NO321743B1 - Lofte- og handteringsanordning for last i et anlegg for fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse, samt anlegg som anvender en slik anordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt driftsfunksjonen for et anlegg for fremstilling av aluminium, og mer spesifikt et anlegg som tar i bruk teknikken som nå er godt kjent som gnistelektrolyse.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt en løfte- og håndteringsanordning, mer spesifikt bestemt til å tas i bruk under operasjoner ved støping av metall eller aluminiumoksid, og håndtering av løftebjelken for anoderammene og også de diverse medvirkende håndteringer knyttet til funksjon av elektrolysekar.

Som eksempler på teknikkens stand kan det nevnes EP 0 618 313 A2 hvorfra det er kjent automatisk utstyr for utbytting av anoder i elektrolyseceller for aluminiumsproduksjon og fra DE 197 40 513 A1 og FR 2553923 hvorfra det er kjent ulike typer kranløsninger.

På kjent måte foregår fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse som igangsettes ved elektrolyse av aluminiumoksid i et bad av smeltet kryolitt i henhold til reaksjonen:

Denne reaksjonen anvender et smeltebad som omfatter en blanding av kryolitt og aluminiumoksid, der temperaturen generelt er høyere enn 800 <*>C. På grunn av energi som forbrukes og for å maksimalt begrense tap som er knyttet til gjenoppstartingsfasene, opererer generelt anleggene for aluminiumsfremstilling som anvender denne teknologien kontinuerlig med en serie av aluminiumskar, der antall og størrelse av disse avhenger, på den ene side av den tilgjengelige strømstyrken til likestrømmen som tilføres karene, og på den andre side av den ønskede produksjonsmengden.

Dessuten er anleggene ofte organisert på en slik måte at de har to serier med kar plassert parallelt med hverandre, installert i samme bygning eller i separate bygninger, men symmetrisk med hensyn til en sentral gang som særlig er beregnet for å håndtere støpeøsen med smeltet aluminiumoksid tiltenkt kommende fylling av elektrolysekarene, og på den andre side tiltenkt håndtering av mottakerlommene av smeltet aluminium oppnådd ved elektrolysen.

På nivå med hver av seriene med kar settes en støpevogn som skal håndtere støpeøsen. Denne støpevognen er utstyrt med et spesielt støtteverksystem for å håndtere nevnte øse med en hevingskapasitet som typisk ligger mellom 20 og 40 tonn som funksjon av strømstyrken i karene.

Anleggene det dreier seg om disponerer dessuten likeledes håndteringvognen, bl.a. tiltenkt å sette i gang en løftebjelke for anoderammene, hevet til nivå for sine to ytterpunkter, på en slik måte at generelt to av nevnte vogntyper igangsettes, med kapasitet typisk mellom 10 og 20 tonn. Denne hevingen av anoderammer, hvis rammer er tiltenkt å motta og fastholde rammene med karbonanodene i karene, er nødvendig i forhold til slitasjen av anodene i løpet av elektrolysen, og hele tiden i hensikten for prosessens kontinuitet.

I dag plasseres disse vogner på samme løpebro, og beveger seg i en retning vinkelrett i forhold til forflytningen til en kran med større bæreevne, som beveger seg over karene.

Vognene, henholdsvis for støpemasse og håndtering er således plassert på samme bevegelseslinje, med en posisjon med størst avstand til den sentrale gangen for de to håndteringsvogner, deretter støpevognen. Med andre ord, kan formen på en slik anordning ikke sees, på grunn av den asymmetri som således er opererer på nivå med denne anordningen som for en spesifikk plassering for serien med kar i forhold til gangen på det nivået hvor støpeøsen sirkulerer. Således er det som funksjon av denne orienteringen dannet en "venstre" og en "høyre" kran. Faktisk når man ønsker å anbringe to serier med kar symmetrisk til hverandre i forhold til den sentrale gangen som mottar allerede nevnte støpeøse, er det således nødvendig å disponere minst to typer av denne anordningen, respektive venstre og høyre, satt i verk henholdsvis på nivå med karet i serier til høyre og karet i serier til venstre.

Til tross for nærværet av transportbroen, det vil si innretningen som er i stand til å tillate forflytningen av en løpekran med serien av kar på serien av parallelle kar, kan det ikke tas i betraktning å ta i bruk en høyre kran på en venstre serie og vise versa.

En av hensiktene med den foreliggende oppfinnelse er å minske konstruksjons- og driftskostnadene for anleggene for fremstilling av aluminium. I den hensikt tar oppfinnelsen sikte på å gjøre det mulig med en anvendelse som er uavhengig av den ene eller den andre av de nevnte serier av kar som er parallelle med løftekranene for støpeøsen og heving av anoderammene.

En annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å muliggjøre, med oppfattelsen av nevnte kran, å redusere produksjonsdimensjonen og dermed å redusere de tilhørende sivilingeniørkostnader.

En annen hensikt med oppfinnelsen er likeledes å gjøre krankonstruksjonen som anvendes lettere for således å optimalisere deres levetid og som en naturlig følge redusere fremstillingskostnadene.

Oppfinnelsen vedrører således en løfte- og håndteringsanordning for last i et anlegg for fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse, i det nevnte anlegget i det minste omfatter en rekke med elektrolysekar i serie og er utstyrt med en bevegelsesbane tiltenkt å gjøre det mulig med forflytning av minst en løpekran over den nevnte serie med kar, og tiltenkt å muliggjøre utførelsen av de ulike funksjoner som er nødvendige for å ta i bruk nevnte anlegg.

Denne løfte- og håndteringsanordningen, bestående av en av de nevnte løpekraner, og på hvilken minst to løfte- og håndteringsenheter hver montert på en vogn kan forflytte seg i en retning vinkelrett på anordningens forflytning, er kjennetegnet ved at en av de nevnte vogner kan forflytte seg på nevnte anordning, den ene over den andre, for således å muliggjøre deres respektive krysning.

Med andre ord foreslår oppfinnelsen en løfte- og håndteringsanordning som muliggjør, ved den mulige krysningen av de to vogner som den omfatter, en anvendelse som er uavhengig av den ene eller den andre serien av kar som er montert symmetrisk i forhold til den sentrale gangen.

I henhold til et første trekk oppfinnelsen er bevegelseslinjene til de to vognene i samme plan.

Mer spesifikt omfatter anlegget to serier med elektrolysekar som er symmetriske i forhold til den sentrale gangen som muliggjør håndteringen av støpeøsen, og anordningen som er karakteristisk for oppfinnelsen er i stand til å forflytte seg over en serie av kar på nivå med den symmetriske serien ved hjelp av en transportbro.

Enda mer spesifikt er en av vognene tiltenkt håndtering av støpeøsen og den andre er tiltenkt hjelpearbeid og til heving av anoderammene.

I henhold til en andre karakteristikk av oppfinnelsen forflytter håndteringsvognen for støpemasse seg på nivå med de indre bevegelseslinjer og den eller de medvirkende vogner på nivå med de ytre bevegelseslinjer.

I henhold til en andre konfigurasjon, forflytter den eller de medvirkende vogner seg over vognen for håndtering av støpeøsen.

I henhold til en andre utførelsesform forflytter de nevnte vogner seg under vognen for håndtering av støpeøsen.

Måten oppfinnelsen kan utføres på og fordelene som følger derav fremkommer tydeligere av de følgende utførelseseksempler, som er gitt som en indikasjon uten å være begrensende, med støtte i de vedlagte figurer. Figur 1 er en skjematisk perspektivisk fremstilling av delene av et anlegg for fremstilling av aluminium som særlig viser en serie av elektrolysekar. Figur 2 er en skjematisk perspektivisk fremstilling av en løfte- og håndteringsanordning i henhold til oppfinnelsen. Figur 3 er en skjematisk perspektivisk fremstilling av støpeøsen som er vist i figur 2. Figur 4 er en skjematisk perspektivisk fremstilling av den tilhørende vogn som likeledes muliggjør håndteringen av løftebjelken til anoderammene som er vist i figur 2. Figur 5 er en skjematisk fremstilling i et delvis tverrsnitt av anordningen slik som vist i figur 2. Figurene 6 og 7 er skjematiske fremstillinger henholdsvis sett forfra og sett ovenfra av støpeøsen i forbindelse med et elektrolysekar, håndtert av støpevognen. Figurene 8 og 9 er fremstillinger henholdsvis sett forfra og ovenfra av håndteringen av løftebjelken til anoderammen. Figurene 10 og 11 er skjematiske fremstillinger i snitt av de to utførelsesformene i henhold til oppfinnelsen.

I figur 1 er det gitt en skjematisk fremstilling av en serie av elektrolysekar (1) for fremstilling av aluminium i følge fremgangsmåten som kalles gnistelektrolyse.

Disse karene installeres i et anlegg som spesielt består av to serier med kar som er parallelle og symmetriske med hensyn til en sentral gang (6), på hvilket nivå det på en del er plassert en fødeinnretning for aluminiumoksid til de nevnte kar, og på en andre del, plassering av et system for oppsamling og behandling av avgasser, særlig gasser fra elektrolysereaksjonen (særlig karbonmonoksid og karbondioksid, oksygen og også fluorholdige utslipp).

Karene er nesten identiske med hverandre og hvert kar har et inngangsdeksel (2) inne i karet, for å være nøyaktig i elektrolysebadsmelten, således i stand til å frigjøre inngangen til karbonanodene (3).

Det ovennevnte system for oppsamling og behandling av avgasser mates fra rør (4) som går ut fra de nevnte kar.

Som det kan sees i figur 1 er denne serien av kar plassert på en bevegelsesbane (5), på hvilken det er mulig for en eller flere løpekraner å forflytte seg, slik som for eksempel løpekranen (7) som utgjør en del av håndterings- og løfteanordningen i henhold til oppfinnelsen, og som er nærmere vist i figur 2.

Løpekranen (7) forflytter seg langs bevegelsesbanen (5) ved hjelp av trinser (8), der motoriseringen ikke er vist for å unngå unødvendige detaljer på figurene.

Den omfatter to parallelle bevegelsesbaner (9) og (10), som strekker seg vinkelrett i forhold til bevegelsesbanene (5), det vil si i forhold til forflytningsretningen til nevnte løpekran (7).

De to bevegelsesbaner (9) og (10) er tiltenkt å motta henholdsvis en vogn (11), heretter kalt støpevogn, og en eller to vogner (12) og (13), heretter kalt hjelpevogner eller også hevingsvogner for anoderammene.

De to vognene blir mer detaljert beskrevet nedenfor.

Som man kan forstå fra figur 2, men også fra figurene 6,10 og 11 kan vognene, henholdsvis støpevogn (11) og hevingsvogner for anoderammene (12,13), krysse hverandre, i den utstrekning som er vist i forbindelse med figurene 2, 6 og 11, er de nevnte vogner (12) og (13) i stand til å kunne passere over støpevognen (11) eller slik som vist i figur 10, i stand til å kunne passere under den nevnte støpevogn (11).

Når dette gjøres kan vognene, henholdsvis støpevogn (11) og hevingsvogner for anoderammene (12,13) uten vanskelighet krysse hverandre, vel å merke når den øverste vognen ikke inneholder den hengende lasten.

Man forstår viktigheten av denne innretningen, som tillater å forflytte løfte- og håndteringsanordningen (7) fra en serie med kar til serien med parallelle kar, symmetriske til den første i forhold til den sentrale veien (6), og å gjøre sistnevnte operasjonell på nivå med denne parallelle serien, ved å snu posisjonen til de respektive vogner ved enkel krysning.

Foruten en forenkling av anlegget for fremstilling av aluminium, muliggjør en slik konfigurasjon også en reduksjon av konstruksjons- og driftskostnadene.

I forbindelse med figur 3 er støpevognen (11) mer detaljert beskrevet. Denne omfatter hovedsakelig en U-formet ramme (15) som hviler på bevegelsesbanen (9) ved hjelp av trinser (14), og særlig ved hjelp av to parallelle sett med trinser (14). Motoriseringssystemet til disse trinsene er ikke vist for å unngå unødvendige detaljer på figuren.

Støpevognen (11) omfatter en løfteinnretning kort vist og hvorav særlig motoriseringen (16) fremkommer på figur 3.

Denne vognen er tiltenkt å ta støpeøsen (23) (figur 6 og 7) som last, og å muliggjøre at den forflytter seg slik at fylling av støpeøsen ved den skrå linjen fra et rør (24) som man senker ned i karet (1) muliggjøres. Det flytende metallet suges opp av et nedsenkingssystem forbundet til øsen, installert på vognen eller som går direkte fra bygget.

I figur 4 er hjelpevognen eller hevingsvognen for anoderammene (12,13) vist mer detaljert.

Vognene, siden anordningen fordelaktig omfatter to stykker, består av en ramme (17) som hviler på bevegelseslinjene (10) som er parallelle, i samme plan som og utenfor bevegelseslinjene (9), ved hjelp av trinser (18) som er motorisert av motorene (19).

Disse hjelpevognene (12,13) er likeledes utstyrt med løftemidler. Det er vist tromler på nivå der hevingskablene rulles sammen (20), den korresponderende motorisering (21) og i figur 5 hevingskroken (22) som er plassert ved kablenes ytterpunkt.

For hjelpefunksjonene anvendes bare en av vognene.

Til gjengjeld når det dreier seg om å foreta heving av anoderammene på nivå med hvert av karene, anvendes de to vognene samtidig, henholdsvis på nivå med de to ytterpunktene til løftebjelken (25) til rammen som bærer anodene (26), slik at denne delvis fremkommer på figur 8.

Fordelene som oppnås ved oppfinnelsen fremkommer meget tydelig.

Som følge av muligheten til å standardisere håndterings- og løfteanordningen, blir de tilhørende kostnader betraktelig redusert, ettersom antallet av disse anordninger som er nødvendige for funksjonen til anlegget for fremstilling av aluminium reduseres. Faktisk blir det mulig å forlenge funksjonsvarigheten til denne anordningen.

Videre, innenfor rammen av oppfinnelsens utførelsesform, slik som vist i forbindelse med figurene 2, 6 og 11, reduseres volumet av hjelpevognene som således for de nye anleggene muliggjør å minske dimensjonene på bygningene som huser disse anleggene, og dermed også de tilhørende sivilingeniørkostnader.

Claims (7)

1. Løfte- og håndteringsanordning for last (7) i et anlegg for fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse, hvilket anlegg i det minste omfatter en serie av elektrolysekar (1) i serie og er utstyrt med en bevegelsesbane (5) tiltenkt å muliggjøre forflytningen av minst en løpekran over nevnte serie med kar for utøvelse av forskjellige nødvendige funksjoner for å ta i bruk nevnte anlegg, i det den nevnte løfte- og håndteringsanordning består av en av de nevnte løpekraner, på hvilken det er mulig å forflytte seg i en retning vinkelrett på forflytningen av anordningen (7), i det minste to løfte- og håndteringsenheter hver montert på en vogn (11,12,13), karakterisert ved at de nevnte vogner kan forflyttes på den nevnte anordning den ene over den andre for således å muliggjøre deres respektive krysning.

2. Løfte- og håndteringsanordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at bevegelseslinjene (9,10) til vognene (11,12,13) er i samme plan.

3. Løfte- og håndteringsanordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatteren støpevogn (11), tiltenkt å sørge for påfylling av støpeøsen (23) på nivå med karene (1) og oppsamling av smeltet aluminium på nivå med de nevnte kar, og to hjelpevogner (12,13), for hjelpearbeid og til heving av anoderammene på nivå med hvert av de nevnte kar.

4. Løfte- og håndteringsanordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at støpevognen (11) forflytter seg på nivå med de indre bevegelseslinjer (9) og hjelpevognene (12, 13) på nivå med de ytre bevegelseslinjer (10), i det støpemassevognen kan forflytte seg under hjelpevognene.

5. Løfte- og håndteringsanordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at støpevognen (11) forflytter seg på nivå med de indre bevegelseslinjer (9) og hjelpevognene (12,13) på nivå med de ytre bevegelseslinjer, i det hjelpevognene kan forflytte seg under vognen (11) for håndtering av støpeøsen.

6. Anlegg for fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse bestående av to serier av elektrolysekar (1) som er symmetriske i forhold til en sentral gang (6) anordnet for å muliggjøre håndteringen av en støpeøse (23) som inneholder flytende aluminium fremstilt av de nevnte elektrolysekar, i det hver av seriene av kar er montert på en bevegelsesbane (5) anordnet til å muliggjøre forflytningen av minst en løpekran over de nevnte kar for utførelsen av forskjellige nødvendige funksjoner for bruk av anlegget, karakterisert ved at det omfatter en løfte- og håndteringsanordning (7), bestående av en av de nevnte løpekraner, på hvilken minst to løfte- og håndteringsenheter hver montert på en vogn (11,12,13) kan forflytte seg i en retning vinkelrett på forflytningen av anordningen (7), i det de nevnte vogner kan forflyttes på nevnte anordning den ene over den andre for således å muliggjøre deres respektive krysning.

7. Anlegg for fremstilling av aluminium ved gnistelektrolyse i henhold til krav 6, karakterisert ved at den i tillegg omfatter minst en transportbro, tiltenkt å muliggjøre forflytning særlig av forflytningsanordningen og håndteringen av en serie med kar i en parallell serie.