Устройство для механизированной замены анодов в электролизере для получения алюминия

 

Изобретение относится к устройствам, применяемым ы электролизных цехах для производства алюминия, и служит для механизированной замены анодов в электролизерах . Цель изобретения - повышение производительности и надежности устройства . Оно снабжено двумя горизонтальными плоскими станинами 3 и За,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)ю С 25 С 3/10

ГОСУДАРСТВЕН1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

>"МГц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4355938/02 (22) 27.06.88 (31) 21231 А/87 (32) 09.07.87 (33) IT (46) 23,01.91. Бюл. М 3 (71) Текмо КАР С.П.А. (IT) (72) Джианфранко Дзаннини (IT) (53) 669.713.7002.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 407973, кл. С 25 С 3/10, 1972. Ж, 1623569 А3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ЗАМЕНЫ АНОДОВ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам, применяемым в электролиэных цехах для производства алюминия, и служитдля механизированной замены анодов в электролизерах. Цель изобретения — повышение производительности и надежности устройства, Оно снабжено двумя Горизонтальными плоскими станинами 3 и 3а, 1623569

15 выступающими во взаимно противоположных направлениях в сторону от открытого основания модуля. На каждой станине установлены салазки 4 и 4а, служащие для удержания новых и отработанных анодов 7.

Устройство снабжено буксиром 9 для глинозема с питателем 9а, устройстьом для фиксеции модуля к анодной шине, средством для разрушения корки электролита 10, устаИзобретение относится к устройствам, применяемым в электролиэных цехах для производства алюминия.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности устройства.

Замена анодов в электролизных ваннах без выполнения точных предваритель«ых измерений положения нового анода относительно изношенного позволяет скорректировать его положение после удаве««ия изношенного анода.

Изобретение заключается в том, что в устройстве, имеющем форму клети, закрепленной на мостовом кране известного типа, который обычно имеется в электролиэном цехе, дополнительно присутствуют две горизонтальные плоские станины, выступающие во взаимно противоположных направлениях в сторону от открытого основания модуля, при этом на каждой выступающей плоской станине установлен ь по крайней мере одни салазки скольжения, которые проходят внутрь упомянутого открытого основания модуля и служат для удерживания по крайней мере одного нового и одного изношенного анодов. Устройство содержит также кабину управления для оператора и симметрично расположенный бункер для окиси алюминия, по крайней мере один втягивающийся позиционный элемент, имеющий форму вилки или подобную форму, выступающий сбоку иэ упомянутой клети и имеющий средство крепле«ия к анодной шине сбоку относительно анод«ого стержня соседнего анода, служащий,ъ«я того, чтобы модуль перед помещением в печь был точно позиционирован, благодаря чему удаляется изношенный анод и устанавливается новый, при этом модуль удерживается в неизменном положении; теле«кку, скользящую по горизонтальным направляющим выступающим сверху клети а наг«равлении, перпендикулярном направлечию перемещения упомянутого держател«ввода, и имеющую рычаг, который телескопически выступает в вертикальном чаправле«ии

20 д

)4

35, 40 с j >

«овленным на втягивающемся телескопиче=ким стержне, устройством для очистки верхней поверхности изношенного анода

13, механизмом для очистки полости, в которую устанавливается новый анод, Устройство крепится к мостовому крану и может дополнительно фиксироваться в рабочем положении втягивающимися стойками

30. 1 з.п, ф-лы, 11 ил. и удерживает известное средство для откручивания и фиксирования стержня анода на у«««мя««утой анод«ой шине, а также подходящее средство для захвата и подьема это"o анода, при этом тележка может перемещаться, за счет чего изношенный анод возвращается в центральное положение внугри клети и затем помещается íà держатель, выступающий из плоской станины; устройство для пробивки корки электролита (дробилка), расположенное на втягиваемом телескопическом рычаге; устройство для очистки верхней поверхности изношенного анода и устройство для очистки полости в котс.с ай находится изношенный анод.

На фиг,1 пока:.. ча схема устройства в исход««ом положении; на фиг.2 — модуль, закрепленный на тележке мостового крана с новым анодом на нем, вид сбоку; на фиг.3=хема расположения модуля вблизи элект< . .гиэера «дробилка в рабочем состоянии); а фиг.4 — схема расположения модуля, ко« да в ыкообразные элементы подвешены к а«одной шине; на фиг.5 — тоже, при выполнении операции захвата, откручивания и

««одьема изношенно«о анода и окончательг«oгп его позиционирования внутри модуля; на ф««с,б — средство удерживания изношенного анода после того, как он отодвинут в це««т««модуля; на фиг.7 = модуль с изношен«ым и новым анодами в их отодвинутом положе«,«и на соответствующих плоских станинах, вид спереди; ча стиг.8 — скрепер«ее устройство, служащее для очистки верхней поверхности изношенного анода перед удалением а«оде, на фиг.9- средство очистки вилочного типа, служащее для очистки полости, иэ ьс торой иэьят изношенный э«:.oL;; на фиг.10 — устройство для передачи нового анода из фиксированного положени:, внутрь модуля и в ванну. с закреплением его к анодной шине; на фиг.11 — бункер в его рабоче*«положении для покрытия нового а«Ода ОК СЬЮ Br ЮМИНИЯ дО TORO, Ка ИЗНЭлен««ыи анод будет полностью удален из вэ« ны.

1623569

Устройство для замены анодов предствляет собой многофункциональный модуль, который выполнен в виде клети, образованной четырьмя вертикальными стойками 1,1а, 1в (четвертая стойка не видна), скрепленными наверху горизонтальными стяжками 2, за счет чего образуется конструкция, подобная коробке, имеющая открытые боковые стенки и пол. К паре стоек 1-1в и 1а-1с (последняя не видна) прикреплены две плоские станины 3 и За, которые компланарны и расположены симметрично относительно центральной оси клети. На каждой иэ упомянутых плоских станин 3 и За расположены держатели 4 и

4а, которые могут перемещаться вовнутрь центральной части клети, как показано короткими пунктирными линиями и обозначено цифрой 4в на фиг.1.

Эти держатели служат для удерживания и перемещения в центральную область кабины и из нее нового и изношенного анодов. На каждом держателе 4 и 4а имеется вертикальная стойка 5 и 5а, на верхнем конце которой имеется запирающее средство 6 и 6а известного типа, которое служит для фиксации и удерживания стержня 7 анодов (фиг.7).

Сбоку стоек, образующих кабину, и со смещением относительно перемещаемых держателей 4 и 4а расположены кабина 8 управления для оператора, а на противоположной стороне — бункер 9, содержащий окись алюминия для покрытия нового анода после его позиционирования с помощью ориентируемого питательного шланга 9а.

Перед плоской станиной 3 установлен телескопический рычаг 10 с дробил. ой 11 известного типа. Этот рычаг прикреплен к плоской станине, так, что он имеет возможность перемещаться из исходного положения 10 (фиг,3) в рабочее положение 10а. К нижней внутренней части клети подвешен в точке 12 другой телескопически работающий рычаг 13 (фиг.2), к которому прикреплена поворотная вилка или нож 14, служащий для очистки ванны после удаленич изношенного анода (фиг.9), В исходном состоянии рычаг 13 скребка

14 втянут и находится в положении, показанном на фиг.1 и 2, тогда как в рабочем положении он выносится в позиции 13а-14а

{фиг.9).

В нижней части клети имеется еще телескопический . рычаг, котоаый расположен параллельно телескопическому рычагу 10а дробилки, На свободном краю упомянутого телескопического рычага расположен скрепер или нож. Он применяется для очистки верхней поверхности изношенного анода от

55 остатков корки, падающих в ванну, благодаря чему удается избавиться от значительного числа трудоемких операций по работе с остатками содержимого ванны, которая должна быть заменена.

В предлагаемом устройстве затвердевший раствор добавляется в ту же самую ванну, иэ которой он получен, что предотвращает изменение состава ванны при использовании таких специальных добавок, как литий, магний и подобные.

Внутри верхней внутренней части клети имеется тележка 15 с приводом от двигателя, которая может перемещаться по направляющим рельсам 15а, выступая наружу клети в направлении, перпендикулярном направлению подачи держателей анодов 4 и 4а. К этой тележке 15 прикреплен рычаг 16, который телескопически вытягивается и регулируется. К нижней части упомянутого рычага 16 прикреплено устройство 17, служащее для захвата, откручивания и подъема стержня анода 7 с целью его удаления от анодной шины, Устройство захвата и подъема 17 начинает работать, когда модуль расположен бок о бок с злектролиэером в точно определенном и стабильном полп лении для т.го, чтобы новый анод был установлен точно в то же положение. в котором находился от б. танный анод.

С помощью двух гидраьлически управляемых вилок 18 выполняется поз циониссование модуля относительно электрплизера

19 (фиг.4, 5, 9 и 10), они ориентир;ются путем вращения вокруг шарнира 20 в верхней правой части модуля, а их свободные концы перемсщаются путем смещения модуля по высоте электролизера, вдоль и перпендикулярно фиксированному положенмч на анодной шине 21 и на анодной шине соседнего анода. Следовательно, высота расположения модуля определяется располо>кением вилочнога элемента на шине 21, а е о боковое смещение, т.е. расположение о носительно соседнего анода, определяется с пол ощью вилкообразной прокладки, контактирующей со стержнем упомянутого соседнего анода.

После окончательного позиционирования модуля тележка 15 с блоком откручивания, извлечения и подъема анода может выполнигь операции удаления отработанного анода и установки нового анода в точно то же положение, в каком находился отработанный анод, Ыодуль описанной конструкции с устройством замены анодов и вспомогательными устройствами оборудован средством подвески к обычному мостовому крану, уже

1623569

45

50 имеющемуся в рабочем помещении. Для этого с верхней крестовиной 2 соединен цилиндр 22 (фиг.2), который может скользить по цилиндрической направляющей 23, верхняя поверхность которой плоская для стыковки с выступом 24, выполненным заодно с тележкой 25, скользящей по рельсам 26.

Последние выполнены на основе обычного мостового крана (не показан) и расположены перпендикулярно направлению движения этого мостового крана. На платформе

25 установлен кран 27, к крюку 28 которого прикреплен верхний край упомянутого цилиндра 22, соединенного с модулем.

Для придания модулю стабильности против боковых колебаний в ходе перемещения мостового крана цилиндр 23 снабжен четырьмя периферийными штырями 29, которые могут входить в выступ 24, выполненный заодно с тележкой 25. Следовательно, при работе крана 27 цилиндр 22 скользит телескопическим способом внутри цилиндра 23, соединенного с основанием тележки 25, за счет чего модуль может подниматься или опускаться до требуемого уровня при выполнении операций замены отработанного анода на новый.

Итак, модуль может совершать три вида движения в пространстве: движение вверхвниз в вертикальном направлении, обеспечиваемое краном 27 тележки 25, движение в продольном направлении, параллельно анодам ванны с помощью мостового крана и движение перпендикулярно стоящим бок о бок анодам с помощью тележки 25 на мостовом кране перпендикулярно направлению движения указанного мостового крана.

Система подвески модуля к тележке мостового крана также компенсирует все возможные ошибки при установке. Телескопическая синема содержит также устройство поворота модуля на 180, эа счет чего модуль может работать на обоих сторонах электролизера. Более того, может быть установлена система защиты известного типа, необходимая при перемещении модуля внутри боковых пролетов без столкновений.

Предлагаемый модуль может быть дополнен двумя стойками 30 (фиг,1-2), которые могут опускаться вниз в рабочем положении модуля, стабилизируя его во время рабочих операций.

Применение модуля и последовательность операций по замене анода описаны ниже со ссылкой на фиг.3 — 11, на которых показана замена изношенного или отработанного анода 31 на новый анод 32.

Мостовой кран в исходном состоянии расположен над модулем, и к нему подключен кабель питания (не показан), служащий для включения различных устройств, находящихся в модуле; предполагается, что новый анод 32 уже находится на модуле, на боковом держателе 4а, стержень анода при этом зафиксирован устройством 6а. Модуль подвешен к тележке 25 и поднят, цилиндр

23 приближен к плоскости выступа 24, выполненного заодно с тележкой 25. При выполнении этого этапа стойки 30 держателя втянуты или сложены, Затем при помощи мостового крана и тележки 25, расположенной на нем, модуль устанавливается вблизи электролизера, при этом рельсы 15а тележки 15 располагаются перпендикулярно ряду анодов (фиг,3). Оператор, находящийся в кабине 8 управления, перемещает несущий рычаг дробилки вниз иэ исходного положения 10 в рабочее положение 10а(фиг.3) и затем под воздействием телескопического рычага 10 дробилки 11 располагается с противоположной стороны удаляемого анода (не показан) и разламывает корку под этим углом; затем эа счет смещения мостового крана и модуля дробилка 11 перемещается перед анодом 31, эа счет чего дробится корка по наружному переднему краю этого же анода. Модуль перемещается в конечное положение относительно печи (фиг.4). Это положение определяется путем опускания вниз вилки 18 на анодную шину 21 и контактирования ее с этой шиной, Точная фиксация положения о, ределяется расположением стержня анода вблизи отработанного анода, к которому прикрепляется вторая вилка, по высоте анодной шины 21 и путем фиксирования удаления модуля от той же анодной шины

21. Затем тележка 15 перемещается из исходного положения в наружное положение

15в (фиг.5), телескопический рычаг 16 опускается, вынося при этом в рабочее положение блок 17, снабженный захватывающим и раскручивающим приспособлением,служащим для захвата и раскру1ивания фиксатора крепления анода 7 (фиг.5), Положение блока 17 определяется автсматически по команде с вилки 18 и аноднои шины 21, Когда стержень анода откреплен от держателя и удерживается рычагом 16 c noM0lI,üþ толкателя, отработанный анод 31 выходит иэ ванны под действием ударника

17а, соединенного с блоком 17, Устройство также удерживает стержень анода 31 и за счет подъема рычага 16 и возврата тележки

15 из положения 15а стопорное положение внутри модуля, анод 31 перемещается в

1623569

10 отверстие между двумя плоскими станинами 3 и 4а и останавливается внутри модуля, в котором держатель 4 принимает изношенный анод 31 путем перемещения плоской станины в верхнее положение.

- На фиг.6 анод 31 показан внутри модуля, а на фиг.7 показан анод, расположенный на держателе в оггянутом положении, в котором ось 7 фиксирована устройством 6.

После извлечения отработанного анода иэ ванны и перед подъемом этого анода рычагом 16 срабатывает устройство очистки верхней поверхности этого анода, кэторое под действием телескопического рычага 33 перемещается по направлению к скребку 34 и контактирует с анодом до тех пор, пока оно не достигает положения 34а (фиг.8).

После удаления отработанного анода начинает работать пеноснимающее устройство, снабженное вилкой или ножом, положение которых регулируется с помощью телескопического рычага 13, которое очищает поверхность, освобожденную отработанным анодом, и при завершении очистки это устройство отводится назад в исходное положение (фиг,8).

Новый анод 32 перемещается с помощью его держателя 4а в центр модуля в положение, задаваемое рычагом 16 верхней тележки 15, на ту же высоту относительно исходной плоскости, на которой находится отработанный анод; рычаг 16 устанавливает новый анод 32 внутри ванны и затем завинчивает его на держатель, который крепит стержень анода 7а к анаднай шине 21. Следовательно, отпадает неабхадимасть в точных регулировочных операциях.

Когда новый анод устанавливается в конечном положении (фиг.10), начи,, .т работать бункер 9 (фиг,11), который с помощью шланга 9а наносит покрытие на новый, расположенный в нужном месте, анод 32. Затем модуль с помощью мостового крана перемещается в та места, из которого должен быть извлечен отработанный анод и в которое нужно поместить новый анод, В исходном состоянии модуль находится на трейлере или на самодвижущейся тележке известного типа (не показана). Более того, предлагаемый модуль может содержать две пары держателей анодов 4-4а, с помощью которых на модуле могут располагаться два новых анода, а два отработанных анода могут быть извлечены из электролизера с использованием меньшего количества рабочих операций, 5

Формула изобретения

1. Устройство для механизированной замены анодов в электролиэере для получения алюминия в виде многофункционального модуля, имеющего форму клети, открытой снизу, расположенной на мостовом кране с воэможностью ее перемещения перпендикулярно направлению движения крана, при этом многофункциональный модуль содержит плоские станины для новых и изношенных анодов, кабину управления оператора, соединенную с загрузочным устройством и расположенную снаружи его, тележку, имеющую возможность перемещения па горизонтальным направляющим. расположенным сверху плИты и выступающим в направлении, перпендикулярном направлению перемещения держателя анода, и телескопический рычаг, имеющий возможность перемещения в вертикальном направлении и удерживающий средство для откручивания и фиксирования стержня анода на анодной шине, а также средство для захвата и подъема анода и перемещения его внутрь кабины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности устройства, оно снабжено двумя горизонтальными плоск;ми с янинами, выступающими so взаимна противоположных направлениях a;Tîðçíó от о крытого основания модуля, при этом на л: ой выступаю цей части ста ;чы уста. а ены г1а крайней мере одни салазки сальжечия, расг1алаженные вну. ри а-крытога а,ав.-. чия модуля и слу кащие для чдерж- ÷è .«;ý крайне мере одн зго нового;, аднага изношенного анода, симметрична распалаж.иным кабине оператора бун эрам дгя материала покрытия, па крайней мере одним выполненным с вс зможнаст . перемещения позиционным: ел1ентам 3 ". а.,t с вилки, выступающим сбоку из клети и имеющим средство крепления . аноднай шине сбоку относительно анаднаго стержня саседнега анода для точной установки модуля, средством для разрушения ко .ки электролита, телескопическим тержнем телескопическим средством для очистки верхней поверхности изношенного анода и имеющим возможность перемещения генсатделяющим механизмом ачиски полости для установки анода.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что QHO снабжено стайками для стабилизации положения модуля в рабочем состоянии, выполненными с вазможностью перемещения и располаженни .1и s его нижней части.

1623569

1623569

ФигЗ

1623569

17а

17

1623569

Фиг. 5

3623569

За 32 Фа 31 13

1623569

77g

1623569 Ча

Фие 9

1623569

1623569

7а

21

19

32

Фоа 0

Составитель Е.Терен н

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Заказ 116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытилм при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина 101