NO160148B - Opphengingsanordning for anodebjelker i celler for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium. - Google Patents

Abstract

Opphengingsanordning for anodebjelker (1) i ovner for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium.Anordningen omfatter to jekker (7) som er anordnet langs senterlinjen av anodebjelken (1), mellom denne og anodeoverbygget (9). Bjelken (1) kan heves og senkes ved hjelp av disse to jekker som enten er separat eller felles drevet.For å hindre at anodebjelken skal kunne vri seg om sin lengdeakse er det anordnet en torsjonsanordning (6) mellom bjelken og anodeoverbygget.Videre er det anordnet en mekanisk styring (13,14) som skal kunne ta opp sidekrefter som virker på anodebjelken.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en opphengsanordning for anodebjelker i ovner for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium. En celle for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium består av et flatt kar, foret med karbonblokker. Karbonblokkene i bunnen tjener som katode, mens anoden, som også består av karbon - oftest av mange blokker - henger i såkalte anodehengere som igjen er festet med klemmer til en anodebjelke for elektrisk og mekanisk tilkobling. De enkelte karbonblokker i anoden kalles ofte anodekull.

Under elektrolysens gang vil de utskilte gasser fortære anodene fra undersiden og for å holde en konstant avstand til katoden må anodebjelken med anodene senkes. Anodebjelken har et visst reguleringsområde, og når anodebjelken er kommet til det lav-este punkt i reguleringsområdet, må alle anodehengerne løsnes fra anodebjelken og festets midlertidig til en såkalt krys-ningsbjelke mens anodebjelken heves til sin høyeste stilling og anodehengerne klemmes fast til anodebjelken i dennes nye stilling.

I en moderne elektrolysecelle på opptil 250 K ampere kan vek-ten av anodekonstruksjonen komme opp i 35 tonn og lengden av anodebjelken kan være ca. 11 m. Det sier seg selv at med disse dimensjoner blir hele anodeoverbygget en stor og kostbar konstruksjon. Anodebjelken skal kunne reguleres opp og ned ved en ren parallellføring eller vippes for å oppnå en skjev stilling. Denne regulering foregår på forskjellig måte ved hjelp av jekker som anodebjelken er hengt opp i. Opphengsanordningene bygges idag på forskjellig måte som grovt kan inndeles i tre forskjellige metoder.

A. Fire separate jekkenheter som to og to drives av samme motor og er montert i hvert sitt hjørne av anodebjelken. Jekkenhetene er igjen opphengt i separate byggkonstruk-sjoner stående enten på kortenden av elektrolysecellen eller direkte på et selvbærende anodeoverbygg. (Dersom det benyttes en felles motor i stedet for to separate, mister man vippefunksjonen).

B. To separate jekkenheter drives med hver sin motor og enheten står montert på hallgulvet i elektrolysecellens senterlinje ved elektrolysecellens kortende og jekkene

trykker anodebjelken oppover.

f

C. En enkelt jekkenhet med motor er montert i den ene enden av anodeoverbygget og styrer to mekanismer (en på hver side av anodeoverbygget og hver festet til den ene av de enkelte bjelkene som anodebjelken er sammensatt av) som fungerer slik at når jekken beveger seg opp eller ned, fører dette til ren vertikalbevegelse for anodebjelken. (Denne løsningen gir ikke mulighet for vipping) .

Svakheter ved eksisterende løsninger:

Løsning A oppfyller alle funksjonskrav, men ved svært lange ovner blir den mekaniske belastningen på anodebjelken ugunstig slik at denne blir urimelig tung dersom den skal være tilstrek-kelig deformasjonstabil.

Løsning B har samme svakheter som løsning A og krever dessuten sideveis styring av anodebjelken.

Løsning C muliggjør en gunstig plassering av opphengningspunktene mellom anodebjelken og mekanismen slik at optimal mekanisk dimensjonering av anodebjelken kan foretas. Løsningen mangler imidlertid mulighet for vipping som benyttes ved auto-matisk "blusstaking", og det vil si å oppheve anodeeffekten som oppstår ved normal drift av en elektrolysecelle for aluminium.

Med foreliggende oppfinnelse tas sikte på å fremskaffe en opphengningsanordning som tillater en optimalisering av opphengningspunktene for anodebjelken slik som i løsning C, samtidig som muligheten for vipping av anoden beholdes.

Dette oppnås ved hjelp av en opphengningsanordning som er karakterisert ved de trekk som fremgår av foreliggende søknads krav 1.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er omtalt i de uselv-stendige krav 2-4.

Oppfinnelsen skal nå forklare nærmere under henvisning til vedføyde tegninger, hvor

fig. 1 viser, delvis i snitt, en anodebjelke med en opphengningsanordning i følge oppfinnelsen sett fra siden,

fig. 2 viser samme sett ovenfra, og

fig. 3 viser et noe forstørret tverrsnitt av anodebjelken og opphengningsanordningen ved linjen A-A i fig. 1.

Anodebjelken 1 består av en rammekonstruksjon som omfatter

to parallelle enkeltbjelker 10, 11 av aluminium som er belig-gende over en elektrolysecelle, i lengderetningen av denne.

De to enkeltbjelkene er forbundet med hverandre ved hjelp av tverrforbindelser 12 som er anordnet ved bjelkenes ender og, avhengig av bjelkenes 10, 11 lengder, på et eller flere steder i bjelkens lengderetning. I eksemplet vist i figurene er bjelkene 10, 11 forbundet med hverandre ved hjelp av 4 slike tverrforbindelser eller tverrdragere 12.

Anodekullene er festet til de to enkeltbjelkene 10, 11 i to parallelle rader, via anodehengere (ikke vist). Etter hvert som anodekullenes nedre ender forbrukes vil således nytt anodekull kunne tilføres ved å senke anodebjelken.

Opphengningsanordningen beveger anodebjelken 1 i vertikal retning og overfører kreftene fra denne til en selvbærende stålkonstruksjon, det såkalte anodeoverbygget 9, som igjen enten er opplagret på katodekassen eller uavhengig av denne på en separat bygningskonstruksjon.

Opphengningsanordningen omfatter to jekkenheter 7 som ved sine nedre ender er dreibart festet til hver sin mellom enkeltbjelkene 10, 11 tversgående akslinger 8, og ved sine øvre ender er festet til anodeoverbygget 9. Akslingene er plassert i slik avstand fra hverandre på anodebjelken at belastningen på jekkene blir mest mulig lik og at strekk- og bøyespenningene i enkeltbjelkene 10, 11 blir lavest mulig.

Av dette skulle det også følge at jekkenhetene 7 er anordnet

i det vertikale symmetriplanet for enkeltbjelkene 10, 11.

Jekkenhetene er separat eller felles drevet og er innrettet til å kunne bevege anodebjelken 1 i vertikal retning ved en parallell bevegelse såvel som en vippebevegelse.

For å hindre at anodebjelken skal kunne vri seg om sin lengdeakse, er det ved endene av denne anordnet torsjonsanordninger 6. Torsjonsanordningene 6 består av toleddede armer 4, 5 som hver ved sine respektive ene ender 2 er dreibart forbundet med hver sin ende av anodebjelkens 1 enkeltbjelker 10, 11 og ved sine respektive andre ender er fast forbundet med hver sin ende av en torsjonsaksling 3 som er roterbart opplagret om sin lengdeakse på anodeoverbygget 9.

Torsjonsanordningene 6 virker slik at når anodebjelken blir skeivbelastet og tenderer til å vri seg om sin lengdeakse,

vil armene 4 på den ene side bli dyttet mot armene 5 på samme side og bevirke at torsjonsakslingen 3 roterer. Noe som igjen bevirker at tilsvarende armer 4, 5 på den andre siden av bjelken påvirker denne tilsvarende.

Ved lange elektrolysecellekonstruksjoner kan det være aktuelt også å anordne torsjonsanordninger på andre steder langs bjelken 1 og ikke bare ved endene av denne. Dette anses imidlertid å representere et fagmessig valg utfra styrke- og størrelsesmessige vurderinger.

For å kunne ta opp sidekreftene på anodebjelken 1, er det anordnet en mekanisk styring av anodebjelken mot anodeoverbygget 9. Denne kan være i form av ruller som er opplagret på bjelken, f.eks. ved hvert hjørne av denne, og som ruller mot vertikalt anordnede rulleflatter på anodeoverbygget. Eller den kan være i form av "glidemeier" 14 anordnet på bjelken som glir mot vertikale glideflater eller føringer 13 anordnet på anodeoverbygget 9.

Claims (4)

1. Opphengningsanordning for anodebjelker (1) i ovner for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium, hvor anodebjelken (1) er hev- og senkbar ved hjelp av jekker (7) som er anordnet mellom den enkelte anodebjelke (1) og anodeoverbygget (9) i ovnene, karakterisert ved at anodebjelken (1) er hev- og senkbar ved hjelp av 2 jekker (7) som er anordnet langs senterlinjen av anodebjelken (1) og at det mellom anodebjelken (1) og anodeoverbygget (9) er anordnet torsjonsanordninger (6) som hindrer at anodebjelken vrir seg om sin lengdeakse, samt sidestøtte-anordninger (13,14) som er innrettet til å oppta anodebjelkens sidekrefter.

2. Opphengningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at torsjonsanordningene (6) omfatter toleddede armer (4,5) som hver ved sine respektive ene ender (2) er dreibart forbundet med hver sin side av anodebjeikens ender og ved sine respektive andre ender er fast forbundet med hver sin ende av en torsjonsaksling (3) som er roterbart opplagret om sin lengdeakse på anodeoverbygget (9).

3. Opphengningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at sidestøtteanordningene utgjøres av ruller som er opplagret på bjelken og som ruller mot vertikalt anordnede rulle-flater på anodeoverbygget (9).

4. Opphengningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at sidestøtteanordnigene utgjøres av glideanordninger i form av glidemeier (14) anordnet på bjelken og som glir i vertikale glidespor eller føringer (13) anordnet på anodeoverbygget (9).