SI7911975A8 - Stroj za kompaktiranje grafitnih kitov v oblogah metalurških peči - Google Patents

Description

ALUMINIUM ΡΕΟΗΙΝΕΥ, LVON, Francuska

MAŠINA ZA NABIJANJE UGLJENIČNIH TESTA U OBLOGAMA

METALURŠKIH PEČI

Oblast tehnike u ko,ju spada pronalazak

Pronalazak spada u ©blast metalurgije i elektrometalurgije, a. odnosi se na masinu za nabijanje ugljeničnih testa u metalurškim i elektrometalruškira pedima»posebno za nabijanje spojeva (sastavaka) pri spajanju ugljeničnih iii grafitnih blokova, koji sačinjavaju ©^Klogu elektrolitskih čelija za proizvodnju aluminijuma elektrolizom glinice rastvorene u rastopljenom kriolitu.Ovi ugljenični blokovi u tom slučaju obrazuju katodu.

Tehnički problem

Uobičajena smolasta testa,bilo za izradu spojeva,bilo za izradu samih elemenata obloge,spravi jaju se na relativno visoko j temperaturi,reda veličine od 110 do 140°C.La bi se .spoju iii obloži obezbedila dovoljna kompaktnost i nepropustljivost»potrebno je tc testo nanositi u sukcesivnim slo jevima,maksimalne debljine oc 15 do 20cm,uz nabijanje sa udarima svakog sloja; pomeču nabijača iii tučka montiranog na jednim pneumatskom aparatu.

Ovaj rad, koji se ranije vršio ručno,bio je težak za radnika koji ga je izvodio,zbog vibracija,toplote i isparenja katrana i dima.

Vek trajanja jedne elektrolitske čelije za proizvodnju aluminijuma,veoma je zavisan od kvaliteta spojeva izmedju katodnih blokova.

Utvrdjeno je da ručna nabijanja dovode do neujednačenostl kvaliteta obloge u celi jama,koji zavisi od stručnosti radnika i stepena njegovog zamora.Ručni rad dovodi do neujednačenosti veka trajanja elektrolitskih čelija,koj? direktno zavisi od dobro izvedene obloge.Gotovo u svi® siučajcvima čelije se noraju staviti van pogona zhog infiltracije elektrolita i tečnog aluminijuma kroz ovu oblogu.

Tehnički problem,koji se ovi® pronalaskom rešava,jeste ir.ehanizovanje operacije nabijanja ugljeničnih testa, kako radi olakšanja ljudstvu koje to vrši,tako i radi postizanja ujednačenosti i odredjenog kvaliteta spojeva iii same obloge.

Stanje tehnike

Prema franouskim patentima 2.256.654 i 2.017.545 poznati su postupci za nabijanje anodnih hlokova namenjenih čeli jama za elektrolizu usijanog raetopa za proizvodnju aluminijuma, i to u prešama,u kojima se na ugljenično testo deluje jakim statičkim pritiskom,kombinovanim sa vibracijama.

Ali tu se radi,s jedne strane,o fiksnim mašinama,zamišljenim tako da proizvode u serijama komadeu kalupima,različitih oblika i dimenzija,a sa druge strane,sam rad na nabijanju se vrši jakim statičkim pritiskom,a vibracije samo olakšavaju punjerje kalupa.Prema torne»nedostatak gore navedenih postupaka je baš·nedostatak vibracija pri nabijanju ugljeničnih testa,ko jima se postižu mnogo bolji rezultati.

Opis rešenja tchničkog problema

Prema ovoj patentnoj prijavi, pronalazak se odnosi na mašinu za nabijanje ugljeničnih testa, oblikovanih na vruče iii na hladno, i naznačen je time, Što ima jedan nabijač koji je generator vibracija, kao i sredstva za njegovo pomeranje i ori jer.tisan je u svim položajima u prostoru, kakve zahtefaju operacije nabijanja i zavržnih radova .Mašina je takodje opremljena jednom teleskopskom polugom koja je generator statičkog pritiska, čije se dejstvo kombinuje sa dejstvom vibracija, u cilju boljeg nabijanja.Statički pritisak i glavna komponenta vibracija moraju biti upravi jeni u smeru nabijanja.

Oni se prenose sa nabijača na testo preko nastavka pričvršcenog na kraju nabijača.Oblik i dimenzije nastavka prilagodjeni su obliku i dimenzijama obloge knju treba izgraditi.

Mašina može takodje da ima razne dodatne priključke kao što su: autcmausko napajanje ugljeničnim testom, sredstvo za programiranje automatskog pomeranja duž pojedinih spojeva iii obloga, koje treba izraditi u svakom tipu metalurške peči.

Sledeče slike prikazuju konstrukciju mašine :

Slika 1 prikazuje šematski izgled cele mašine, montirane na pokretnom portalnom mostu, iznad peči gde se izradjuju spojevi od ugljeničnog testa.

Slika 2 prikazuje nastavak za izradu jednog uzanog spoja i način njegovog priključka na nabijač.

Slika 3 prikazuje jedan tip nastavka za Široke spojeve.

Slika 4 prikazuje motor'sa ekscentričnim kontra tegom.

Slika 5 prikazuje dva mctora sa ekscentričnim kontra tegom.

Nabijač 1 na sl. 1 sastavljen je od jednog metalnog sanduka 15, u kome se nalazi generator vibracija.Med ju svim mogučim sredstvima za proizvodnju vibracija, motor sa ekscentričnim kontra tegom se pokazao kao vrlo praktičen, snažan i ekonomičen.Pogon ovog motora sc može vršiti pomoču električne struje, iii pomoču komprirairanog vazduha.

e r r c

»»

Na slici 4 motor 17 sa ekscentričnim kontra tegom 18 postavljen je tako, da njegova obrtna osovina 21 bude u približno horizontalno j ravni.Ako želimo da postignemo bolje uravnoteženje, mogu se koristiti dva motora 19, 19’ sa ekscentričnim kontra tegovime

20, 20* (sl. 5), koji se okreču u suprotnim sr.erovima sinhronizovar.o, tako da dva kontra tega mogu istovremer.o - iii ne - da orodju kroz gorrju i donju tačku.Bočna vibracicna komponenta se može ra ta j način podesiti na jednu srednju malu vrednost, iii na nultu vrednost.Isti rezultat se može dobiti sa samo jedrim motorom i dva sinhronizovana kontra tega,koji se okreču u suprotnim -mercvima.

Ne izlazeči iz okvira ovog pronaiaska, mogu se koristiti i drugi tipov! generatora vibracija, na primer, geireratcr sa magretostriktivnim dejstvom, iii pneumatski vibrator.

Ma kakvo bilo poreklo i način za proizvodnju vibracija, najbolji rezultati su postignuti kada maksimalna amplituda vibracionih kretanja, merena od vrha do vrha, nije prelazila 50 mm, a ješ bolje, kada se nalazila izmedju 1 i 10 mm.Iznad ove vrednosti ne može se smatrati da se radi o vibracijama u pravom smislu, vec o ponovljenim udarima, Čije je dejstvo nedovoljno za obezbedjene maksimalnog nabijanja.

Na sl. 1 nabijač 1 je montiran na kraju noseče poluge 2, pričvrščene zglobno na kraj poluge 3B, čvrsto spojene sa polugom 3A koja se može okretati oko vertikalne ose 4.Statički pritisak je obezbedjen pomoču teleskopske poluge 5.Nagib nabijača se može regulisati, na primer, pomoču obrtne teleskopske poluge sa dvostrukim dejstvom, iii pomoču nekog drugog poznatog sredstva₀

KuČka 14 omogučava rukovaocu da upravlja kretanjima i da olakša dovodjene mašine na nivo spoja.

Nastavak nabijača prenosi vibracionu energiju i statički pritisak sa nabijača na testo.On se može zamenjivati radi prilagodjavanja na oblik iii na dimenzije spojeva iii obloge koja se izradjuje.Nastavak je pričvrščen na nabijač tako da se može skidati. Nastavak 6 sa slike 2 predvidjen je za dugačak i uzani spoj. On je šupljikav da bi mu se smanjila težina zbog lakšeg prenošenja vibracija, a pričvrščen je pomoču dva stremena 7,7’ i steznik zavrtarija 8,8’ za ploču nabiiača.

c r r r

f >»

N&bcavak 9 sa slike 3 .ie prilagodjen za nabijanje jedre kosine”, to jest jednog nagnutog dele. 16,

Zavešanje i poraeranje mašine može da bude svakog poznatog tipa₀ Tip zavešanja, koji je prikazan na slici 1, samo je primer posebnog ostvarenja, prilagodjenog za jednu elektrolitsku celi ju.

Ovo zavešanje obuhvata pokretnu mačku lo, koja se krece po horizontalnoj gredi 11 portala 12, koji se pomera po šinama 13, 13*» postavljenim duš elektrolitske celi je, iii duž serije ovih celi ja, ako je to poLrebno.

Ovde dajemo primer sa pojedinostima jedne izgradjene mašine za nabijanje:

- nabijač 1 obuhvata jedan pneumatski motor, koji se obrče brzinom od 3.000 o/min kada se napaja komprimiranim vazduhom pod pritiskom od 6 bara, a koji pokreče kontra teg težak 4 kg sa •kscentricitetom od 3 cm.Ukupna težina nabijača iznosi oko 100 kg, a amplituda vibracije 3 do 10 mm,

- teleskopska poluga 5 vrši na nabijač pritisak koji se može regulisati izmedju 1.000 i 20.000 daN.Poluga 3A je vezana sa pokretnom mačkom 10 pomoču venca ukrštenih točkiča, koji omogučavaju da se postigne obrtanje za 360°.

Teleskopska poluga 5 je opremljena uredjajem za blokiranje,kako bi se mašina održala u fiksiranom pravcu.

=. pokretna mačka 10, koja se krece po horizontalno j gredi 11 portala 12, ima točkove od silikona radi amortizovanja vibracija a pokreče se pomoču uredjaja sa ozubljenom letvopi i pneumatskog motora sa reduktorom ( pod pritiskom od 4,5 bara, 0,7 KS i 2600 o/min),koji mu obezbedjuje brzinu pomeranja od 9 m/min.Motor ima kočnice radi blokiranja pokretne mačke na mestu za vreme nabijanja

- portal 12 se kreče po šinama 13» 13’, koje su postavljene duž čelije, a pokreče ga 3edan pneumatski motor sa reduktorom, identičan sa motorom za pokretnu mačku.Točkovi ovog portala su u stvari pokretački točkovi, i to na obe strane , kako bi se izbegao hod u vidu krabe, a brzina pomeranja iznosi 9 m/min.

- sve komandne ručke pojedinih organa ( portala, pokretne mačke, nabijača i teleskopske poluge za podi zanje - spuštar.je i za naginjanje ) su grupisan· na nivou konzole u višini čoeeka.

s

Pomeranje portala i pokretne mačke vrši se pomoču jedne ,ledine ručke, koja omogučava. da se komande prenesu bilo portalu, bilo pokretnoj mački, tako da se nabijaČ može pomerati ma kakav položaj zauzimale poluge 3A i 5B, u smeru kretanja utisnutog na ručki.Ova komanda se može postaviti i van elektrolitske celije i povezati sa raašinom pomoču sistema telekomande.

pritisci koji se koriste zavise od dimenzija nastavka i pritiska koji vrši teleskopska poluga 5.

U cilju testiranja kvaliteta spojeva izradjenih pomoču roašine, izvedena je u prirodnoj veličini čitava serija tih spojeva od smolastog (katranskog) testa, izmedju ugljeničnih blokova namenjeni: za postavijane dna elektrolitske celije za proizvodnju aluminijuma. Spojevi, koje je trebalo izraditi imali su dužinu od 2,36 m,

Sirinu od 40 mm i dubinu od 450mm.

Izrada ovih spojeva izvedena je u četiri sukcesivna sloja pomoču nastavka dužine 2,35 m.

Najpre je postavljen jedan sloj ugljeničnog testa višine od oko 20 cm i stavljen nastavak na svoje mesto, a zatim je vršeno nabijanje pomoču vibracija i statičkog pritiska za vreme od 45 sekundi.Na isti načini je postavijenj zatim naslagan i nabijen drugi, treči i četvrti sloj testa, sv« dok nivo spoja nije odgovarao višini ugljeničnih blokova, koj« je trebalo spojiti.

Kada se spoj ohladic uzeti su uzorci na raznim mestima i raznim nivoima duš spoja.Korstatovano je da gustina (specifična težina) iznesi izmedju 1,52 i 1,56, što pokazuje da je postignuta odlične homogenosr.Stepen nabijanja (odnos izmedju zapremiae nabijenog i sirovog testa ) bio je reda veličine od 45%, a mogao je da dostigne, pa čak i da predje 50%, što je sasviro zadovoljavajuče.

Nije primeceno nikakvo zalepi j Ivanje testa za nastavak nabijača, čak i kad je testo pregrejano, niti je primeceno ponovno uzdizanje testa sa jedne i oa druge strane nastavka prilikom nabijanja.

Izvršene su mnogobrojne₀slične probe sa istim uspehom,! to na raznim ti povirna čeli ja za elektrolizu.Te probe su potvrdile da je mašina, predmet ovog pronalaska,mogla da ostvari sve spojeve katode jedne čeli je za elektrolizu, uz jednostavnu promenu nastavka nabijača.

Osim toga, mašina je posebno pogodna za izradu obloga metalurških peči, ostvarenih delimično iii potpuno od ugljeničnih testa.

Mašina ae može dodatno opremiti i jednim razvodnikom za testo, sestavljenim od jednog rezervoara eventualno zagrevanim i/ili termički izolovanim i jedne beskrajne zavojnice, iii ma kakvog drugog uredjaja, koji omogučava unošenje testa u spoj koji treba napraviti, iii na mesto koje treba obložiti.

Takodje je moguče da se rad raašine obavlja pomoču daljinske komande, iii pak da se automatizuje, što je posebno od interesa kada treba izraditi spojeve na jednoj seriji elektrolitskih čelija, *

koja obuhvata više desetina jediiiica.U ovom poslednjem slučaju, komandovanje je obezbedjeno pomoču jednog automata koji se može programirati, i koji nosi u pamčenju položaj i dimenzije pojedini! spojeva u različitim čelijama, i koji istovremeno deluje na pomeranje nabijača, na napajanje testom, kao i na stavljenje u pogon i na zaustavljene nabijanja.

ALUMINIUM PECHIN?Y, LYON, Francuska Zastupnik: p (· r

Λ C r f- -X ji

NAVOD O NAJBOLJE POZNATOM NAČINU ZA PRIVREDNU UPOTŽeBU

PRONALASKA

Mašina, koja je predmet ovog pronalaska, proizvodi se serijski, i u pogonu je kod večine naših i inostranih fabrika pod imenom Mašina Brochot, prema imenu njenog konstruktora, koji ima licencu.

Prototip mašine odgovara slikama 1 - 3 u prilogu.

Mašina se koristi za izradu obloga u nizovima elektrolitskih celi ja za proizvodnju aluminijuma, koje rade sa jačinom struje od 105.000A, u jednoj od naših fabrika u Alpima.U pitanju je jedan stari niz celija, koje je trebalo obnoviti.

Ta mašina za nabijanje obuhvata:

- jedan nabijaš 1, sastavljen od pneumatskog motora, koji se okrece brzinom od 3.000 o/min, a napaja se komprimiranir vazduhom pod pritiskom od 6 bara, i okrece 1 kontra teg težine 4 kg sa 3 cm ekscentriciteta.

Ukupna težina nabijača iznosi 100 kg, a amplituda vibracija je regulisana na 6 mm.

- jednu teleskcpsku polugu 5, koja deluje na nabijanje pritiskom regulisanim na 10.000 daN.Poluga 3A je povezana sa pokretnom mačkom 10 pomoču venca sa ukrštenim točkičima, što omogucava okretanje za 360?Pokretna mačka je opremljena uredjajem za blokiranje, radi održavanja mašine u fiksiranom pravcu.

- pokretna mačka 10 se kreče po horizontalnoj gredi 11 portala 12, i ima točkove od silikona, radi amortizacije vibracija ,

C' .

a pogon se vrši pomoču ozubljene letve i jednog pneumatskog motora sa reduktorom (radi pod pritiskom od 4,3 bara, snage 0,7 KS i 2.600 0/min.), tako da ebezbedjuje brzinu pomeranja od 9 m/min.Motor je opremljen kočnicam* radi blokiranja pokretr.e mačke za vreme nabijanja.

- portal 12 se kreče po šinama 13, 13* (krnska staža) postavljenim duž celija pomoču pneumatskog motora sa reduktorom , identičnog sa motorem za pokretanje pokretne mačke.Točkovi ovog portala su pnkretačkina obe strane, kako bi se izbegao hod u vidu krabe, a brzina pomeranja iznosi 9m/min.

c c •ec e

S

Izrael jeni spojevi od ugljeničnog testa imali su dužinu od

Širi/iu od 40mm i dubinu od 450mm.

Izrada spoja izvršena je u 4 sukcesivna sloja sa nastavkom 6 dužine 2,55m.

Prvo se stavi jedan sloj ugljeničnog testa višine oko 20 cm, nastavak nabijača se stavi na svoje mesto, i zatim se vrši nabijanje vibracijama i statičkim pritiskom, za vreme od 45 sekundi.

Na isti način se postavi, a zatim se nabije drugi, treci i četvrti sloj testa, sve dek nivo spoja ne odgovara višini ugljeničnih blokova koje treba spojiti.

Kada se spoj ohladio uzeti su uzorci na raznim nivoima i na raznim mestima duž spoja.Ustanovijeno je da su gustine (specifične težine) izmedju 1,52 i 1,56, što je znak da je postignuta odlična homogenost

Stepen nabijanja (odnos izmedju zapremine nabijenog testa i zapremine sirovog testa) je reda veličine 45%, a može da dostigne, pa čak i da prevazidje 50% što je sasvim zadovoljavajuce.

Nije primečeno nikakvo zalepijivanje testa za nastavke nabijača Čak i kod pregrejanog testa, niti vračanje testa na gore, s jedne i sa druge Strane nastavka prilikom nabijanja.

Nakon tri i po godine funkcionisanja ovog niza čelija ustanovljeno je da su kvarovi na elektrolitskim čelijama, koje su bile obložene na gore opisani način, smanjeni. za oko 60%, što čaje nadu da če vek trajanja ovih čelija ifcnositi 6,5 do 7 godina, prema 5 godina, koliki je vek trajanja čelija obloženih po starim ručnim metodama.

ALUMINIUM ΡΕ0ΗΙΝΕΥ, LY0N , Prancuska.

Zastupnik

Claims (3)

1. PATENTNI ZAHTEVI

   1. Mašina za nabijanje ugljeničnih testa u oblogama metalurških peči, NAZNAČENA TIME, što je nabijač (1), u kojem je učvrščen motor (17) sa ekscentričnim kontra tegom (18) i na koji je pričvrščen nastavak (6), postavljen na kraju noseče poluge (2), zglobno spojene za kraj poluge (3B), učvrščene za polugu (3A), koja je obrtno povezana sa pokretnom mačkom (10) u vertikalnoj osi (U), što je jedan kraj teleskopske poluge (5) učvrščen za polugu (3A) a drugi kraj zglobno povezan sa nosečom polugom (2), i što je pokretna mačka (10) postavljena na horizontalnu .gredu (11) portala (12), pokretnog po šinama (13,13'), postavljenim duž elektrolitske čelije.
2. 2. Mašina prema patentnom zahtevu 1 i varijanti I, NAZNAČENA TIME, što su u nabijaču (1) učvrščena dva motora (19,19), sa ekscentričnim kontra tegovima (20,20),
3. 3. Mašina prema patentnim zahtevima 1 i 2, NAZNAČENA TIME, što nastavak (6) ima oblik i dimenzije prilagodjene obliku i dimenzijama prostora u kojem se vrši nabijanje.