjelp av motvekter 21'.

De beskrevne innretninger drives på følgende måte:

I den ovenfor åpenstående form fylles ved opptrukket lokk en nøyaktig avveiet mengde av en plastisk blanding bestående av kokspulver, tilslagsstoffer og bindemiddel, f.eks. bek, temperatur på ca. 100 til 180°C. Derpå senkes lokket ned på denne masse og den i rystebordet anbragte svingningsgenerator innstilles. Den beskrevne opphengning av lokket gjør det mulig å utøve et svakt trykk på massen ved begynnelsen av rysteprosessen, slik at den i massen innesluttende luft såvel som bekdamper kan unnvike. Ved virkningen av de gjennom bunnen overførte svingninger faller massen hurtig sammen. Straks ved begynnelsen, dvs. i de første sekunder av rysteprosessen, blir det ved hjelp av trykkfrembringende anordninger, f.eks. sylinderen 10 i fig. 1-3, utøvet et til-tagende trykk på lokket og dermed også på massen, hvilket trykk stiger til en spesifikk verdi på noen kg/cm 2. Rysteprosessen fortsetter til formlegemet har oppnådd den for-ønskede tetthet.

Spesielt når det skal fremstilles relativt høye formlegemer, forplanter de fra rystebordet frembragte svingninger seg eventuelt ikke over kullmassens samlede høyde. Det er da spesielt fordelaktig å la svingninger innvirke på lokket over godset som skal formes. Derunder er det hensikts-

messig at disse svingninger ikke oppviser den samme karak-teristikk som de som utgår fra bunnen. I så fall vil det oppstå blandings-tDg resonanssvingninger som forplanter seg over hele formlegemets volum.

Komprimeringen kan dessuten påvirkes gunstig ved at massen utsettes for svingninger gjennom mantelveggene, idet vesent-lige horisontalt virkende svingninger. Ved avlange blokkforma-ter er det for det meste tilstrekkelig å anordne sidevibrato-rene i det midtre område av mantelens langsgående vegger.

Når rysteoperasjonen er avsluttet, slik som vist i fig. 2, heves mantelen opp slik at formlegemet kan skyves ut sideveis. For tilfelle av at formlegemet har klemt seg fast i mantelen, kan man la trykket på lokket virke fortsatt under opptrekk-ingen av mantelen. For dette formål løftes mantelen lett opp nedenfra ved hjelp av en hjelpeinnretning.

En annen mulighet hvor man til å begynne med anvender et lavt trykk og deretter et forhøyet trykk for fortetningav massen,

er vist i henhold til utføringsformen i fig. 4. I begynnelsen av rysteprosessen blir bare det relativt lett utformede lokk anbragt på massen. Etter noen sekunder setter man vibra-sjonen igang og lar denne arbeide med stadig økende ulikevekt.

Det av lokkets vekt frembragte trykk blir derved overlagret

et stadigstørre dynamisk trykk. Hvis det til å begynne med kun ønskes et meget lavt trykk, kan lokkets vekt delvis kompenseres gjennom opphengningsmekanismen.

De i fig. 5 og 6 illustrerte modifikasjoner av anordningen

er i forhold til de tidligere beskrevne i høyere grad mekani-sert. Rystebordet 2 er anbragt så høyt over gulvet at form-mantelen 1 etter fullført rysteprosess og ferdig-fremstilling av kull-formlegemet kan senkes ned under rystebordets nivå

(fig. 6). Dette kan utføres ved hjelp av egnede mekaniske, hydrauliske eller pneumatiske anordninger 23. På høyde med rystebordet og tilsluttet dette er det anordnet en rulle-bane 24 for borttransport av det ferdige formlegeme.

I rammestativet befinner seg i den nødvendige høyde over rystebordet en eller flere løpeskinner 25 hvor et kjørbart aggregat bestående av mate-*-beholderen 26, den hydrauliske, opp-ned bevegelige utstøter 27 og det i likhet med i fig. 1 og 2 likeledes opp-ned-bevegelige lokk 8 ved hjelp av et egnet middel 28, for eksempel en hydraulisk innretning, kan beveges frem og tilbake.

Over dette kjørbare aggregat er det i rammestativet 13 anordnet en veiebeholder 29 og et støttehode 30. I førstnevnte fylles kunstkull-masse og når den forønskede vekt er oppnådd, tømmes innholdet i veiebeholderen ned i matebeholderen 26

som på dette tidspunkt befinner seg under veiebeholderen. Støttehodet 30 tjener til å holde tilbake lokkets manøvrerings-mekanisme 9, 10 under rysteoperasjonen og overfører de under denne operasjon opptredende reaksjonskrefter til stativrammen.

For å sørge for en uhindret frem- og tilbake-bevegelse av

det kjørbare aggregat er under stillstand, dvs. når det ikke finner sted noen kompresjon, støttehodet 30 og den øvre front-flate av lokkets bevegelsesmekanisme 9, 10 adskilt med et mellomrom (se fig. 5). For at den ende av det kjørbare

aggregats stativ 32 og opphengt ved hjelp av en fjær 31. Under stillstand når lokket 8 ikke utøver noe presstrykk

på kullmassen, tillater denne fjær 31 en lettere synkning av lokket og dets drivmekanisme ved egen vekt, hvorved det nevnte mellomrom mellom støttehodet 30 og mekanismen 9, 10 kommer istand. Blir lokket 8 anbragt på kullmassen og trykket nedad av stempelstangen 9, så hever sylinderen 10 seg først til den med sin toppflate ligger an mot støttehodet 30 og holdes fast der slik at ytterligere trykk på lokket kommer til virkning på kullmassen. Stopper presstrykket og heves lokket, så synker lokket 8 og dets drivmekanisme 9, 10

påny ned, i den utstrekning fjæren 31 tillater det, og kon-takter mellom støttehodet og drivmekanismen opphører.

Arbeidsforløpet er ved denne utførelsesform av oppfinnelsen følgende:

Det kjørbare aggregat inntar vekselvis de to stillinger vist

i fig. 5 og 6. I arbeidsstillingen i fig. 5 skjer den egentlige fortetningsprosess ved rysting. Lokket 8 senker seg ned på kullmassen i formen og rysteoperasjonen begynner. Under denne operasjonen befinner matebeholderen 26 seg

under veiebeholderen 29 som har tømt sitt innhold i først-nevnte. Etter fullført rysteprosess løftes lokket 8 opp, mantelen 1 senkes og utstøteren 27 senkes samtidig ved den ene side av formlegemet. Aggregatet kjører så mot den annen side av anordningen til den stilling som er vist i fig. 6, hvorved utstøteren 27 skyver formlegemet ut på rullebanen 24. Mantelen 1 og utstøteren 27 skyver formlegemet ut på rullebanen 24. Mantelen 1 og utstøteren 27 heves påny opp, hvoretter matebeholderen 26 tømmer seg i formen. Aggregatet kjører påny tilbake til arbeidsstillingen i henhold til fig. 5 og operasjonssyklusen begynner påny.

Ved alle de beskrevne utførelsesformer av oppfinnelsen består den mulighet å utforme mantelen svakt konisj, f.eks. med en konisitet på 0,1-1%. Konisens minste side blir da rettet i den retning hvorfra den trekkes bort fra det ferdige formlegeme. Dette letter tømming av mantelen.

Overfor det kjente hr oppfinnelsen fremfor alt den fordel

at rystebordet ikke må rystes sammen med form-mantelen og derfor kan det anvendes vibratorer med betraktelig mindre drivkraft. Da form-mantelen og rystebordet dess-

uten er uavhengig av hverandre, idet det ikke forekommer noen fast forbindelse mellom dem som er utsatt for trett-hetsbrudd, er anordningen utsatt for langt mindre slitasje.

Presstrykket på lokket er regulerbart etter behag.

Ved anbringelse av vibratorer på lokket og eventuelt på form-mantelen kan det tilveiebringes hvilke som helst svingningsblandings-frekvenser som påvirker kunstkull-

massen i gunstig retning.

Modifikasjonene i henhold til fig. 3 og 4 med frittsvevende mantel har dessuten den fordel at de mellom kullmassen og mantelen fritt kan innstille seg i høyden i samsvar med de under komprimeringen opptredende friksjonskrefter.

Den ved modifikasjonene i henhold til fig. 5 og 6 gitte mulighet til å trekke mantelen bort nedenfra gjør det mulig å frembringe formlegemer med lik konisitet som ved den kjente fremstillingsmåte ved ren pressing. Denne form på blokkene er av betydning ved innføring i brennovnen og ved uttak derfra med automatiske tenger. Utformingen av anordningen i henhold til disse varianter gjør det mulig å la forskjellige operasjonsfaser, f.eks. fylling av veiebeholderen og tilsluttet fylling av matebeholderen samt komprimering av formlegemene, forløpe samtidig. Dette forhøyer i betraktelig grad anordningens yteevne.

Claims (1)

1. Anordning for fremstilling av kunstkull-formlegemer som skal tjene som elektroder for aluminiumelektrolyse, omfattende en form (1,2,8) for opptagelse av den kunstkull-masse hvorfra formlegemene skal dannes, hvor bunnen (2) i formen er utformet som rystebord og hvor formen videre omfatter en dekkplate (8) som kan heves og senkes i forhold til formen for øvrig og-er-forbundet med en trykkgenerator,karakterisert ved at dekkplaten (8) med trykkgeneratoren (9, 10) samt en fylleanordning (26) for innføring av kunstkull-massen (7) i formen (1, 2, 8) er anordnet på en felles ramme eller vogn (32) og at rammen eller vognen (32) kan beveges, i forhold til formen (1, 2,,) slik at avvekslende dekkplaten (8) og fylleanordningen (26) ligger på linje med formen.