NO790970L - Fremgangsmaate og anordning for innpassing av nyinnsatte elektroder i elektrolyseovner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for innpassing

av nyinnsatte elektroder i elektrolyseovner etter nedtæring av den elektrodeplate som vender mot motelektroden, idet den elektrode som skal utskiftes trekkes ut av ovnen og en ny elektrode settes inn i stedet.

Ved aluminiumelektrolyse anvendes som kjent kullanoder som i lopet av sin driftstid avbrennes i stadig storre grad.

Herunder må anodene primært under driftstiden innstilles på nytt

i samsvar med avbrenningen, da det er av ytterste viktighet at anodenes avstandsinnstilling i forhold til aluminiumkatoden tilfredsstiller forut bestemte kriterier. Forenklet uttrykt,

må de flater av anodene som vender mot katoden alltid holdes i samme avstand fra aluminiumkatoden. Såsnart en anode er sterkt nedbrent må den utskiftes, og dette må finne sted på en sådan måte at den nyinnsatte anode anbringes i samme stilling i forhold til aluminiumkatoden som den uttatte anode. For dette formål er det vanlig å forsyne den gamle anode med en krittstrek, og stille den gamle og den nye anode ved siden av hinannen på gulvet for derved å overfore det krittmarkerte mål på den gamle anode til den nye anode. Denne fremgangsmåte er imidlertid unoyaktig på grunn av krittstrekens bredde, paralax-feil ved måloverforing fra den gamle til den nye anode, oppstillingsflatens ujevnhet og så videre. Denne beskrevede fremgangsmåte avhenger således med hensyn til sin noyaktighet prinsipielt i hoy grad av subjektive målefeil av betjeningspersonalet såvel som tilfeldige objektive feil.

For å overvinne de ovenfor angitte ulemper, foreslås det i henhold til foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte som er

kjennetegnet ved de særtrekk som er angitt i krav 1.

En anordning for utforelse av oppfinnelsens fremgangsmåte har

de særtrekk som er angitt i krav 6, og en detektor for registrering av en oppnådd forut bestemt stilling for en elektrode er kjennetegnet ved de særtrekk som er angitt i krav 12.

Da den samlede lengde av den gamle nedtærede elektrode ikke er kjent, må denne lengde fastlegges når elektroden ikke befinner seg i arbeidsstilling. For dette formål må det eksakt fastlegges når elektrolyseélektrodene ved utveksling når en forut bestemt stilling. For dette formål foreslås en detektor med de særtrekk som er angitt i krav 15.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til

de vedfoyde tegninger, hvorpå:

Fig. 1 viser skjematisk holde- og uttrekks-innretninger for anodene i en elektrolyseovn, for klarlegging av vesentlige målestorrelser og deres innbyrdes forhold for å oppnå noyaktig utskifting mellom en gammel og en ny anode, Fig. 2 viser en skisse av samme art som fig. l,i_det tilfellet det tas hensyn til forskjellige belastningsforhold for uttaksinnretningen, på grunn av forskjellig vekt av den gamle og den nye anode, Fig. 3 er en ytterligere skisse av samme art som fig. 1 og 2, idet det i dette tilfelle tas hensyn til forskjellig belastning av anodeholderen på grunn av forskjellig vekt av den gamle og den nye anode, Fig. 4 er et funksjons- og blokk-diagram av en anordning for utforelse av den fremgangsmåte som er anskueliggjort i fig. 1-3, Fig. 5a - 5c gir en sammenligning mellom de opptredende utgangssignaler som funksjon av tiden og anodeforskyvningsveien i en posisjonsdetektor som inngår i en innretning i henhold til fig. 3, Fig. 6 viser en skjematisk skisse av en posisjonsdetektor for påvisning av en forut bestemt posisjon for den avbrente anode-flate, og Fig. 7 viser, sett fra siden, en mulig utforelse av den detektor som er skjematisk vist i fig. 6.

I fig. 1 er det skjematisk vist en anodebjelke 1 hvorpå det er losbart festet en bærestang 3 for anoder 5. Anodene 5 er opphengt i holdeinnretninger 13 som tillater forskyvning av anodene i forhold til anodebjeiken 1. Denne forskyvningsmulighet er som kjent anordnet for at anodene på grunnlag av erfarings-verdier, f.eks. med hensyn til strømtetthet og katodekrumning, skal kunne senkes og heves hver for seg. Anodebjeiken 1 kan også selv hoydeinnstilles, slik det er angitt ved pilen z, for å kunne senke samtlige anoder på en gang i samsvar med forventet midlere avbrenning. Anodene 5 rager ned i den skjematisk angitte elektrolyseovn 7.

Når en anode er avbrent i sådan grad at den må utveksles, trekkes den ut av elektrolyseovnen 7 ved hjelp av en kran 15 som er skjematisk angitt i fig. 1 og som omfatter vertikalbærere 17 og horisontalbærere 19 såvel som en lofteinnretning 21, etter at anodene er frigjort fra holdeinnretningen 13. I fig. 1 er en avbrent anode vist ved 5a. Ved hjelp av kranen 15 trekkes nå denne anode så langt ut av ovnsområdet 7 og fra anodebjeiken 1 at anodens avbrente flate 11 befinner seg i et forste horisontalplan E^.

Den avbrente flate er imidlertid i praksis aldri helt plan, men er i de fleste tilfeller sterkere avbrent langs kantene enn i midten. På denne bakgrunn kan det således defineres at anodeflaten 11 har nådd et visst horisontalplan når dens horisontale tangentplan faller sammen med vedkommende horisontalplan.

Den vei a som anoden har tilbakelagt for å nå frem til planet med sin flate 11 avmerkes eller lagres. Deretter transporteres den gamle anode ved hjelp av kranen 15 til et anodemagasin (ikke vist), og fra dette magasin tas det ut en ny anode 5n. Denne nye anode 5n som er vesentlig hoyere enn den gamle, men som er forsynt med en anodebærer 3 av samme lengde, anbringes ved hjelp av kranen 15 med sin ennå ikke avbrente flate 11 i et annet horisontalplan E2.

Når avstanden d mellom det forste og det annet plan samt uttreksveien a for den gamle anode 5a er kjent, nedsenkes den nye anode 5n nedover fra planet E_ en strekning c som er bestemt ved uttrykket:'<1>

Etter nedsenkning av den nye anode 5n en nedsenkningsvei lik c vil anodeflaten 11 på den nye anode ligge i noyaktig samme stilling i forhold til aluminiumkatoden 9.som den avbrente flate 11 på den gamle katode 5a for denne anode ble tatt ut av elektrolyseovnen.

Fig.? 2 er en skisse av samme art som fig. 1, og anskueliggjor innvirkningen av forskjellige kranbelastninger. Ved uttak av den gamle anode 5a senkes denne på grunn av en nedboyning D^av horisontalbæreren 19 med en avstandsverdi k.^• D^. Alt etter den konstruktive tilordning av planet E^ synker dette plan på grunn av kranbelastningen med en verdi • D^. Hvis planet E^ sammen med en passasjedetektor 23 i dette plan er konstruktivt sammenkoblet med heisestedet, f.eks. heiseinnretningen 21 for kranen 15, slik dette er antydet med strekpunktert linje i fig. 2, så vil også dette plan synke med en verdi tilsvarende D^, slik det er vist med stiplet linje, idet ^ i dette tilfelle blir lik 1.

Hvis anodens vekt overfores til kranen for anoden loses fra anodebjeiken 1, så blir k^ lik 0. I dette tilfelle overfores ikke nedboyningen D^til anoden.

Ved håndtering av den nye, vesentlig tyngre anode 5n oppstår en storre belastning av kranen, således at det annet horisontalplan E^sammen med en passasjedetektor 23 i dette plan nedsenkes med en verdi k2* D2vec^ en ne^t)6yning D2av lieise:i-nn:re'tn:i-n9eri 21.

Hvis heiseveien for den gamle anode 5a opp til planet E^ atter betegnes med a og nedsenkningsveien for den nye anode 5n igjen betegnes med c, så gjelder ligningen:

så sant i ubelastet tilstand posisjonen av E^er den samme som posisjonen av E2, hvilket er forutsatt i fig. 2 ved betegnelsen E^/E2. Ved en kombinasjon av de skjematiske fremstillinger i fig. 1 og 2 vil det nå fremgå at nedsenkningsveien for den nye anode 5n i det almene tilfelle kan utledes av uttrykket:'1

I denne ligning er:

d lik avstanden mellom planene E.. og E2i ubelastet tilstand,

D.. lik senkningen av heiseinnretningen 21 ved belastning med

den gamle anode,

D2lik senkningen av heiseinnretningen 21 ved belastning med

den nye anode,

k^ lik en proporsjonalitetsfaktor mellom heiseinnretningens senkning og den tilsvarende senkning av den gamle anode 5a, idet k^= 0 hvis anodens vekt overtas av kranen for den loses fra anodebjeiken, og ellers k^ = 1, og

k2er en proporsjonalitetsfaktor mellom heiseinnretningens senkning D^, D2og den tilsvarende senkning av passasjeplanene

E1, E2, idet

En forste konstruktiv og hensiktsmessig forenkling oppnås ved

at de to horisontalplan E^og E2, slik som angitt i fig. 2, utgjores av et og samme plan E^/E2- I henhold til fremstillingen i fig. 2 er det da bare nodvendig å ta hensyn til de forskjellige belastninger, idet d er lik 0.

I dette tilfelle er det også bare nodvendig med en eneste passasjedetektor 23 for påvisning av passasjen av flaten 11 på såvel den gamle som den nye anode.

Ut i fra kjennskap til de forskjellige anodevekter i henhv. avbrent og ny tilstand såvel som kranen mekaniske verdier, er det naturligvis uten videre mulig å fastlegge de forskjellige påkjenninger av kranen ved beregninger, og således korrigerer den avmerkede eller lagrede uttrekksvei a for anoden. Da det for noyaktig plassering av anodene enkeltvis, og samlet i alle fall i stor utstrekning anvendes prosessregnemaskiner, vil en sådan beregning ikke medfore noen vesentlig oket belastning av disse maskiner. Krandata samt vekten av den nye og avbrente anode kan lagres som midlere er f aringsverdier i.datamaskinene og anvendes som korreksjonsledd. Skjont en forholdsvis noyaktig plassering av den nye anode 5n er mulig på denne måte, har likevel denne beregningsprosess den ulempe at vekten av den gamle, avbrente anode 5a må inngå som erfaringsverdi i beregningen og forskjeller fra den ene til den annen avbrente anode ikke kan tas hensyn til..

I denne forbindelse oppnås en forbedring av noyaktigheten ved at passeringsdetektoren 23 og det tilsvarende plan E^/E^ som i det folgende kalles E, konstruktivt anordnes på sådan måte at forskjellige kranbelastninger ikke forskyver dette plan. Man oppnår da verdien k2= 0. Som angitt i fig. 3, forbindes i tillegg passeringsdetektoren 23 f.eks. med vertikalbæreren 17 i kranen 15. Videre må det ved hensiktsmessig konstruksjon, f.eks. av vertikalbæreren, sikres at forskyvningene av planet E ved forskjellige kranbelastninger kan neglisjeres.

I fig. 3 er det tegnet inn en koordinatakse x parallelt med heiseretningen og hvis nullpunkt ligger i nivå med detektoren 23, hvilket vil si i planet E. Langs aksen x kan det f.eks. være opptegnet stillingskoordinater for opphengningspunktet av anodebæreren 3 i kranen 15. Ved avlastet holdeinnretning 13, men ennå ikke hevet gammel anode 5a er anodens posisjon x^. Heisedetektoren 25 avfoler heiseveien forden gamle anode 5a, inntil anodeflaten 11 når det plan E som overvåkes av detektoren 23. Detektoren 23 avgir da et signal Sx .. (x = 1 a ) , idet 1 atilsvarer den samlede lengde av den gamle anode. Tilsvarende et utgahgs-signal S0 (1 - x.. ) fra detektoren 2 5 lagres i dette oyeblikk heiseveien a, på en måte som vil bli nærmere beskrevet senere. Utgangssignalet fra detektoren 25 er i fig. 3 generelt betegnet med ( Ax). Etter avmerking eller lagring av heiseveien a anbringes, som tidligere omtalt, den gamle anode 5a i anodemagasinet hvoretter den nye anode 5n gripes og anbringes med sin flate 11 i det plan e som overvåkes av detektoren 23. Denne detektor 23 avgir nå et signal S- (x = ln) som angir at forbindelsespunktet mellom kranen og anodebæreren 3 ligger noyaktig den nye samlede anodelengde 1 over planet E. Til slutt nedsenkes den nye anode 5n den registrerte heisevei a. Efeten 11.på den nye anode 5n vil da befinne seg på onsket sted.

I denne utredning er det hittil ikke tatt hensyn til nedboyningen av anodebjeiken 1. Ved anbringdse av den nye, vesentlig tyngre anode blir denne bjelke sterkere belastet, således at en sterkere nedboyning opptrer, alt etter feste-punktet for den nyinnsatte anode. Skljiønt denne ytterligere nedboyning i de fleste tilfeller kan neglisjeres, er det imidlertid uten videre mulig å kompensere denne noyaktig. Denne kompensasjon må finne sted i samsvar med vektf or skjellen mfhellom den nye og den gamle anode. Da imidlertid vekten av den gamle anode forst må fastlegges ved hjelp av tilleggsanordninger, foreslås det at vekten av den gamle anode forst overtas av kranen, hvilket vil si at holdeinnretningen 13 forst avlastes og anode bjelken 1 deretter belastes av en kraft tilsvarende den kjente vekt av den nye anode, slik det er antydet med pilen P i fig. 3. Derved nedboyes anodebjeiken 1 i like stor grad som den senere vil nedboyes av den nye anode 5n, og senker derved den gamle anode 5a (antydet ved stiplet linje). Denne senkning A registreres f.eks. ved hjelp av detektoren 25 og lagres således at den påfSigende oppmålte heisevei a<1>kan korrigeres med verdien 2 A og nedsenkningsveien c for den nye anode 5n er gitt ved:

Ved denne fremgangsmåte er det ikke nodvendig å bestemme vekt-forskjellen mellom den nye og den gamle anode.

Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte egner seg særlig godt for en automatisering av anodeinnpasningen, særlig ved hjelp av den måleanordning som er vist i fig. 3. Denne fremgangsmåte kan likevel også naturligvis utfores uten en sådan automatisering, idet utgangssignalet fra detektoren 23 registreres av en operator, som ved hevning av den gamle anode 5a da stopper kranen en kort tid, avleser utgangssignalet fra heisedetektoren 2 5 og styrer manuelt nedsenkningen av den nye anode 5n tilsvarende denne avlesning. Hvis det skal tas hensyn til korreksjonsledd, så kan operatoren sorge for dette.

Den beskrevede fremgangsmåte egner seg naturligvis ikke bare for korrekt anbringelse av utskiftede anoder i en elektrolyseovn for aluminium, men også for utskifting av elektroder ved elektrolyseprosesser i sin alminnelighet, hvorved den elektrodeflate som vender mot en motelektrode nedtæres og en noyaktig innstilt plassering av elektroden i forhold til motelektroden er av vesentlig betydning.

I fig. 4 er det vist et funksjons- og blokk-diagram for automatisering av den beskrevede fremgangsmåte. For uttak av den gamle anode 5a påvirkes manuelt en heisebryter T for heiseinnretningen 21. Derved tilbakestilles forst bistabile elementer 2 9, 33, 41 og 43 såvel som et lagerelement 31 og en registreringsenhet 45. Bevegelsen av "heiseinnretningen 21 frembringer en forandring av koordinatstilling for forbindelsespunktet mellom anodebæreren 3 og krantrekket, tilsvarende heisestrekningen x (t). Heisefunksjonen x (t) omvandles i en omformer 35, tilsvarende detektoren 25 i fig. 3, til en fysikalsk storrelse som kan viderebehandles og særlig lagres. Omformeren 35 avgir således f.eks. fra sin utgangsside elektriske impulser tilsvarende tilbakelagte heiseinkrementer ab. Ved dette tidspuhkt befinner den gamle anode 5a seg fremdeles fast-holdt i holdeinnretningen 13. Kranens heiseinnretning bevirker således en avlastning av holdeinnretningen 13, hvilket registreres av den skjematisk antydede belastningsdetektor 27

på holdeinnretningen. Denne detektor sammenligner belastningen G av holdeinnretningen 13 med O-belastningen. Når en fullstendig avlastning er oppnådd, innstilles et bistabilt element 2 9, hvorved det sluttes en avlastningsbryter Tj, som er koblet på utgangssiden av omformeren. I dette oyeblikk stanses fortrinnsvis heiseinnretningen 21 midlertidig (styring for dette er ikke vist). Anodebjelken 1 belastes nå med en simulerings-last tilsvarende fig. 3, således at den gamle anode 5a senkes tilsvarende den således frembragte nedboydning av anodebjelken 1. Den heisevei som oppnås på denne måte tilfores et lagringselement 21 gjennom en bryter T4som da er sluttet, inntil simuleringslasten har oppnådd sin tilsiktede verdi, hvorpå bryteren T. åpnes gjennom et bistabilt element 33 og en heisevei tilsvarende 2A. i fig. 3 lagres i et lagringselement 31.

Ved 32 er det skjematisk angitt en belastningsdetektor, som f.eks. kan være anordnet på anodebjelken.

Utgangen fra omformeren 35 er over den fremdeles sluttede avlastningsbryter T 3 og en sluttet bryter forbundet med et lagringselement 3 7, som tilbakestilles i det oyeblikk bryteren T. åpnes. Holdekoblingen mellom holdeinnretningen 13 og den gamle anode 5a loses så, hvorpå heiseinnretningen 21 atter settes igang, således at den gamle anode 5a trekkes ut av holdeinnretningen 13. Simuleringslasten T kan nå fjernes. Den tilbakelagte heisevei, som er omvandlet ved hjelp av omformeren 35, tilfores nå lagringselementet 37. Forskyvningen x (t) av forbindelsespunktet mellom anodebæreren 3 og kranen heiseinnretning bevirker en tilsvarende hevning av anodeflaten 11, som tilbakelegger en avstand tilsvarende koordinatverdien x (t) -1 . Denne stilling av anodeflaten 11 sammenlignes i en sammenlignings-, enhet 39 med en forut bestemt fast verdi xQ. Ved overensstemmelse mellom de sammenlignede verdier avgir sammenligningsenheten 39

et likhetssignal, hvorved et bistabilt element 41 innstilles. Dette medforer åpning av bryteren T^, således at forbindelsen mellom omformeren 35 og lagringselementet 37 avbrytes. Den inntil da tilbakelagte heisevei tilsvarende a eller a' i fig. 3 er således da lagret i elementet 37. Ved åpningen av bryteren T,- sluttes en bryter T^, som forbinder utgangssiden av sammena ligningsenheten 3 9 med et ytterligere bistabilt element 43.

Den gamle anode innsettes nå i anodemagasinet, og den nye anode heises opp fra dette magasin og senkes ned gjennom ovnsåpningen. Denne nedsenkning utloses ved en manuell påvirkning av en nedsenkningsbryter T2. Denne lukking av nedsenkningsbryteren T2bevirker en lukking av bryteren T^, som gjennom avlastnings-bryteren TV, er koblet på utgangssiden av omformeren 35. Flaten 11 på den nye anode 5n passerer ved nedsenkingen koordinat-verdier tilsvarende x(t)-l n . Hvis den tilsvarende stilling3 stemmer overens med verdienXq, så avgir atter sammenligningsenheten 3 9 et likhetssignal ab, som gjennom den nå lukke bryter T, tilfores det bistabile element 43, som lukker en bryter Tg.

Utgangssiden av omformeren 35 er nå over de sluttede brytere

T^, T^, Tg forbundet med en registreringsenhet 45. På omformerens utgang avgis et signal tilsvarende den tilbakelagte nedsenkningsvei, som i en substråksjonsenhet 47 korrigeres med den verdi 2A som er lagret i lagringselementet 31. Den korrigerte nedsenkningsvei sammenlignes i en sammenligningsenhet 49 med den hevevei som er lagret i lagringselementet 37. Ved samsvar mellom de sammenlignede signaler avgir sammenligningsenheten 49 et utgangssignal n, hvorved heiseinnretningen 21 stanses. Den nye anode 5n har da nådd sin tilsiktede plassering i ovnen.

Hvis omformeren 35, slik det ovenfor er angitt som eksempel, avgir elektriske impulser som funksjon av gjennomlopte heiseinkrementer, så er lagringselementene 31, 37 og registrerings-enheten 45 fortrinnsvis utfort som tellere. Ved avbrytelse av tilforselsledningene for omformerens utgangspulser til elementene 31, 37 stanses tellerne og gjor fra dette oyeblikk tjeneste som lagringsenheter. En teller som gjor tjeneste som registreringsenhet .45 teller de vei-inkrementer som den nye anode tilbakelegger ved sin nedsenkning. Hvis lagringselementet 37 er utfort som frem- og tilbake-teller, så kan registrerings-enheten 45 utelates, idet telleren omkobles til tilbaketelling ved nedsenkning av den nye elektrode, og bringes til å telle tilbake til 0 fra den endelige telleverdi som er oppnådd ved hevning av den gamle anode. Korreksjonsverdien 2 & gjores gjeldende ved at tilbaketellingen ved nedsenkning av den nye anode 5n ikke finner sted til 0, men til en korrigert verdi, og heiseinnretningen 21 stanses når denne verdi er oppnådd.

Det vil være åpenbart at de funksjonsenheter som er opptegnet i fig. 4, slik som brytere, bistabile elementer og så videre, fortrinnsvis er utfort som elektroniske byggedeler, idet koblingsfunksjonene finner sted som signalforbindelser ved hjelp av logiske porter. Prinsipielt avmerkes eller lagres bare hevningen av den gamle anode til en forut bestemt stilling, samt eventuelle korreksjonsverdier. Ut i fra denne posisjon sammenlignes nedsenkningsverdien for den nye anode med den lagrede hevevei, eventuelt etter utforelse av en korreksjon.

Sammenkoblingen av avlastningsBetingelsen for holdeinnretningen 13 med registreringen av hevestrekningen samt anbringelse av simuleringsbelastningen P kan naturligvis bortfalle ved mindre fordringer til noyaktigheten.

Sammenligningsinnretningen 39 tilsvarer detektoren 23 i fig. 3. Omformeren 3 5 kan videre være innrettet for å avgi en abs.verdi for den tilbakelagte hevestrekning, og da kan f.eks. selv omfatte en teller. I dette tilfelle behover bare faste verdier å være lagret i lagringselementene 31 og 37, tilsvarende de oppnådde telleverdier ved åpningstidspunktene for bryterne T^, henhv. T5. Tellerens utgangssignal sammenlignes ved nedsenkning av den nye anode direkte med den lagrede verdi i lagringselementet 37, eventuelt etter utfort korreksjon med den verdi som er lagret i lagringselementet 31.

Da likevel en prosess-regneenhet vanligvis er anordnet for kontinuerlig styring og regulering av anodeplasseringene i elektrolyseovner for aluminium, kan den anordning for automatisering av anodeinnpasningen som er beskrevet i fig. 4, uten videre inngå i den allerede foreliggende regneenhet.

En ulempe ved den hittil beskrevede fremgangsmåte for anode-innpasning består i at det for deteksjon av plasseringen av henhv. den gamle og den nye anode utnyttes to forskjellige dynamiske koblingskriterier for detektoren 23. Hvis detektoren 23 f.eks. frembringer et utgangssignal med hoy\erdi såsnart anoden som helhet har gjennomlopt det overvåkede plan E, så fremkommer det i avhengighet av tiden ved hevning av den gamle anode 5a et utgangssignal i henhold til fig. 5a. Når heiseveien x har nådd en verdi tilsvarende (1 cL -D cL) i henhold til fig. 3, så vil detektoren 23 registrere begynnelsen av den gamle anodes passasje gjennom planet E. DCLtilsvarer herunder anodetykkelsen. Når heisestrekningen x har nådd verdien 1 cL, så forlater den gamle anode det overvåkede plan E og utgangssignaler fra detektoren avtar slik som angitt med pil ved bakflanken i fig. 5a. Denne koblingsflanke utnyttes som posisjonskriterium. Ved

foring av den nye anode 5n til det overvåkede plan E oker utgangssignalet fra detektoren 23 tilsvarende fig. 5b såsnart heiseveien x har nådd verdien ln, med en positiv koblingsflanke som i dette tilfelle umiddelbart anvendes som posisjonskriterium.

Særlig elektriske koblingselementer oppviser som kjent ofte forskjellig steilhet ved henhv. forflanker og bakflanker. For å unngå at dette forhold påvirker noyaktigheten av anodeplasseringen, beveges enten den gamle eller den nye anode forst forbi sin tilsiktede posisjonsverdi, og fores deretter ved omkastet bevegelse i samme bevegelsesretning som den annen anode til sin tilsiktede plassering. Dette er i fig. 5c vist for den gamle anode. Denne anode fores forst fullstendig gjennom det overvåkede plan E, inntil heisestrekningen x er storre enn 1 , hvorpå bevegelsesretningen vendes, og anoden fores ovenfra på nytt til det overvåkede plan E. Ved denne fremgangsmåte står en stigende forflanke til disposisjon som posisjonskriterium for begge anoder, (kombinasjon av fig. 5b og 5c).

Som angitt strekpunktert i fig. 5b og 5c er det vanligvis fordelaktig ved begge anoder kort for den tilsiktede posisjon oppnås å nedsette bevegelseshastigheten og derpå fore anodeflaten 11 med en lavere tilnærmelseshastighet mot den onskede posisjon.

Den nevnte tilnærmelsesbevegelse av anodene til det overvåkede plan E med tilsvarende omkastning av bevegelsesretningen kan naturligvis styres automatisk ved hensiktsmessig utnyttelse av utgangssignalet fra detektoren 23.

Detektoren 23 i henhold til fig. 3, som tilsvarer sammenligningsenheten 39 i fig. 4, kan utfores som elektrooptisk omformer, idet det opprettes en lyssperre i det plan E som skal avfoles, og gjennombrytning av denne sperre av anodene registreres av omformeren. Da det i ovnsområdet imidlertid foreligger en sterk forurensning av omgivelsesluften, vil en entydig deteksjon av anodeposisjonen ved hjelp av lyssperrer vanskelig uten komplisert tilleggsutrustning. Sådan tilleggsutrustning kan bestå i anordning av sterkt fokuserte lyssperrer, f.eks. laser-stråler, eller i opprettelse av deteksjonskrit erier som går ut på at lyssperren f.eks. betraktes i lopet av en forut bestemt tid, og det forst deretter med sikkerhet utledes et utsagn om anoden virkelig har nådd den onskede posisjon eller ikke..I fig. 6 er det vist en ytterst enkel mekanisk/elektr<p>optisk avfoler som detektor 23, og denne avfoler kombinerer optimalt drift-sikkeEheten for en mekanisk detektor med fordelene ved en elektrooptisk posisjonsovervåkning. På vertikalbæreren 17 for kranen 15 er f.eks. en vektstang 51 svingbart opplagret i et lager 51 på sådan måte at den er svingbart bevegelig i et plan parallelt med heiseretningen H for kranen. En arm 55 av vektstangen 51 rager med folerhode 57 inn i det romområde B som anodene passerer ved foring ut av og inn i elektrolyseovnen. Som allerede nevnt, er anodeflaten 11 på den gamle anode ofte sterkere avbrent ved kantene enn i midtområdet, således at denne anode, som antydet ved flaten 11 a i fig. 6, er konveks krummet mot midten. Som en folge av dette rager avfolingshodet 57 på armen 55 fortrinnsvis frem til virkningslinjen w for krantrekket H. På en vektstangarm 59 som er anordnet på motsatt side av opplagringspunktet 53 i forhold til armen 55 er det anbragt en skjerm 61 med en blenderåpning 63, som svinges opp og ned av vektstangen 51. F.eks. på vertikalbæreren 17 er det f.eks. anordnet en stasjonær optisk sender 65 med en mottager 67 utfort som elektrooptisk omformer. Ved hjelp av senderen 65 og mottageren 67 opprettes en overvåkende lyssperre 69, som ved hjelp av blenderåpningen 63 i skjermen 61 henhv. frigjores eller avbrytes. Vektstangen 51 holdes f.eks. av fjærelementer 70 i noytralstilling, således at den kan svinges av anodene i begge bevegelsesretninger og en skadelig mekanisk påvirkning fra anodene er utelukket. Det er imidlertid også mulig å holde vektstangen 51 så lenge i den nedsvingte stilling at den gamle anode har passert planet E nedenfra og oppover, hvoretter vektstangen tillates å svinge oppover. Denne svingning oppover kan f.eks. utloses ved hjelp av koblingsflanken A i henhold til fig. 5c.

Det er naturligvis uten videre mulig å anordne skjermen 61 med blenderåpningen 63 stasjonært og anordne enten mottageren 67 eller senderen 65, eventuelt begge, bevegelig tilkoblet vekt-stangarmen 51. Den losning som er vist i fig. 6, har imidlertid den fordel at ingen av de bevegelige deler behover å være utstyrt med elektriske forbindelser. Ved hensiktsmessig valg av lengdeforholdet mellom armene 55 og 59 samt fokusering av sperrestrålenog passende åpningsvidde for blenderen 63, kan den bevegelse som meddeles vektstangen 51 fra anodene avfoles meget noyaktig. Den elektrooptiske anordning med lyssperren 61 plasseres fortrinnsvis utenfor det umiddelbare ovnsområde samt avskjermet fra dette, slik som antydet ved skjermen 71, og således beskyttet mot forurensninger og stov.

I fig. 7 er det angitt en praktisk utforelse av den mekanisk/ elektrooptiske foler som er prinsipielt anskueliggjort i fig. 6. Da det av omkostningsgrunner må streves etter å holde de nodvendige heisehoyder så lave som mulig, foreslås det å holde vektstangen svingt nedover i sin hvilestilling, således at den forst forskyves oppover når anoden nettopp har forlatt plafcet E. En folerarm 73 med et folerhode 75 er fast forbundet med en lett skråstilt overforingsarm 77. Disse to armer danner tilsammen en vektstang 73, 77. Ved en leddforbindelse 79 er vektstangen 73, 77 svingbart opplagret i forhold til en bærer 81. I umiddelbar nærhet av leddforbindelsen 79 er det på vektstangen 73, 77 anordnet to kneleddarmer 83 og 85. Den ene kneleddarm 83 er lett skråstilt i forhold til aksen for opplagringen 79 i retning med urviseren, mens den annen kneleddarm er forskjovet i motsatt dreieretning. På kneleddarmen 83 virker en fjærkolbe 87, mens kneleddarmen 85 fortrinnsvis påvirkes av en hydraulisk drevet kolbe 89.

Armen 77 er som nevnt lett skråstilt i forhold til armen 73 og bærer ved sin ytterende en skjerm for avstengning og utslipp av en lyssperre 93 for en fotoelektrisk mottager/senderanordning 95, 97. Likesom svingeleddet 79 er også den fotoelektriske mottager/ senderanordning 95/97 stasjonært festet på bæreren 81. Fjær-organet 69 i henhold til fig. 6 tilsvarer i den praktiske utforelse fjærkolben 87. I den arbeidsstilling som er vist i fig. 7, danner armen 83 en spiss vinkel med aksen for fjærkolben 87, på sådan måte at når en forut bestemt kraft virker nedover på armen 73 og beveger armen 83 mot kraftvirkningen av fjærkolben 87 forbi et dodpunkt, vil vektarmen 73, 77 bli raskt fjærdrevet til hvilestilling mot urviserens dreieretning. Dodpunktet overskrides når virkningslinjen for kraften fra fjærkolben 87 veksler fra den ene til den annen side av lageraksen 79, hvorved også det frembragte moment av fjærkolben på vektstangen 73, 77 forandrer retning. Ved senkning av en anode forbi planet E, på-skyndes således vektstangens dreiebevegelse mot urviseren i retning nedover. Hvis passasjen av en anode eller dens flate mot motelektroden gjennom planet E skal registreres, aktiveres kolben 89 f.eks. ved hjelp av koblingsflanken A i henhold til fig. 5c på

sådan måte at den over knearmen 85 atter bringer vektstangen 73,

77 over dodpunktet til den viste arbeidsstilling i fig. 7. For at den raske bevegelse nedover ved hjelp av kolben 89 ikke skal påvirkes, gjores denne kolbe trykklos i arbeidsstillingen av vektstangen 73, 77.

Ved den beskrevede fremgangsmåte ble det oppnådd innstillings-noyaktigheter for kullanoder tilsvarende + 1 mm. Ved oppfinnelsens fremgangsmåte og styreanordning oppnås således en ytterst presis utskifting av anoder. Særlig ved allerede foreliggende elektroniske styreanordninger for anodeplasseringen, trenges det bare lite tilleggsutrustning for utforelse av oppfinnelsens fremgangsmåte. Den foreslåtte detektor gjor det mulig på enkel måte å fastslå anodenes passasje av en forut gitt posisjon.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for innpassing av nyinnsatte elektroder i elektrolyseovner etter nedtæring av den elektrodeflate som vender mot motelektroden, idet den elektrode som skal utskiftes trekkes ut av ovnen og en ny elektrode settes i stedet, karakterisert ved at man registrerer passasjen gjennom et forste plan (E^ ) for den flate som vender mot motelektroden (9) på den elektrode (5a) som skal utskiftes, og avmerker den tilbakelagte uttrekksvei frem til dette plan (E^ ), og at man ved nedsenkning av den nye elektrode (5n) registrerer passasjen gjennom et annet plan (E2 ) parallelt med det forste (E^ for den elektrodeflate (11) som vender mot motelektroden, idet avstanden (d) mellom de to passasjeplan er kjent, hvoretter den nye elektrode (5n) etter passasjen av det annet plan senkes ned i ovnen en nedsenkningsvei som er lik den avmerkede uttrekksvei (a) korrigert med hensyn på avstanden (E^ E2 ) mellom de to passasjeplan, hvorunder man fortrinnsvis velger et og samme plan som nevnte forste og annet plan.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man utleder nedsenkningsveien (c) for den nye elektrode (5n) med korreksjon for forksjellen 0^ 2 ' (°i ~ D2 ^ mellom belastningsavhengige forskyvninger av passasjeplanene (E^ , E,,) ved forskjellig belastning av en uttaks- og innforingsinnretning for elektrodene av henhv. den utskiftede og nyinnsatte elektrode, såvel som nedsenkningsverdien (k^ • ) for den utskiftede elektrode ved tilsvarende belastning av uttaks- og innfSringsinnretningen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at man enten ved uttrekk av den elektrode (5a) som skal utskiftes, eller ved nedsenkning av den nye elektrode (5n) etter passasje av det forste (E^ ) henhv. det annet plan (E2 ) av den elektrodeflate (11) som vender mot motelektroden (9), vender bevegelsesretningen for vedkommende elektrode og registrerer den påfSigende ytterligere passasje, for derved å oppnå samme dynamiske registreringskriterier ved vedkommende passasje såvel for den elektrode som skal utskiftes som for den nye elektrode.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, i det tilfelle de elektroder som skal utskiftes er anordnet i holdeinnretninger (13) i ovnen og som er belastet med elektrodenes vekt, karakterisert ved at man fSr en måling av uttrekksveien innledes belaster holdeinnretningen (13) med en last (P) tilsvarende den nye elektrode (5n) for å ta hensyn til den senere belastning av holdeinnretningen.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at man fSrst avlaster holde innretningen (13) for vekten av den elektrode (5a) som skal utveksles, og derpå belaster denne innretning med en last (P) lik vekten av den nye elektrode (5n), hvoretter feste av den elektrode (5a) som skal utveksles, ISses og dens uttrekksvei måles, således at nedsenkningsveien for den nye elektrode (5n) korrigeres med hensyn til senkningen av holdeinnretningen (13) ved belastning med vekten (P) av den nye elektrode (5n).

6. Anordning for utforelse av den fremgangsmåte som er angitt i krav 1, og utstyrt med en uttaks- og innforingsinnretning for elektroder, karakterisert ved at det er anordnet et forste detekteringsorgan (25, 35) for måling av elektrodenes bevegelses-vei, samt et annet deteksjonsorgan (23, 39) for registrering av nevnte passasjer av det forste og det annet passasjeplan (E^) E2 ) for den elektrodeflate (11) som vender mot motelektroden (9), på såvel den elektrode (5a) som skal utskiftes, som den nyinnsatte elektrode (5n).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at det annet detekteringsorgan (23) er festet på deler (17) av uttrekks-innforingsinnretning (15), som ikke med hensyn til sin stilling påvirkes av forskjellige belastninger fra den elektrode som skal utskiftes og den nyinnforte elektrode.

8. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at en lagringsenhet er forbundet med det forste detekteringsorgan (35) for å lagre en registrert elektrodeforskyvningsvei, og en sammenligningsenhet (49) er forbundet med såvel med lagringsenheten (37) som ved forste detekteringsorgan (35), for sammenligning mellom en nettopp tilbakelagt elektrodeforskyvningsvei med den lagrede, forskyvningswei, idet fortrinnsvis det annet detekteringsorgan (23, 39) over inngangskoblingsorganer er forbundet med lagringsenheten (37).

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at det er anordnet en ytterligere lagringsenhet (31), som er forbundet med en tilsats-enhet (47) på inngangssiden av sammenligningsenheten (49), for at sammenligningen i denne enhet skal kunne finne sted på grunnlag av en korrigert verdi for den lagrede eller nettopp tilbakelagte forskyvningsvei.

10. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at det er anordnet belastnings-anvisningsorganer (27, 32) for registrering av belastningen på holdeinnretningen (13) for elektroden, idet disse belastnings-organer er forbundet med styreinnganger for koblingsorganer (T^, T4 ) mellom lagringsenhetene (31, 37) og det forste deteksjonsorgan. (35).

11. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at det annet detekteringsorgan (3 9) er forbundet med styreinnganger for koblingsorganene (Tj -, TD,), som er innkoblet henhv. mellom det forste detekteringsorgan (35) og lagringsenheten (37) samt mellom det fois te deteksjonsorgan (35) og sammenligningsenheten (49), og er innrettet for under styring fra det annet detekteringsorgan (39) å forbinde det forste detekteringsorgan (35) enten med sammenligningsenheten (49) eller med lagringsenheten (37).

12. Detektor for registrering av oppnådd forut bestemt posisjon av elektrolyseelektroder ved utskifting av disse, karakterisert ved at det er anordnet en vektstang (51; 73, 77) som er svingbar . om en akse (53, 79) og i det minste i arbeidsstilling rager inn i et romområde (B) som passeres ved henhv. uttak og nyinnforing av en elektrode, mens det er anordnet et detekteringsorgan (69; 93) for å avfole vektstangens bevegelse, idet detekteringsorganet fortrinnsvis omfatter en lyssperre (69; 93), som i sin tur fortrinnsvis utgjores av en stasjonært anordnet mottager/senderinnretning (65, 67; 95, 97) og det på vektstangen fortrinnsvis er anordnet en skjerm (61; 91) for avbrytelse henhv. gjennomslipp av nevnte lyssperre.

13. Detektor som angitt' i krav 12, karakterisert ved at vektstangen { 51} 73, 77) er utfort som en.toarmet vektstang, hvis ene arm (55; 73) er utfort for kontaktdannelse med elektroden og hvis annen arm (59; 77) samvirker med detekteringsorganet (69; 93), hvorunder vektstangen fortrinnsvis ved hjelp av fjærorganer (77; 87) i det minste i arbeidsstilling, og fortrinnsvis et styrt drivorgan (89) er anordnet for å svinge vektstangen ut av en hvilestilling til arbeidsstilling, idet fjærorganene (70; 87) fortrinnsvis er utfort som fjærkolber og drivorganet (89) fortrinnsvis er utfort som hydraulisk kolbe.

14. Detektor som angitt i krav 13, karakterisert ved at fjærorganene er utfort som forspent fjærorgan (87) som etter svingning av vektstangen (73, 77) en forut bestemt vinkel ut av arbeidsstillingen automatisk bringer den i hvilestilling.

15. Detektor som angitt i krav 14, karakterisert ved at det på vektstangen er anordnet en forste knearm (83), som påvirkes av fjærorganene (87), og at fjærkraftens virkningslinje er forskjovet sideveis i forhold til aksen (79) i vektstangens arbeidsstilling og skifter side i forhold til aksen når vektstangen når den forut bestemte vinkel, for derved å svinge vektstangen til hvilestilling, mens fortrinnsvis en annen knearm (85) er anordnet på vektstangen for å påvirkes av drivorganet (89) på sådan måte at vektstangen svinger fra hvilestilling tilbake til arbeidsstilling.