NO316162B1

NO316162B1 - Method and plant for compacting material

Info

Publication number: NO316162B1
Application number: NO20020744A
Authority: NO
Inventors: Dag Herman Andersen; Lars Magne Bjoerbekk
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-12-22
Also published as: NO20020744L; CA2474878C; DE60314846T2; AU2003206268B2; CA2474878A1; EP1476288A1; CN100415470C; AR038838A1; NO20020744D0; AU2003206268A1; RU2004127440A; ES2289259T3; IS7397A; DE60314846D1; ATE366648T1; WO2003068468A1; RU2311986C2; CN1633354A; EP1476288B1; BR0307353A

Description

Foreliggende oppfinnelse relateres til en fremgangsmåte og et anlegg for kompaktenng av materiale Nærmere bestemt relateres oppfinnelsen til vibrering av "grønn masse" i en formingsprosess for tildannelse av formlegemer til fremstilling av elektroder for smelteindustn, særlig aluminiumselektrolyseindustnen The present invention relates to a method and a plant for the compaction of material. More specifically, the invention relates to the vibration of "green mass" in a forming process for the formation of shaped bodies for the production of electrodes for the smelting industry, in particular the aluminum electrolysis industry

Slike elektroder, og av disse spesielt anoder, tildannes ved at den "grønne masse" underlegges kompaktenng i en vibrasjonsanordning som kan bestå av en formkasse med bunn og sidevegger anbrakt på et bord, samt et lodd som tillates å glideforskyves nedad mellom formveggene (formkas-sens sidevegger) I markedet finnes primært tilgjengelig to typer av vibrasjonanlegg for forming av anoder, anlegg med loddvibrasjon og anlegg med bordvibrasjon Hovedforskjellen på disse to anleg-gene er plasseringen av vibrasjonsenheten som genererer den dynamiske vertikale inputkraften til anlegget For anlegg med loddvibrasjon er vibrasjonsenheten festet til/integrert i loddet For anlegg med bordvibrasjon er vibrasjonsenheten festet til/integrert i bordet Such electrodes, and of these in particular anodes, are formed by subjecting the "green mass" to compaction in a vibrating device which can consist of a mold box with bottom and side walls placed on a table, as well as a plumb bob which is allowed to slide downwards between the mold walls (form box sen's side walls) There are primarily two types of vibration systems available on the market for forming anodes, systems with plumb vibration and systems with table vibration. The main difference between these two systems is the location of the vibration unit that generates the dynamic vertical input force to the system. For systems with plumb vibration, the vibration unit is fixed to/integrated into the solder For systems with table vibration, the vibration unit is attached to/integrated into the table

NO patent Nr 132359 angår et vibrasjonsanlegg med loddvibrasjon for kompaktenng av formlegemer til fremstilling av anode- og katodeblokker Her angis at fordelene er mange med loddvibrasjon framfor bordvibrasjon, særlig med hensyn til forenkling av anlegget Ved å flytte vibrasjonsenheten til loddet var påstanden at vibrasjonspnnsippet kunne forenkles ved at underlaget skulle være stasjonært fast til gulvet I henhold til referansen blir kompnmenngsvirkningen oppnådd ved at det bare på dekkvekten eller loddet er anordnet en eller flere vibrasjonsgeneratorer, at underlaget er stasjonært og at formveggene er fast forbundet med underlaget under tildannelsesprosessen I henhold til løsningen som fremgår av referansen skal altså bordet utgjøre det stasjonære underlaget slik at det unngås et koplet mekanisk system med flere vibrerende masser, noe som også illustreres i referansens vedføyde figur NO patent No. 132359 relates to a vibration system with solder vibration for compacting of molded bodies for the production of anode and cathode blocks. Here it is stated that there are many advantages with solder vibration over table vibration, especially with regard to simplifying the system By moving the vibration unit to the solder, the claim was that the vibration process could be simplified in that the substrate should be stationary fixed to the floor According to the reference, the compounding effect is achieved by one or more vibration generators being arranged only on the tire weight or plumb line, that the substrate is stationary and that the mold walls are firmly connected to the substrate during the forming process According to the solution which it appears from the reference that the table must therefore form the stationary surface so that a coupled mechanical system with several vibrating masses is avoided, which is also illustrated in the reference's attached figure

JP 10 005 934 viser en løsning for vibrenng av en masse hvor en i apparatren vist luft fjær ikke er forbundet til bordet, men til rammen (eller omgivelsene) Dette innebærer en vesentlig forskjell i forhold til den foreliggende løsning I foreliggende løsning benyttes en direkte fjærkophng (k3) mellom bordet og loddet Dette har store fordeler fremfor å kople fjæren til en ramme Publikasjonene JP 11 188 457, JP 11 226 698 og WO 02/38346 angår vibrering av masser for tildanelse av et formet legeme, men heller ikke disse løsningene utnytter prinsippene i henhold til foreliggende oppfinnelse JP 10 005 934 shows a solution for vibrating a mass where an air spring shown in the apparatus is not connected to the table, but to the frame (or the surroundings). This implies a significant difference compared to the present solution In the present solution, a direct spring connection is used (k3) between the table and the solder This has great advantages over connecting the spring to a frame The publications JP 11 188 457, JP 11 226 698 and WO 02/38346 concern the vibration of masses for the formation of a shaped body, but these solutions also do not utilize the principles according to the present invention

Foreliggende oppfinnelse relateres til en fremgangsmåte og et anlegg for kompaktenng av et matenale, spesielt vibrenng av "grønn masse" i en formingsprosess for tildannelse av formlegemer til fremstilling av elektroder for smelteindustnen, spesielt aluminiumselektrolyseindustnen, omfattende et anlegg med to formdeler hvor i det minste én av dem påtrykkes vibrasjon under kompakter-mgen idet formdelene under vibrenngen integreres innbyrdes fysisk ved en statisk presskraft som kan utgjøres av minst én fjær Oppfinnelsen karaktenseres ved at formdelene er direkte forbundet via fjæren(-e) ( k3) Med oppfinnelsen har man kommet frem til en løsning som har høy kapasitet, forbedret stabilitet under vibrenngen og reduserte vedlikeholdskostnader i forhold til kjente løsninger The present invention relates to a method and a plant for the compaction of a material, in particular the vibration of "green mass" in a forming process for the formation of shaped bodies for the production of electrodes for the smelting industry, in particular the aluminum electrolysis industry, comprising a plant with two mold parts where at least one of them, vibration is applied during the compaction, as the mold parts are physically integrated with each other during the vibration by a static pressure force which can be made up of at least one spring. The invention is characterized by the fact that the mold parts are directly connected via the spring(s) (k3) With the invention, one has arrived at a solution that has high capacity, improved stability during vibration and reduced maintenance costs compared to known solutions

Disse og ytterligere fordeler kan oppnås med oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyde patentkrav 1-15 These and further advantages can be achieved with the invention as defined in the appended patent claims 1-15

Den foreliggende oppfinnelse skal i det etterfølgende besknves nærmere med eksempel og figurer hvor The present invention will subsequently be explained in more detail with examples and figures where

Fig 1 viser en prinsippskisse av et forbedret vibrasjonsanlegg, Fig 1 shows a principle sketch of an improved vibration system,

Fig 2 viser en prinsippskisse av en første utførelse av et vibrasjonsanlegg i samsvar med Fig 2 shows a principle sketch of a first embodiment of a vibration system in accordance with

oppfinnelsen, the invention,

Fig 3 viser en prinsippskisse av en andre utførelse av et vibrasjonsanlegg i samsvar med Fig 3 shows a schematic diagram of a second embodiment of a vibration system in accordance with

oppfinnelsen. the invention.

Fig 4 viser en prinsippskisse av en tredje utførelse av et vibrasjonsanlegg i samsvar med Fig 4 shows a schematic diagram of a third embodiment of a vibration system in accordance with

oppfinnelsen, the invention,

Fig 5 viser en prinsippskisse av en fjerde utførelse av et vibrasjonsanlegg i samsvar med oppfinnelsen Fig 5 shows a schematic diagram of a fourth embodiment of a vibration system in accordance with the invention

Det mekaniske system som angitt i NO 132359 er blitt testet ut i forsøk, men forsøkene viste at et vibrasjonanlegg med én vibrerende masse i ikke ga det forventede resultat Grunnen til dette var forplantning av dynamisk energi til omgivelsene, i tillegg til at anlegget gikk ustabilt Bordet ble deretter i forsøkene forbedret og omgjort til en masse som kunne vibreres ved å plassere en fjær ki samt en demper di mellom bord mb og underlag U, se fig 1 I figuren angis anodemassen ma som en kompleks fjær som også vil kunne utgjøres av et fjær -og dempeledd k2, d2 Det er hensiktsmessig at anodemasse eller fjær-dempesystem mellom bord og gulv uttrykkes som komplekse fjærer siden komplekse fjærer har et reelt fjærledd og hysteresedempeledd Riktignok kan anodemassen ha andre former for dempning enn hysteresedempning, som fnksjonsdemping osv På samme måte kan ulike former for demping oppstå i et reelt dempeledd som evt gummidempere montert mellom bord og underlag I figur 1 er det vibrerende loddet angitt som mt Den dynamiske inputkraften F^ »^ mot anlegget er en vertikal periodisk kraft I henhold til ovennevnte tilpasning vil det forbedrete anlegget utgjøres av et koplet mekanisk system med to vibrerende masser Det skal forstås at et koplet system med to vibrerende masser kan etableres ved at bordet påtrykkes vibrasjon i stedet for loddet The mechanical system specified in NO 132359 has been tested in trials, but the trials showed that a vibration system with one vibrating mass in it did not give the expected result. The reason for this was the propagation of dynamic energy to the surroundings, in addition to the system being unstable. was then improved in the experiments and turned into a mass that could be vibrated by placing a spring ki and a damper di between table mb and substrate U, see fig 1 In the figure, the anode mass ma is indicated as a complex spring which can also be made up of a spring -and damping link k2, d2 It is appropriate that the anode mass or spring-damping system between table and floor is expressed as complex springs since complex springs have a real spring link and hysteresis damping term Admittedly, the anode mass can have other forms of damping than hysteresis damping, such as functional damping, etc. different forms of damping occur in a real damping joint, such as possibly rubber dampers mounted between the table and the substrate In figure 1, the vibrating solder t indicated as mt The dynamic input force F^ »^ against the plant is a vertical periodic force According to the above adaptation, the improved plant will consist of a coupled mechanical system with two vibrating masses It should be understood that a coupled system with two vibrating masses can be established by applying vibration to the table instead of the plumb line

Som følge av ovennevnte forbedring, ble støyen mot omgivelsene kraftig redusert Grunnene til dette var flere • Med 2 vibrerende masser og ved å velge et frekvensområde der bord og lodd vil vibrere mot tilnærmet motfase (mot 180°), økte den dynamiske forsterkningen av kompresjonskraften mot anodemassen siden bordet også aksellererte og bidro til kompresjonskraft Dette medførte at den dynamiske inputkraften mot anlegget kunne reduseres for å oppnå samme dynamiske kompresjon mot anodemassen Dette førte igjen til at den dynamisk transmitterte kraften mot underlaget U ble redusert siden den dynamiske inputkraften ble redusert As a result of the above-mentioned improvement, the noise towards the surroundings was greatly reduced The reasons for this were several • With 2 vibrating masses and by choosing a frequency range where table and weight will vibrate in approximately opposite phase (towards 180°), the dynamic amplification of the compression force increased towards the anode mass since the table also accelerated and contributed to compression force This meant that the dynamic input force against the plant could be reduced to achieve the same dynamic compression against the anode mass This in turn led to the dynamically transmitted force against the substrate U being reduced since the dynamic input force was reduced

• Demperen di mellom bord mb og underlag U dissiperte dynamisk energi • The damper di between table mb and substrate U dissipated dynamic energy

• Underlaget U ble beskyttet mot slag fra loddet Et slag inneholder et spekter av frekvenskomponenter Den dynamiske energien mot gulvet kunne da være svært høy og tilfeldig dersom energien kom direkte fra loddet Bordet fikk en beskyttende rolle slik at gulvet erfarte en kontinuerlig sinusformet kraft fra bordet med samme frekven-skomponent som den dynamiske inputkraften hadde, fremfor slag fra loddet • The substrate U was protected against blows from the solder A blow contains a spectrum of frequency components The dynamic energy against the floor could then be very high and random if the energy came directly from the solder The table took on a protective role so that the floor experienced a continuous sinusoidal force from the table with same frequency component as the dynamic input power had, rather than impact from the solder

Anlegget ble stabilisert pga av dempeleddet di Lavfrekvente ustabile utslag av anlegget ble dempet The plant was stabilized due to the damping link. Low-frequency unstable effects of the plant were damped

Ved frembringelse av anlegget i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, ble det på bakgrunn av ovennevnte kunnskap lagt til grunn at anlegget ikke skulle omfatte underlaget eller fundamentet (den store passive massen under anlegget) Det ble funnet ut at et optimalt anlegg i størst mulig grad selv skulle klare å isolere den dynamiske energien slik at den opptas i anlegget og i størst mulig grad i massen som skal kompakteres/formes, og videre slik at minimalt av den forsvinner ut til omgivelsene Et fundamentet under gulvet som vibrasjonsanlegget evt kan hvile på, har i det forbedrete anlegg kun den oppgave å dempe vekk den rest av dynamiske energi som slipper ut av vibrasjonsanlegget When creating the facility in accordance with the present invention, based on the above-mentioned knowledge, it was assumed that the facility should not include the substrate or the foundation (the large passive mass under the facility). It was found that an optimal facility to the greatest extent possible even should be able to isolate the dynamic energy so that it is absorbed in the plant and to the greatest possible extent in the mass to be compacted/shaped, and further so that a minimum of it disappears into the surroundings A foundation under the floor on which the vibration plant can possibly rest, has the improved facility only has the task of dampening away the rest of the dynamic energy that escapes from the vibration facility

I det forannevnte patent NO 132359 foreslås videre å påtrykke en "konstant pressekraft, f eks ved hjelp av en hydraulisk sylinder" (henvisningstall 16 i figuren) mot loddet Hensikten var at loddets vekt kunne reduseres Dette er en svært uheldig måte å tilføre ekstern statisk kraft mot loddet For det første var den hydrauliske sylinderen koplet stasjonært til underlaget Dynamisk energi vil da forplante seg via denne innfestningen til underlaget For det andre så inneholder den hydrauliske sylinderen demping og vil direkte dissipere dynamisk energi som var tiltenkt anodemassen Den dynamiske forsterkningen mot anodemassen ble redusert Forsøk med hydraulisk sylinder ble prøvd ut, men lykkes ikke pga av de årsaker som nevnt over In the aforementioned patent NO 132359, it is further proposed to apply a "constant pressing force, e.g. with the help of a hydraulic cylinder" (reference number 16 in the figure) against the solder. towards the solder Firstly, the hydraulic cylinder was connected stationary to the substrate Dynamic energy will then propagate via this attachment to the substrate Secondly, the hydraulic cylinder contains damping and will directly dissipate dynamic energy that was intended for the anode mass The dynamic amplification against the anode mass was reduced Experiments with hydraulic cylinders were tried out, but were not successful due to the reasons mentioned above

Foreliggende oppfinnelse vedrører ytterligere forbedringer overfor kjent teknikk ved en fremgangsmåte og et anlegg for kompaktenng av et matenale, spesielt vibrenng av "grønn masse" i en formingsprosess for tildannelse av formlegemer til fremstilling av elektroder for smelteindustnen Anlegget omfatter to formdeler hvor i det minste én åv dem påtrykkes vibrasjon under kompaktenngen Videre er formdelene, f eks bord og lodd, under vibrenngen innbyrdes fysisk integrert ved en statisk presskraft som kan utgjøres av mmst én fjær k3 Vibrasjonsanlegget kan være designet som et lukket system, der vibrasjonsenergien i minst mulig grad blir avgitt til omgivelsene Fire utførelser av anlegget, hvor det er vist lukkede system fremgår av figurene 2-5 En prinsipiell forskjell mellom utførelsen som vist i figur 1 og figurene 2-5 er at bordet i sistnevnte er koplet til loddet via en eller flere fjærer k3, eller en anordning ekvivalent med en fjær k3The present invention relates to further improvements compared to known technology in a method and a plant for compacting a material, in particular viburnum of "green mass" in a forming process for the formation of shaped bodies for the production of electrodes for the smelting industry. The plant comprises two mold parts where at least one vibration is applied to them during the compaction Furthermore, the mold parts, e.g. table and plumb, are physically integrated with each other during the vibration by a static pressure force which can be made up of at least one spring k3 The vibration system can be designed as a closed system, where the vibration energy is released to the least possible extent to the surroundings Four versions of the plant, where a closed system is shown, can be seen in figures 2-5. A fundamental difference between the version shown in figure 1 and figures 2-5 is that the table in the latter is connected to the solder via one or more springs k3, or a device equivalent to a spring k3

Selv om det i figurene fremgår vibrasjon av loddet, kan også oppfinnelsens pnnsipp implementeres ved at bordet underlegges vibrasjon Det skal også forstås at oppfinnelsens pnnsipper kan utnyttes ved honsontalvibrenng av formdelene Formdelene kan da være glidbart opplagret i forhold til et i det alt vesentligste honsontalt underlag, eksempelvis ved at formdelene understøttes av en oppla-gnng som er glidbar i honsontalretningen (ikke vist) Although the figures show vibration of the solder, the invention's principle can also be implemented by subjecting the table to vibration. It should also be understood that the invention's principle can be utilized by honsontal vibration of the mold parts. The mold parts can then be slidably stored in relation to an essentially honsontal surface for example by the mold parts being supported by a support which is slidable in the horizontal direction (not shown)

Med foreliggende oppfinnelse kan matenale kompakteres hurtigere, mer presist og med mindre tap av energi til omgivelsene enn det som er mulig med kjente anlegg Disse og ytterligere fordeler kan oppnås med oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyde krav 1-15 With the present invention, materials can be compacted faster, more precisely and with less loss of energy to the environment than is possible with known facilities. These and further advantages can be achieved with the invention as defined in the attached claims 1-15

De vedlagte figuer 2 - 5 er prinsippskisser av et vibrasjonsanlegg under vibrasjon når en masse ma komprimeres eller kompakteres Figurene 2-5 skal forklares med utgangspunkt i følgende definisjoner The attached figures 2 - 5 are principle sketches of a vibration system under vibration when a mass ma be compressed or compacted Figures 2-5 are to be explained based on the following definitions

Definisjoner: Definitions:

U Underlaget U The substrate

ma Den masse som ønskes komprimert av vibrasjonsanlegget ma The mass that is desired to be compressed by the vibration system

ki Massen ma sin fjærkonstant ki The mass ma its spring constant

di Massen m„ sin demping Dempingen kan være i form av hysterese, viskøs dempning, friksjon osv (det blir brukt bare ett symbol for dempning i figurene selv om vi kan ha kombinasjoner av ulike dempingsformer) di Mass m„ sin damping The damping can be in the form of hysteresis, viscous damping, friction etc. (only one symbol for damping is used in the figures even though we can have combinations of different forms of damping)

m, Loddets masse, eller den masse som svinger mellom massen ma og legemet med fjærkonstant k3 Vibrasjonsenheten for loddvibrasjon er inkludert med i denne massen I enkelte oppstillinger kan det i tillegg være et åk inkludert med som loddmasse som vist på figur 3 og 4 m, The mass of the solder, or the mass that oscillates between the mass ma and the body with spring constant k3 The vibration unit for solder vibration is included in this mass In some setups, a yoke may also be included as a solder mass as shown in figures 3 and 4

mb Bordets masse Den masse som svinger meil lom massen ma og legemet med fjærkonstant k, eller legemet med dempeleddet d, mb The mass of the table The mass that oscillates between the mass ma and the body with spring constant k, or the body with the damping link d,

ki Ett eller flere legemer med en total fjærkonstant kj plassert mellom bordet med masse mb og underlaget U ki One or more bodies with a total spring constant kj placed between the table with mass mb and the substrate U

di Ett eller flere legemer med en total dempning di plassert mellom bordet med masse m6 og underlaget U Dempingen kan være i form av hysterese, viskøs dempning, friksjon osv (det blir brukt bare ett symbol for dempning i figurene selv om vi kan ha kombinasjoner av ulike dempingsformer) di One or more bodies with a total damping di placed between the table with mass m6 and the substrate U The damping can be in the form of hysteresis, viscous damping, friction etc. (only one symbol for damping is used in the figures even though we can have combinations of different forms of damping)

ki Et legeme med fjærkonstant k3 Loddet må koples mot bordet via et utstyr ekvivalent med en fjær ki sine egenskaper Den ekvivalente fjæren må være progressiv i den forstand at den statiske kraften gjennom den må være uavhengig av hvor mye massen ma er komprimert En må med k] kunne vanere den statiske kraften fra bordet til loddet eller holde den konstant uavhengig av massen m„ sin kompresjon Samtidig må utstyret som skal representere k3 ha minimum dempning siden dette tar dynamisk energi fra anlegget Et eksempel kan være luftrykkregulerbare belger Som unntak kan legemet med fjærkonstant k3 også ha en fast fjærkaraktenstikk dersom bordets "sideben" kan høyde-vaneres under vibrasjon som vist på figur 5 slik at den statiske kraften gjennom k3 er uavhengig av hvor mye massen m„ er kompnmert Slik høydejustenng kan implementeres ved at sidebena er teleskopiske f eks ved benyttelse av skruejekker eller hydrauliske-/pneumatiske sylindre ki A body with spring constant k3 The solder must be connected to the table via a device equivalent to a spring ki its properties The equivalent spring must be progressive in the sense that the static force through it must be independent of how much the mass ma is compressed One must with k ] could adapt the static force from the table to the plumb line or keep it constant regardless of the mass m„ its compression At the same time the equipment that is to represent k3 must have minimum damping since this takes dynamic energy from the plant An example could be air pressure adjustable bellows As an exception, the body with spring constant k3 can also have a fixed spring-type plug if the table's "side legs" can be height-adjusted during vibration as shown in figure 5, so that the static force through k3 is independent of how much the mass m„ is compressed. Such height adjustment can be implemented by the side legs being telescopic, e.g. by using screw jacks or hydraulic/pneumatic cylinders

F^ ynjn Mekanisk dynamisk input-kraft til vibrasjonsanlegget En penodisk kraft med en eller flere frekvenskomponenter Vibrasjonsenheten festet til loddet for loddvibrasjon genererer den dynamiske input-kraften Fa™,™ har retning som den retning av massen m„ som blir kompnmert Parametres innvirkning under vibrasjon for loddvibrasjon: ki Vibrasjonsanlegget ble et koplet mekanisk system med 2 vibrende masser, en aktiv masse mt og en passiv masse mb • Økning i dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen m„ Kompresjonskraften mot massen ma øker siden massen m* også bidrar i større grad til dynamisk kompresjonskraft ;• Redusert støy til omgivelsene siden bord og lodd i tilnærmet motfase summerer seg ;i større grad ut mot underlaget Den transmitterte dynamiske kranen mot underlaget blir derfor mindre ;di ;• Høyere stabilitet siden di filterer bort lavfrekvente uønskede utslag i vibrasjonsanlegget på bord og lodd og hindrer på den måten anlegget å gå ustabilt • Mindre støy til omgivelsene siden di dissiperer energi og fungerer på den måten som en "buffer" mot underlaget • Men redusert dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen m„ kan oppstå dersom dempingen er for høy eller at kompresjonskraftens grunnfrekvens er for lav slik at den ligger i det lavfrekvente området som di har som oppgave å dempe ;k3 Innfønng av k3 med statisk kraft fra bordet til loddet ;• Ytterligere økning i dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen m„ pga høyere kompresjonsamphtude av massen ma og høyere frekvens ved at loddmasse kan gjøres lettere uten at total statisk kraft tapes mot massen ma (tapt statisk kraft som følge av lettere lodd kompenseres med høyere statisk kraft fra bordet til loddet gjennom k3 Dette fører igjen til høyere kompresjonskrefter og/eller mindre dynamisk input kraft En annen årsak til høyere dynamisk forsterkning er at den statiske kraften gjennom k3 fører til at massen m0 sitt dynamiske utslag nærmer seg det summerte dynamiske utslaget til bordet og loddet Loddets dynamikk "presses" altså lenger ned i massen ma som skal komprimeres Dette fører til høyere kompnsjonsamphtude av md Arbeisfrekvensen til anlegget øker også fordi at massen m., aksellerer bord og lodd i større grad ved at den har lengre kontakt med loddet over en svingepenode • Redusert vibrasjonstid pga høyere frekvens og høyere kompresjonsamphtude av ma Dette fører til høyere kapasitet Målinger viser at tiden kan reduseres fra ca 60 sekunder til ca 20 sekunder vibrasjonstid • Redusert støy siden k3 lagrer dynamisk energi innad i anlegget og slipper på den måten mindre ut til omgivelsene Lagret dynamisk energi i k3 blir avgitt til massen ma ved tiden i vibrasjonen når k3 strekkes ut eller at ma blir kompnmert Anlegget blir mer et lukket system Ved å øke fjærstivheten i k3 vil anlegget kunne lagre mer dynamisk energi • Høyere stabilitet siden di kan økes ytterligere uten at kompresjonskraften mot massen ma reduseres Redusert loddmasse og statisk kraft gjennom k3 vil, som beskrevet over, føre til høyere arbeidsfrekvens på anlegget Arbeidsfrekvensen flyttes dermed i større grad ut av det lavfrekvente området slik at det lettere kan dempes lavfrekvente signaler med di uten å dempe kompresjonssignalet som har høyere frekvens (lettere å innføre et high pass filter) Dempingen di kan derfor lettere økes ;uten at det skal gå utover den dynamiske forsterkningen mot massen som skal kompremeres ;• Fleksibilitet Siden den statiske kraften kan justeres gjennom k3 kan en justere balan-sen mellom statiske og dynamiske krefter mot massen ma Til tider ønsker en anlegget mer som en støt-oscillator, der dynamiske krefter er høye i forhold til statisk, eller en ønsker at anlegget skal gå mer som en vibrasjonspresse, ved at statisk kraft er stor i forhold til dynamisk En kan med anlegget også være fnere til å sette hvordan den dynamiske energien mot anodemassen skal tilføres, dvs samspillet mellom frekvens, vibrasjonstid og kompresjonsamphtude Det optimale forholdet her er avhengig av hvilken masse som skal kompakteres og dens dimensjoner ;<*> Vedlikehold og robusthet Høyere dynamisk forsterkning, mindre loddmasse fører til bedre vedlikehold og robusthet siden den dynamiske input-kraften kan velges mindre Årsaken er høyere dynamisk forsterkning i anlegget F^ ynjn Mechanical dynamic input force to the vibration system A penodic force with one or more frequency components The vibration unit attached to the plumb line for plumb vibration generates the dynamic input force Fa™,™ has direction as the direction of the mass m„ being compnmed Parameters influence during vibration for plumb vibration: ki The vibration system became a coupled mechanical system with 2 vibrating masses, an active mass mt and a passive mass mb • Increase in dynamic amplification of dynamic forces against the mass m„ The compression force against the mass ma increases since the mass m* also contributes to a greater extent to dynamic compression force ;• Reduced noise to the surroundings since board and plumb bob in approximately opposite phase add up ;to a greater extent towards the substrate The transmitted dynamic crane towards the substrate is therefore smaller ;di ;• Higher stability since di filters out low-frequency unwanted effects in the vibration system on board and plumb line and thus prevents the system from running unstable • Less noise to the surroundings tendon side di dissipates energy and thus functions as a "buffer" against the substrate • However, reduced dynamic amplification of dynamic forces against the mass m„ can occur if the damping is too high or if the fundamental frequency of the compression force is too low so that it lies in the low frequency range the area which di has the task of dampening;k3 Inføntion of k3 with static force from the table to the solder;• Further increase in dynamic reinforcement of dynamic forces against the mass m„ due to higher compression amplitude of the mass ma and higher frequency as solder mass can be made lighter without that total static force is lost against the mass ma (lost static force as a result of lighter weight is compensated with higher static force from the table to the weight through k3 This in turn leads to higher compression forces and/or less dynamic input force Another reason for higher dynamic reinforcement is that the static force through k3 causes the mass m0's dynamic impact to approach the summed dynamic impact to the table et and the solder The solder's dynamics are thus "pressed" further down into the mass ma which is to be compressed This leads to a higher compression amplitude of md The working frequency of the plant also increases because the mass m accelerates the table and solder to a greater extent as it has longer contact with the solder over a period of swing • Reduced vibration time due to higher frequency and higher compression amplitude of ma This leads to higher capacity Measurements show that the time can be reduced from approx. 60 seconds to approx. 20 seconds vibration time • Reduced noise since k3 stores dynamic energy inside the system and releases it that way less out to the surroundings Stored dynamic energy in k3 is released to the mass ma at the time of the vibration when k3 is stretched or that ma is compressed The plant becomes more of a closed system By increasing the spring stiffness in k3, the plant will be able to store more dynamic energy • Higher stability since di can be increased further without reducing the compression force against the mass ma Reduced solder mass and static force through k3 vi l, as described above, lead to a higher operating frequency on the system. The operating frequency is thus moved to a greater extent out of the low-frequency range so that it is easier to attenuate low-frequency signals with di without attenuating the compression signal that has a higher frequency (easier to introduce a high pass filter) The damping di can therefore be increased more easily, without it going beyond the dynamic reinforcement against the mass to be compressed; • Flexibility Since the static force can be adjusted through k3, one can adjust the balance between static and dynamic forces against the mass ma Sometimes you want the system more like a shock oscillator, where dynamic forces are high compared to static, or you want the system to work more like a vibrating press, in that static force is large compared to dynamic. how the dynamic energy towards the anode mass is to be supplied, i.e. the interaction between frequency, vibration time and compression amplitude The optimal ratio here it depends on which mass is to be compacted and its dimensions ;<*> Maintenance and robustness Higher dynamic amplification, less solder mass leads to better maintenance and robustness since the dynamic input force can be chosen smaller The reason is higher dynamic amplification in the plant

Redusert dynamisk energi mot omgivelsene Reduced dynamic energy towards the surroundings

Vibrasjonsfrekvensen justeres som med det modifiserte anlegg inn mot den frekvensen der den dynamiske forsterkningen mot anodemassen er størst Det er også ved denne frekvens at bord og lodd nærmer seg motfase På grunn av at lodd og bord er koplet til hverandre gjennom fjæren k3 vil loddet være med på å presse bord opp når bord er på vei ned mot gulvet Siden den transmitterte dynamiske kraften mot gulvet blir en sum av lodd- og bordkrefter, der loddkraft peker i motsatt retning av kraft fra bord, vil den transmitterte dynamiske kraften til underlaget reduseres Dette fører til at vibrasjonsanlegget slipper mindre dynamisk energi ut mot omgivelsene Sagt på en annen måte vil dynamisk energi bh lagret i fjæren k3 når bord er i lav posisjon og lodd i høy posisjon (fjær k3 sammenpresset) Den avgir så energien til anodemassen når den strekkes ut (anodemassen komprimeres) Dynamisk energi bevares i større grad innad i systemet og slipper mindre ut til omgivelsene Her er det viktig at fjæren k3 har minimalt med dempning, slik at den energi som blir lagret i fjæren går til kompresjon av anodemassen og ikke over til andre energiformer som varme osv The vibration frequency is adjusted, as with the modified system, towards the frequency where the dynamic amplification against the anode mass is greatest. It is also at this frequency that the table and plumb line approach in opposite phase. Due to the fact that the plumb line and table are connected to each other through the spring k3, the plumb line will be on pushing the table up when the table is on its way down towards the floor Since the transmitted dynamic force towards the floor is a sum of plumb and table forces, where plumb force points in the opposite direction to the force from the table, the transmitted dynamic force to the surface will be reduced This leads so that the vibration system releases less dynamic energy to the surroundings. In other words, dynamic energy bh stored in the spring k3 when the table is in a low position and the plumb bob in a high position (spring k3 compressed) It then releases the energy to the anode mass when it is stretched ( the anode mass is compressed) Dynamic energy is conserved to a greater extent inside the system and releases less to the surroundings Here it is important that the spring k3 h is minimally damped, so that the energy stored in the spring goes to compression of the anode mass and not to other forms of energy such as heat etc.

Økt dynamisk forsterkning mot anodemassen Increased dynamic gain against the anode mass

Med økt dynamisk forsterkning mot anodemassen øker dette muligheten for høyere dynamiske krefter mot anodemassen og/eller mindre mindre dynamisk input kraft (eksenterkraft) Dette åpner for høyere tetthet på produktet og høyere kapasitet Redusert eksenterkraft bidrar også til redusert dynamisk transmittert kraft mot gulv With increased dynamic reinforcement against the anode mass, this increases the possibility of higher dynamic forces against the anode mass and/or less less dynamic input force (eccentric force) This allows for higher density of the product and higher capacity Reduced eccentric force also contributes to reduced dynamically transmitted force towards the floor

Stabilitet Stability

Med et stabilt anlegg vil en unngå tilfeldige utsving på bord og lodd som forstyrrer jevn tilførsel av energi mot massen m„ som skal komprimeres Basert på det faktum at anlegget i henhold til oppfinnelsen har minst én lav resonansfrekvens i tillegg til den arbeidfrekvensen som velges er det viktig å hindre anlegget i å svinge på disse frekvenser Det er også viktig å designe anlegget slik at dynamisk forsterkning i disse lave frekvensområdene minimaliseres Med foreliggende oppfinnelse er det mulig å oppnå økt stabilitet fordi redusert loddmasse og statisk kraft gjennom k3 vil føre til høyere arbeidsfrekvens på anlegget Dempningen di kan dermed økes for dempe lavfrekvente utslag bort En øvre grense for denne dempningen vil ligge der det ikke oppnås vesentlig reduksjon i dynamisk forsterkning mot mot massen m„ ved anleggets arbeidfrekvens With a stable plant, you will avoid random fluctuations on the table and plumb line that disrupt the even supply of energy to the mass m„ to be compressed Based on the fact that the plant according to the invention has at least one low resonance frequency in addition to the working frequency that is chosen, it is important to prevent the system from oscillating at these frequencies It is also important to design the system so that dynamic amplification in these low frequency ranges is minimized With the present invention it is possible to achieve increased stability because reduced solder mass and static force through k3 will lead to a higher working frequency of the plant The damping di can thus be increased to dampen low-frequency effects away.

Ved å regulere den statiske presskraften fra fjæren k3 kan man justere tettheten til det kompakterte produkt, evt kan kompaktenngstiden reduseres ved forhøyet statisk presskraft Dette innebærer at kapasiteten til anlegget kan økes Med det foreslåtte anlegg kan også presskraften justeres under selve kompaktenngsforløpet dersom dette skulle være ønskelig For eksempel kan det være effek-tivt å vibrere i det innledende forløp ved en relativt høy presskraft som senere avtar, og å øke denne igjen mot slutten av vibrenngsforløpet By regulating the static pressing force from the spring k3, the density of the compacted product can be adjusted, possibly the compacting time can be reduced with increased static pressing force This means that the capacity of the plant can be increased With the proposed plant, the pressing force can also be adjusted during the compacting process itself if this should be desired For example, it can be effective to vibrate in the initial course at a relatively high pressing force which later decreases, and to increase this again towards the end of the vibrating course

Et vibrasjonsanlegg bygget i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan omfatte midler som muligg-jør å vibrere elektroder slik at de får innbyrdes samme tetthet eller evt innbyrdes samme fysiske mål Dette kan oppnås ved at anlegget utstyres med måleutstyr som registrerer hvor langt ned loddet går under vibrenngen Mengden matenale som ifylles formen før vibrenng er gitt på forhånd og da kan man enkelt etablere en verdi som angir vekt/volum Evt kan vibrenngen avsluttes når et bestemt nivå er nådd, slik at de fysiske ytre mål blir innbyrdes like A vibration system built in accordance with the present invention can include means that make it possible to vibrate electrodes so that they have the same density as each other or possibly the same physical size as each other. This can be achieved by equipping the system with measuring equipment that records how far down the solder goes during the vibration The quantity the material that is filled in the form before vibrating burning is given in advance and then you can easily establish a value that indicates weight/volume. Possibly, vibrating burning can end when a certain level is reached, so that the physical external measurements are mutually equal

Videre kan vibrasjonsanlegget være tilordnet utstyr som genererer undertrykk i volumet som avgrenses av formdelene (loddet, bordet og formveggene) som massen ma ligger i slik at evt gass kan fjernes fra formene (våkum vibrenng) Dette vil gi bidrag i økt tetthet, redusert fare for sprekk og vibrenng på høyere temperaturer osv Furthermore, the vibration system can be assigned equipment that generates negative pressure in the volume delimited by the mold parts (the solder, the table and the mold walls) in which the mass is located, so that any gas can be removed from the molds (vacuum vibration). This will contribute to increased density, reduced risk of crack and vibration at higher temperatures etc

Claims

1 Method for the compaction of a material, in particular vibroburning of "green mass" in a molding process for the formation of molded bodies for the production of electrodes for the smelting industry, in particular the aluminum electrolysis industry, comprising a plant with two mold parts where at least one of them is subjected to vibration during the compaction as the mold parts during vibration are physically integrated with each other by a static pressure force which can be made up of mmstén springs, characterized by that the mold parts are directly connected via the spring(s) (&j)

2 Procedure according to claim 1, characterized by that the static pressing force can be regulated during the course of vibration regardless of the position of the mold parts

3 Procedure according to claim 1, characterized by that the spring (fo) has minimal damping and exhibits a progressive spring force so that the static force between the mold parts is kept constant regardless of the position of one mold part in relation to the other during compaction

4 Procedure according to claim 1, characterized by that the vibration is mainly carried out in the vertical direction

5 Method according to claim 4, where the mold parts consist of a lower table equipped with mold walls and an upper plumb line arranged to move downwards towards the table as a result of the intermediate mass being compacted, and where the table is supported by a base, characterized in that the table is supported against the surface by means of at least one spring ( k {) and possibly a damping link ( d,)

6 Procedure according to claim 5, characterized by that the characteristics of the spring ( ks ) and the damping link ( di ) are also chosen so that essentially all mechanical energy made available by the applied vibration is isolated from the substrate and is supplied to the material to be compacted

7 Procedure according to requirements 1-3, characterized by that the vibration is mainly carried out in the honsontal direction

8 Procedure according to requirements 1-7, characterized by that at least one of the mold parts is subjected to vibration at a frequency so that the mold parts contribute to the maximum amplification of dynamic force against the mass (ma) to be compacted, for example by the mold parts oscillating in approximately opposite phase

9 Installation for the compaction of a material, especially vibration burning of "green mass" in a molding process for the formation of molded bodies for the production of electrodes for the smelting industry, in particular the aluminum electrolysis industry, comprising a facility with two mold parts where at least one of them is subjected to vibration as the mold parts are mutually physically integrated by a static pressure force which can be constituted by at least one spring (Jtj), characterized by that the mold parts are directly connected to the spring(s) (Aj)

10 Installation according to requirement 9, characterized by that the spring (fcj) has an adjustable static pressure force

11 Installation according to requirement 9, characterized by that the spring (fo) has minimal damping and furthermore has a progressive spring force so that the pressing force is constant regardless of lengthwise changes in the spring

12 Facilities according to requirements 9-11, characterized by that the spring (k3) consists of one or more elastic gas-filled bellows where the gas pressure can be regulated

13 Installation according to claims 9-12, where the mold parts are vibrated in the vertical direction and further consist of a lower table equipped with mold walls and an upper plumb line arranged to move downwards towards the table as a result of the intermediate mass being compacted, and where the table is supported of a substrate, characterized by that the spring (k3) is connected between the table and the plumb line via a structure which can be height-adjustable and which further protrudes from the table and has a part which can be located above the plumb line, as said structure is firmly connected to the table

14 Installation according to requirement 13, characterized by that the table is supported against the surface by means of at least one spring (ki) and possibly a damping joint (d,)

15 Installation according to requirement 13, characterized by that the solder is impressed with vibration