NO163142B - Fremgangsmaate og anordning ved utskiftning av anoder. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved utskifting av anoder i celler for smelteelektrolyttisk fremstilling av aluminium ifølge Hall-Heroult prosessen som angitt i ingressen til foreliggende søknads krav 1.

Industriell fremstilling av aluminium skjer ved elektrolyse av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt med mindre meng-der tilsatsstoffer, hovedsakelig aluminiumfluorid og kal-siumfluorid, ved temperaturer i området 950 - 970°C. Ved den såkalte Hall-Heroult prosessen, oppkalt etter oppfin-neren, dannes aluminium i flytende fase og samles på cellens katodebunn, slik at overflaten av aluminiumet danner den egentlige katoden. Karbonanoder, laget av petrolkoks og bek, er neddykket i smeiten som vanligvis er kalt badet. På under-siden av disse "forbrente" anodene spaltes aluminiumoksydet under dannelse av oksygen, som umiddelbart reagerer med kar-bonet i anoden og danner gassformig karbondioksyd.

Vanligvis finnes ca. 20 slike "forbrente" anoder i en elektrolysecelle, og siden disse anodene forbrukes gradvis, må en anode skiftes etter, ca. 20 - 24 døgns funksjonstid. Hver celle får dermed omtrent ett anodeskift hver dag.

Smeltebadet er dekket av en skorpe av stivnet smelte samt et aluminiumsoksydsjikt ovenpå skorpen. Siden anodene strekker seg ned i smeiten, vil skorpen være beliggende inn til og delvis være "fast" forbundet med anodene ved at smeiten har scørknet på sidene av disse. Når anodene er oppbrukte (ned-brente), kan sogar anodene være helt eller delvis tildekte av størknet smelte på oversiden.

Ved anodeskifte må således de brukte anodene "frigjøres" fra skorpen før de tas ut. Dette blir i vesentlig grad gjort ved å slå ned skorpen rundt anodene. I noen grad blir også anodene trukket ut, uten på forhånd å ha "frigjort" dem fra skorpen. I begge tilfeller vil imidlertid større eller mindre deler av skorpen, eventuelt også anodene, falle ned i bunnen av cellene. Disse klumpene vil, dersom de blir liggende, skape problemer og forstyrrelser under driften av cellene og må derfor tas ut. Arbeidet mad å fjerne klumpene medfører merarbeid og dermed en merutgift ved produksjon av aluminium. Det er dessuten en fare for at ikke alle klumpene blir fjer-net, noe som igjen kan føre til driftsproblemer/-forstyrrelser.

Det er med foreliggende oppfinnelse kommet frem til en fremgangsmåte ved utskifting av anoder i celler for smelteelektrolyttisk fremstilling av aluminium og en anordning for ut-førelse av fremgangsmåten som ikke er beheftet med oven-nevnte ulemper.

Oppfinnelsen erkarakterisert vedde trekk som fremgår av de vedheftede krav 1 og 2. Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene 3-7.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til tegningsfigurene hvor: Fig. 1 viser en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i form av en skorpekutteranordning, sett fra siden. Fig. 2 viser et horisontalsnitt av skorpekutteranordningen

etter linjen A-A i Fig. 1.

Fig. 3 viser en alternativ utforming av et skorpekutter-skjær, og Fig. 4 viser en skorpekutter påmontert et kjøretøy som er

oppstilt ved siden av en elektrolysecelle.

Som nevnt i det foranstående, må anodene etter hvert som de brukes opp, utskiftes medhye anoder. Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse går ut på at det før uttak av den brukte anoden som skal utskiftes lages et gjennomgående kutt 21 (Fig. 4) i skorpen rundt anoden, så nær inntil denne som praktisk er hensiktsmessig.

I Fig. 1 og 2 er det vist en anordning for utførelse av fremgangsmåten i form av en skorpekutteranordning 1. Som det fremgår, består denne skorpekutteranordning av et skjær 20 som er dreibart anordnet på ytterenden av en teleskopanordning 2 ved hjelp av sylinder-/stempelanordningen 9, 10. Teleskopanordningen er i det her viste eksempel tredelt og omfatter et innerteleskop 3, et mellomteleskop 4 og et yttertele-skop 5. Mellomteleskopet og ytterteleskopet kan skyves inn og ut ved hjelp av sylinder-/stempelanordninger 6 respektive 7. Selve teleskopanordningen 2 er dreibart opplagret om sin lengdeakse i en hus- eller rarnmekonstruksjon 8, og huskon-struksjonen 8 er igjen anordnet hev- og senkbar ved hjelp av fremre og bakre parallelstag, 11 h.h.v. 12, samt en stempel/ sylinderanordning 13. Skorpekutteranordningen er således hev-og senkbar og kan være anordnet på et kjøretøy 14 som nærmere vist i Fig. 4, eller en krankonstruksjon (ikke vist). Skorpekutterskjæret 1 består av en stålplate,18 som er for-synt med en fremre, delsirkulær egg 15 og en bakre, skrå egg 16. Alternativt kan skjæret være utformet som vist i Fig. 3, hvor eggen 17 er halvsirkulær. Stålplaten 18 er forbundet med en dreietapp 19, og er via denne dreietapp innstillbar i begge sideretninger i en vinkel^ fjå minst 90°. Dreiebevegelsen for skjæret kan, som tidligere nevnt, frembringes ved hjelp av to stempel-/sylinderanordninger 9, 10. Andre innretninger for dreiing av skjæret kan imidlertid også være aktuelle, som f.eks. en motor-/tannhjuloverføring e.l.

Fig. 4 viser en skorpekutter 1 i henhold til oppfinnelsen påmontert et kjøretøy 14. Kjøretøyet 14 er oppstilt ved siden av en elektrolysecelle. Bare en del av elektrolysecellen er her vist, og av praktiske grunner og for oversiktens skyld er anodebjelken, strømforbindelsene, anodeoverbygget etc. ikke inntegnet.

Skjæringen av skorpen langs anodenes langsider skjer ved at skjæret 20 (eggen 15, 16, 17) først presses gjennom skorpen og deretter, ved å føre teleskopanordningen ut eller inn (av-hengig av hvor skjæringen starter), føres i lengderetningen av anodene. Ved kortsidene av anodene, skjæres imidlertid skorpen på følgende måte: Teleskopanordningen føres ut til en posisjon hvor enden på denne overenstemmer med den ytre eller indre ende på anoden som skal tas ut. Deretter innstilles skjæret 20 i en vinkel på 90° i forhold til teleskopanordningens lengdeakse.

Den her omtalte posisjon er vist i Fig. 4. Skjæringen kan nå gjennomføres ved å vri teleskopanordningen og dermed skjæret mot høyre, eller ved å senke teleskopanordningen slik at eggen på skjæret presses ned gjennom skorpen. Siden lengden på skjæret er kortere enn lengden på anodenes kortside, må til-svarende skjæreoperasjon gjennomføres fra den andre siden av anoden.

Etter at skorpen er kuttet helt rundt anoden, kan den brukte anoden tas ut og ny anode settes inn.

Ved den her beskrevne skjæremetode, unngås at skorpeklumper faller ned i cellen. Derved unngår man etterfølgende opprensk-ning og eventuelle driftsforstyrrelser og problemer som følge av eventuelle gjenværende skorperester i bunnen av cellen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved utskifting av anoder i celler for smelteelektrolyttisk fremstilling av aluminium ifølge Hall-Heroult prosessen, hvor hver celle består av en katode som rommer et smeltebad bestående av aluminiumoksyd oppløst i smeltet kryolitt og hvor det over katoden er anordnet en eller flere karbonanoder (22) som strekker seg gjennom en smelteskorpe og er delvis neddykket i smeltebadet, karakterisert vedat det umiddelbart før uttak av den brukte anoden som skal utskiftes lages et gjennomgående kutt (21) i skorpen rundt anoden, så nær inntil denne som er praktisk hensiktsmessig.

2. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved en skorpekutter (1) omfattende et skjær (20) som er dreibart anordnet om en vertikal akse på ytterenden av en teleskopanordning (2) e.l., hvilken teleskopanordning (2) ved sin indre ende er anordnet roterbar i begge retninger om sin lengdeakse i en hus- eller rammekonstruksjon (8) som i seg selv er hev- og senkbar.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert vedat skjæret (20) utgjøres av en stålplate (18) som er for-synt med en egg (15, 16, 17).

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert vedat eggen er todelt og omfatter en fremre, delsirkulær egg (15) og en bakre, skrå egg (16).

5. Anordning ifølge krav 3, karakterisert vedat eggen (17) er halvsirkulær.

6. Anordning ifølge krav 2, karakterisert vedat skorpekutteren (1) er anordnet på et kjøretøy (14) og er hev- og senkbar ved hjelp av parallellstag (11, 12) og en stempel-/sylinderanordning (13).

7. Anordning ifølge krav 2, karakterisert vedat skorpekutteren er anordnet på og/eller er forflyttbar ved hjelp av en krananordning f.eks. traverskran.