NO328746B1

NO328746B1 - Method and plant for compacting material

Info

Publication number: NO328746B1
Application number: NO20043169A
Authority: NO
Inventors: Dag Herman Andersen; Lars Magne Bjorbekk
Original assignee: Norsk Hydro As
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2010-05-03
Also published as: NO20043169L

Description

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

Slike elektroder, og av disse spesielt anoder, tildannes ved at den "grønne masse" underlegges kompaktering 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 (formkassens 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 anleggene 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 (the side walls of the mold box ). There are primarily two types of vibration systems available on the market for forming anodes; plant with plumb vibration and plant with table vibration. The main difference between these two plants is the location of the vibration unit that generates the dynamic vertical input force to the plant. For installations with solder vibration, the vibration unit is attached 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 kompaktering 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 vibrasjonsprinsippet kunne forenkles ved at underlaget skulle være stasjonært fast til gulvet. I henhold til referansen blir komprimeringsvirkningen 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 plumb vibration for compacting molded bodies for the production of anode and cathode blocks. It is stated here that there are many advantages with plumb vibration over table vibration, particularly with regard to simplifying the system. By moving the vibration unit to the plumb line, the claim was that the vibration principle could be simplified by having the substrate be stationary fixed to the floor. According to the reference, the compaction effect is achieved by one or more vibration generators being arranged only on the tire weight or plumb, that the substrate is stationary and that the mold walls are firmly connected to the substrate during the forming process. According to the solution that appears in the reference, the table should 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-A-11226698 viser en øvre vibreringspressanordning i en vibrasjonsformingmaskin for grønn sandstøping. Prinsippene for vibrering er lignende det som fremgår fra ovennevnte referanse, og relateres således ikke til prinsippene i samsvar med foreliggende oppfinnelse. JP-A-11226698 discloses an upper vibrating press device in a vibrating forming machine for green sand casting. The principles of vibration are similar to what appears from the above-mentioned reference, and are thus not related to the principles in accordance with the present invention.

GB 1564951 A omhandler tildannelse av sandformer for støping, og formene tildannes under press og vakuum. Det kan ikke ses at vibreringspnnsipper er benyttet ved løsningen. GB 1564951 A deals with the formation of sand molds for casting, and the molds are formed under pressure and vacuum. It cannot be seen that vibrating pins have been used in the solution.

Den foreliggende oppfinnelse skal i det etterfølgende beskrives nærmere med eksempel og figurer hvor: In what follows, the present invention will be described 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 principle 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 principle sketch 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 Fig. 5: shows a principle sketch of a fourth embodiment of a vibration system in accordance with

oppfinnelsen, the invention,

Fig. 6: viser en skisse av en mekanisk realisering av prinsippet på figur 4 . Figuren viser også forslag til hvordan anodemassen kan vibreres med undertrykk, der et vakuumromomslutter anodemassen og en del av det totale loddet. Fig. 6: shows a sketch of a mechanical realization of the principle in figure 4. The figure also shows suggestions for how the anode mass can be vibrated with negative pressure, where a vacuum space encloses the anode mass and part of the total solder.

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 k1 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 anodemssen ha andre former for dempning enn hysteresedempning, som friksjonsdemping 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 mi Den dynamiske inputkraften Ftf/n_,n 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 as stated 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 fact that the plant was unstable. The table was then improved in the experiments and turned into a mass that could be vibrated by placing a spring k1 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 link. Admittedly, the anode mass can have other forms of damping than hysteresis damping, such as friction damping etc. In the same way, different forms of damping can occur in a real damping joint, such as possibly rubber dampers fitted between the table and the substrate. In Figure 1, the vibrating plumb line is indicated as mi The dynamic input force Ftf/n_,n against the plant is a vertical periodic force. According to the above-mentioned 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 the table and weight will vibrate in approximately opposite phase (against 180°), the dynamic amplification of the compression force against the anode mass increased since the table also accelerated and contributed to the 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 o\ mellom bord mb og underlag U dissiperte dynamisk energi. • The damper o\ 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 frekvenskomponent som den dynamiske inputkraften hadde, fremfor slag fra loddet. • Anlegget ble stabilisert pga. av dempeleddet d,. Lavfrekvente ustabile utslag av anlegget ble dempet. • The substrate U was protected against impact from the solder. A beat 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 the same frequency component as the dynamic input force, rather than blows from the plumb line. • The facility was stabilized due to of the damping link d,. Low-frequency unstable effects of the plant were dampened.

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 fundament 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, it was assumed, on the basis of the above-mentioned knowledge, that the facility should not include the substrate or the foundation (the large passive mass under the facility). It was found that an optimal plant should, to the greatest possible extent, be able to isolate the dynamic energy itself 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 minimal of it disappears into the surroundings . A foundation under the floor on which the vibration system can possibly rest has, in the improved system, only the task of damping away the rest of the dynamic energy that escapes from the vibration system.

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. In the aforementioned patent NO 132359, it is further proposed to apply a "constant pressing force, e.g. by means of a hydraulic cylinder" (reference number 16 in the figure) against the solder. The intention was that the weight of the solder could be reduced.

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. This is a very unfortunate way of applying external static force to 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 gain against the anode mass was reduced. Experiments with hydraulic cylinders were tried out, but were unsuccessful due to for the reasons mentioned above.

Foreliggende oppfinnelse vedrører ytterligere forbedringer overfor kjent teknikk ved en fremgangsmåte og et anlegg for kompaktering av et materiale, spesielt vibrering av "grønn masse" i en formingsprosess for tildannelse av formlegemer til fremstilling av elektroder for smelteindustrien. Anlegget omfatter to formdeler hvor i det minste én av dem påtrykkes vibrasjon under kompakteringen. Videre er formdelene, f.eks bord og lodd, under vibreringen innbyrdes fysisk integrert ved en statisk presskraft som kan utgjøres av minst 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 2-6. En prinsipiell forskjell mellom utførelsen som vist i figur 1 og figurene 2-6 er at bordet i sistnevnte er koplet til loddet via en eller flere fjærer k3, eller en anordning ekvivalent med en fjær k3. The present invention relates to further improvements compared to prior art in a method and a plant for compacting a material, in particular vibration of "green mass" in a forming process for the formation of shaped bodies for the production of electrodes for the smelting industry. The facility includes two mold parts where at least one of them is subjected to vibration during compaction. Furthermore, the form parts, e.g. table and plumb, are physically integrated with each other during the vibration by a static pressing 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 environment as little as possible. Four versions of the plant, where a closed system is shown, can be seen in figures 2-6. A fundamental difference between the design shown in figure 1 and figures 2-6 is that in the latter the table 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 prinsipp implementeres ved at bordet underlegges vibrasjon. Det skal også forstås at oppfinnelsens prinsipper kan utnyttes ved horisontalvibrering av formdelene. Formdelene kan da være glidbart opplagret i forhold til et i det alt vesentligste horisontalt underlag, eksempelvis ved at formdelene understøttes av en opplagring som er glidbar i horisontalretningen (ikke vist). Although the figures show vibration of the soldering iron, the principle of the invention can also be implemented by subjecting the table to vibration. It should also be understood that the principles of the invention can be utilized by horizontal vibration of the mold parts. The mold parts can then be slidably supported in relation to an essentially horizontal surface, for example by the mold parts being supported by a bearing which is slidable in the horizontal direction (not shown).

Med foreliggende oppfinnelse kan materiale kompakteres hurtigere, mer presist, med høyere kompakteringsgrad og med mindre tap av energi til omgivelsene enn det som er mulig med kjente anlegg. Figur 6 viser i tillegg hvordan en mekanisk kan realisere et slikt anlegg der en oppnår i tillegg vibrering med undertrykk og der vakuumrommet er minst mulig og evakueringstiden av gasser vil bli minimal. Disse og ytterligere fordeler kan oppnås med oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyde krav 1-18. With the present invention, material can be compacted faster, more precisely, with a higher degree of compaction and with less loss of energy to the surroundings than is possible with known facilities. Figure 6 also shows how a mechanic can realize such a facility where vibration with negative pressure is also achieved and where the vacuum space is as small as possible and the evacuation time of gases will be minimal. These and further advantages can be achieved with the invention as defined in the appended claims 1-18.

De vedlagte figurer 2 - 5 er prinsippskisser av et vibrasjonsanlegg under vibrasjon når en masse ma komprimeres eller kompakteres. Figur 6 er en realisering av prinsippskissen på figur 4. Figurene 2-6 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 is compressed or compacted. Figure 6 is a realization of the principle sketch in Figure 4. Figures 2-6 shall be explained on the basis of 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.

k2: Massen ma sin fjærkonstant k2: The mass ma its spring constant

d2: Massen ma 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) d2: The mass ma its damping. The damping can be in the form of hysteresis, viscous damping, friction, etc. (only one symbol for damping is used in the figures, although we can have combinations of different forms of damping)

mf. 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 3,4 og 6. Som vi ser på figur 6 er bare en del av loddets totale masse i vakuumrommet. Åket og vibrasjonsenheten er utenfor men er fast forbundet med bolter mot den delen av loddet som er innenfor vakuumrommet. etc. The mass of the plumb bob, or the mass that oscillates between the mass ma and the body with spring constant k3. The vibration unit for plumb vibration is included in this mass. In some setups, there may also be a yoke included as solder mass as shown in figures 3,4 and 6. As we see in figure 6, only a part of the solder's total mass is in the vacuum space. The yoke and vibration unit are outside but are firmly connected with bolts to the part of the solder that is inside the vacuum space.

mb: Bordets masse. Den masse som svinger melllom massen ma og legemet med fjærkonstant k-, eller legemet med dempeleddet df. mb: 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 element df.

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

d{. Ett eller flere legemer med en total dempning d, plassert mellom bordet med masse mb og underlaget U. Dempingen kan være i form av hysterese, viskøs dempning, friksjon osv. d{. One or more bodies with a total damping d, placed between the table with mass mb and the substrate U. The damping can be in the form of hysteresis, viscous damping, friction, etc.

(det blir brukt bare ett symbol for dempning i figurene selv om vi kan ha kombinasjoner av ulike dempingsformer) (only one symbol for damping is used in the figures, although we can have combinations of different forms of damping)

k3: Et legeme med fjærkonstant k3. Loddet må koples mot bordet via et utsyr ekvivalent med en fjær k3 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 k3 kunne variere den statiske kraften fra bordet til loddet eller holde den konstant uavhengig av massen ma 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 vist på figur 6 k3: A body with spring constant k3. The solder must be connected to the table via a device equivalent to the properties of a spring. 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. With k3, one must be able to vary the static force from the table to the plumb bob or keep it constant regardless of the mass's 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 shown in Figure 6

der det er plassert en belg på hver ende av åket. Belgene "presser" loddet mot massen ma under vibrasjon. Belgene får presskraften fra bordet mb. where a bellows is placed at each end of the yoke. The bellows "press" the solder against the mass ma during vibration. The bellows receive the pressure force from the table mb.

Som unntak kan legemet med fjærkonstant k3 også ha en fast fjærkarakteristikk dersom bordets "sideben" kan høydevarieres under vibrasjon som vist på figur 5 slik at den statiske kraften gjennom k3 er uavhengig av hvor mye massen ma er komprimert. Slik høydejustering kan implementeres ved at sidebena er teleskopiske f.eks ved benyttelse av skruejekker eller hydrauliske-/pneumatiske sylindre. As an exception, the body with spring constant k3 can also have a fixed spring characteristic if the table's "side leg" can be varied in height during vibration as shown in figure 5 so that the static force through k3 is independent of how much the mass ma is compressed. Such height adjustment can be implemented by the side legs being telescopic, for example by using screw jacks or hydraulic/pneumatic cylinders.

Fdynjn'- Mekanisk dynamisk input-kraft til vibrasjonsanlegget. En periodisk kraft med en eller flere frekvenskomponenter. Vibrasjonsenheten festet til loddet for loddvibrasjon genererer den dynamiske input-kraften. Fdyn_ in har retning som den retning av massen ma som blir komprimert. På figur 6 er vibrasjonsenheten integrert i åket. Fdynjn'- Mechanical dynamic input force to the vibration plant. A periodic force with one or more frequency components. The vibration unit attached to the solder for solder vibration generates the dynamic input force. Fdyn_ in has direction as the direction of the mass ma being compressed. In Figure 6, the vibration unit is integrated into the yoke.

Parametres innvirkning under vibrasjon for loddvibrasjon: Impact of parameters during vibration for plumb vibration:

k- i: Vibrasjonsanlegget ble et koplet mekanisk system med 2 vibrende masser, en aktiv masse m, og en passiv masse mb • Økning i dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen ma. k- i: The vibration system became a coupled mechanical system with 2 vibrating masses, an active mass m, and a passive mass mb • Increase in dynamic amplification of dynamic forces against the mass ma.

Kompresjonskraften mot massen ma øker siden massen mb også bidrar i større grad til dynamisk kompresjonskraft The compression force against the mass ma increases since the mass mb also contributes to a greater extent to the dynamic compression force

■ Redusert støy til omgivelsene siden bord og lodd i tilnærmet motfase summerer seg i større grad ut mot underlaget. Den transmitterte dynamiske kraften mot underlaget blir derfor mindre. ■ Reduced noise to the surroundings since boards and plumb bobs in approximately opposite phase add up to a greater extent towards the substrate. The transmitted dynamic force against the substrate is therefore less.

di: say:

• Høyere stabilitet siden d1 filterer bort lavfrekvente uønskede ustlag i vibrasjonsanlegget på bord og lodd og hindrer på den måten anlegget å gå ustabilt. • Mindre støy til omgivelsene siden d1 dissiperer energi og fungerer på den måten som en "buffer" mot underlaget. • Men redusert dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen ma kan oppstå dersom dempingen er for høy eller at kompresjonskraftens grunnfrekvens er for lav slik at den ligger i det lavfrekvente området som d1 har som oppgave å dempe. • Higher stability since d1 filters out low-frequency unwanted outbursts in the vibration system on tables and weights and thus prevents the system from becoming unstable. • Less noise to the surroundings since d1 dissipates energy and thus acts as a "buffer" against the substrate. • However, reduced dynamic amplification of dynamic forces against the mass ma 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 that d1 has the task of damping.

k3: Innføring av k3 med statisk kraft fra bordet til loddet. k3: Introduction of k3 with static force from the table to the plumb line.

Ytterligere økning i dynamisk forsterkning av dynamiske krefter mot massen ma pga. høyere kompresjonsamplitude av massen ma og høyere frekvens. Siden en kan øke den statiske kraften mot massen ma med k3 vil en også øke den dynamiske kraften mot massen ma. Vibrasjonsenheten er også indirekte koplet til bordet via k3 slik at dette bidrar til økt aksellerasjon av bordet og dermed også økt dynamisk kraft fra underlaget. En annen årsak til høyere dynamisk forsterkning er at den statiske kraften gjennom k3 fører til at massen ma 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 komprisjonsamplitude av ma. Arbeisfrekvensen til anlegget øker også fordi at massen ma aksellerer bord og lodd i større grad ved at den har lengre kontakt med loddet over en svingeperiode. Høyere dynamisk kraft vil bidra med Further increase in dynamic amplification of dynamic forces against the mass ma due to higher compression amplitude of the mass ma and higher frequency. Since you can increase the static force against the mass ma with k3, you will also increase the dynamic force against the mass ma. The vibration unit is also indirectly connected to the table via k3 so that this contributes to increased acceleration of the table and thus also increased dynamic force from the substrate. Another reason for higher dynamic amplification is that the static force through k3 causes the mass ma's dynamic response to approach the summed dynamic response of the table and plumb line. The dynamics of the solder are thus "pressed" further down into the mass ma to be compressed. This leads to higher compression amplitude of ma. The working frequency of the system also increases because the mass ma accelerates the table and plumb to a greater extent as it has longer contact with the plumb over a swing period. Higher dynamic power will contribute

mulighet for høyere kompakteringsgrad av massen ma som skal kompakteres. Redusert vibrasjonstid pga. høyere frekvens og høyere kompresjonsamplitude av ma. Dette fører til høyere kapasitet. Målinger viser possibility of a higher degree of compaction of the mass ma to be compacted. Reduced vibration time due to higher frequency and higher compression amplitude of ma. This leads to higher capacity. Measurements show

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 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

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 komprimert. Anlegget blir mer et lukket system. Ved å øke fjærstivheten i k3 vil that way less out to the surroundings. Stored dynamic energy in k3 is released to the mass ma at the time in the vibration when k3 is stretched or that ma is compressed. The facility will be more of a closed system. By increasing the spring stiffness in k3 will

anlegget kunne lagre mer dynamisk energi. the facility could store more dynamic energy.

• Høyere stabilitet siden tf* kan økes ytterligere uten at kompresjonskraften mot massen ma reduseres. En av fordelene med oppfinnelsen er at en kun med vibrasjonsenheten kan sette hvilken frekvens anlegget skal vibrere på. Arbeidsfrekvensen kan dermed flyttes i større grad ut av det lavfrekvente området slik at det lettere kan dempes lavfrekvente signaler med df uten å dempe kompresjonssignalet som har høyere frekvens (lettere å innføre et high pass filter). Dempingen cf, kan derfor lettere økes uten at det skal gå utover • Higher stability since tf* can be further increased without reducing the compression force against the mass ma. One of the advantages of the invention is that you can only set the frequency at which the system should vibrate with the vibration unit. The working frequency can thus be moved to a greater extent out of the low-frequency range so that it is easier to attenuate low-frequency signals with df without attenuating the compression signal which has a higher frequency (easier to introduce a high pass filter). The damping cf, can therefore be increased more easily without it being worse

den dynamiske forsterkningen mot massen som skal kompremeres. the dynamic reinforcement against the mass to be compressed.

• Fleksibilitet. Siden den statiske kraften mot massen ma kan justeres gjennom k3 kan en justere størrelsen på den dynamiske kraften mot massen ma. • Flexibility. Since the static force against the mass ma can be adjusted through k3, the size of the dynamic force against the mass ma can be adjusted.

I Figur 6 er det I uttrykket i belgene en kan optimalisere for å bestemme størrelsen på kraften. Med vibrasjonsenheten setter en amplitude [mm] /frekvens forholdet [Hz] av det dynamiske utslaget av bord og lodd. Dersom en øsnker at anlegget skal gå mer som en støt oscillator reduserer en frekvensen med vibrasjonsenheten for å øke amplituden [mm] på det dynamiske utslaget av bord og lodd. Ønsker en at anlegget skal gå mer som en "vibrasjonspresse" øker en frekvensen med vibrasjonsheten slik at amplituden [mm] av det dynamiske utslaget blir redusert. En slik innstilling reduserer også støyen til omgivelsene siden en reduserer for støt dersom vi holder samme dynamiske størrelse på kraften med trykkluft i belgene. Det optimale forholdet her er avhengig av hvilken masse som skal kompakteres, dens dimensjoner og om det vibreres med undertrykk eller ikke. In Figure 6, the I expression in the bellows can be optimized to determine the size of the force. With the vibration unit, an amplitude [mm] / frequency ratio [Hz] of the dynamic impact of table and plumb sets. If you want the system to work more like a shock oscillator, reduce the frequency with the vibration unit to increase the amplitude [mm] of the dynamic impact of the table and plumb bob. If you want the system to work more like a "vibration press", increase the frequency with the vibration intensity so that the amplitude [mm] of the dynamic impact is reduced. Such a setting also reduces the noise to the surroundings since it reduces too much impact if we keep the same dynamic size of the force with compressed air in the bellows. The optimum ratio here depends on the mass to be compacted, its dimensions and whether it is vibrated with negative pressure or not.

Vedlikehold og robusthet. Fleksibiliteten nevnt over kan føre til reduksjon av støt Dette reduserer anleggets slitasje og støynivået reduseres kraftig. Maintenance and robustness. The flexibility mentioned above can lead to a reduction in shocks. This reduces wear and tear on the system and the noise level is greatly reduced.

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 bli 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. As with the modified plant, the vibration frequency is adjusted towards the frequency where the dynamic amplification against the anode mass is greatest. It is also at this frequency that table and plumb line approach anti-phase. Due to the fact that the weight and table are connected to each other through the spring k3, the weight will help to push the table up when the table is on its way down to the floor. Since the transmitted dynamic force against the floor becomes a sum of plumb and table forces, where plumb force points in the opposite direction to force from the table, the transmitted dynamic force to the substrate will be reduced. This causes the vibration system to release less dynamic energy to the surroundings. Put another way, dynamic energy will be 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 within the system and releases less to the environment. Here it is important that the spring k3 has minimal damping, 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. With increased dynamic amplification against the anode mass, this increases the possibility of higher dynamic forces against the anode mass and/or less dynamic input force (eccentric force). This allows for higher product density and higher capacity.

Stabilitet Stability

Med et stabilt anlegg vil en unngå tilfeldige utsving på bord og lodd som forstyrrer jevn tilførsel av energi mot massen ma 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 med vibrasjonsenheten å øke arbeidsfrekvensen på anlegget. Dempningen d, 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 massen maved anleggets arbeidfrekvens. With a stable system, you will avoid random fluctuations on the table and plumb line that disrupt the even supply of energy to the mass ma 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 selected, it is important to prevent the plant 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 with the vibration unit to increase the working frequency of the plant. The damping d, can thus be increased to dampen low-frequency effects. An upper limit for this damping will be where no significant reduction in dynamic amplification against the mass is achieved at the plant's operating frequency.

Ved å regulere den statiske presskraften fra fjæren k3 kan man justere tettheten til det kompakterte produkt, evt. kan kompakteringstiden reduseres ved forhøyet statisk presskraft. Dette innebærer at kapasiteten til anlegget kan økes. Med det foreslåtte anlegg kan også presskraften justeres under selve kompakteringsforløpet dersom dette skulle være ønskelig. For eksempel kan det være effektivt å vibrere i det innledende forløp ved en relativt høy presskraft som senere avtar, og å øke denne igjen mot slutten av vibreringsforløpet. By regulating the static pressure force from the spring k3, the density of the compacted product can be adjusted, possibly the compaction time can be reduced with increased static pressure force. This means that the capacity of the plant can be increased. With the proposed system, the pressing force can also be adjusted during the compaction process itself, should this 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 muliggjør 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 vibreringen. Mengden materiale som ifylles formen før vibrering er gitt på forhånd og da kan man enkelt etablere en verdi som angir vekt/volum. Evt. kan vibreringen 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 one another or possibly the same physical dimensions as one another. This can be achieved by equipping the plant with measuring equipment that records how far down the plumb bob goes during the vibration. The amount of material that is filled in the form before vibration is given in advance and then a value indicating weight/volume can easily be established. If necessary, the vibration can be terminated when a certain level is reached, so that the physical external measurements become 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 vibrering). Dette vil gi bidrag i økt tetthet, redusert fare for sprekk og vibrering på høyere temperaturer osv. Figur 6 viser hvordan dette kan realiseres. En del av det totale loddet er innenfor vakuumrommet Vr som dannes av formveggene Fv1, Fv2 og en vakuumklokke Vk. Vakuumklokken kan via en ledning være tilkoplet utstyr som genererer undertrykk i vakuumklokken, så som en vifte eller lignende (ikke vist). Resten av den totale loddmasse (åket A og vibrasjonsenheten Ve) er utenfor men fast forbundet med bolter B1, B2 til delen av loddet Ld innfor vakuumrommet Vr. Dette fører til et minst mulig vakuumrom og evakueringstiden av gasser kan minimaliseres. Boltene må ha minst mulig totalt tversnitt for at undertrykket får minst mulig "sugeeffekt" på åket. Samtidig må boltene ha tilstrekkelig dimensjon og plassering slik at koplingen er robust og dreiemomentet i åket er innenfor forsvarlige verdier. Furthermore, the vibration system can be assigned equipment that generates negative pressure in the volume defined by the mold parts (the solder, the table and the mold walls) in which the mass ma is located so that any gas can be removed from the molds (vacuum vibration). This will contribute to increased density, reduced risk of cracking and vibration at higher temperatures, etc. Figure 6 shows how this can be realised. Part of the total solder is within the vacuum space Vr which is formed by the mold walls Fv1, Fv2 and a vacuum bell Vk. The vacuum bell can be connected via a cable to equipment that generates negative pressure in the vacuum bell, such as a fan or the like (not shown). The rest of the total solder mass (yoke A and vibration unit Ve) is outside but firmly connected with bolts B1, B2 to the part of the solder Ld inside the vacuum space Vr. This leads to the smallest possible vacuum space and the evacuation time of gases can be minimized. The bolts must have the smallest possible total cross-section so that the underpressure has the least possible "suction effect" on the yoke. At the same time, the bolts must have sufficient dimensions and placement so that the coupling is robust and the torque in the yoke is within reasonable values.

Ettersom massen ma kompakteres under vibrering vil åket Å nærme seg vakuumklokken. Det må derfor være en minimumsavstand til åket fra delen av loddet inn i vakuumrommet. Denne avstanden kan reduseres om vakuumklokken i tillegg har teleskopiske egenskaper. Totalhøyden av vibrasjonsanlegget kan likevel reduseres med å integrere vibrasjonsenheten i åket. As the mass must be compacted during vibration, the yoke Å will approach the vacuum bell. There must therefore be a minimum distance to the yoke from the part of the solder into the vacuum space. This distance can be reduced if the vacuum bell also has telescopic properties. The overall height of the vibration system can still be reduced by integrating the vibration unit into the yoke.

Claims

1. Method for compacting a material, in particular vibration of "green mass" in a forming 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 compaction , in that the mold parts are mutually physically integrated during the vibration by means of a static pressure force which can be constituted by at least one spring, characterized in that the mold parts are directly connected by means of the spring(s) { k3).

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 (k3) 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 are made up 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 by that the table is supported against the surface by means of at least one spring (k 1) and possibly a damping member (d,).

6. Procedure according to claim 5, characterized by that The characteristics of the spring { k-,) and the damping link ( d1) are further 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 horizontal direction.

8. Procedure according to claims 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 maximum amplification of dynamic force against the mass (ma) to be compacted, for example by the mold parts oscillating in approximately opposite phase.

9. Procedure according to claims 1 - 8, characterized by that the mass (ma) to be compacted is subjected to a negative pressure.

10. Plant for compacting a material, in particular vibration of "green mass" in a forming 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, the mold parts are mutually physically integrated by a static pressing force which can be constituted by at least one spring, characterized by the mold parts are directly connected by the spring(s) { k3).

11. Installation according to requirement 10, characterized by that the spring ( k3) has an adjustable static pressure force.

12. Installation according to requirement 10, characterized by that the spring (k3) has minimal damping and furthermore has a progressive spring force so that the pressing force is constant regardless of longitudinal changes of the spring.

13. Facilities according to requirements 10-12, characterized by that the spring (k3) consists of one or more elastic gas-filled bellows where the gas pressure can be regulated.

14. Plant according to claims 10 - 13, where the mold parts are vibrated in the vertical direction and are further constituted by 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 supported by a base, 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.

15. Installation according to requirement 14, characterized by that the table is supported against the surface by means of at least one spring { k-,) and possibly a damping link ( di).

16. Installation according to requirement 14, characterized by that the solder is impressed with vibration.

17. Facilities according to requirements 10-16, characterized by that the mass (ma) is compacted within a vacuum space (Vr) in which a negative pressure is assigned.

18. Installation according to requirement 17, characterized by that the vacuum space (Vr) is delimited by form walls (Fv1, Fv2), the table and a vacuum clock (Vk).