NO153377B - Fremgangsmaate til aa forbinde anoder i aluminiumelektrolyseovner med sine anodestenger og anordning til utfoerelse av en slik fremgangsmaate - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte som angitt i innledningen til krav 1. Oppfinnelsen angår også en anordning til utførelse av en fremgangsmåte til å forbinde anoder i aluminiumelektrolyseovner med sine anodestenger.

De kullanoder som anvendes ved fremstilling av aluminium

i elektrolyseovner, anordnes i anodestenger som tjener til fast-holdelse av de vertikalt bevegelige anoder og til strømtilfør-sel. Anodestengene oppviser nipler som forsynes med en skille-middelsverte, spesielt en grafittsverte, før de føres inn i uttagninger i anoden og disse uttagninger fylles ved støping av en støpemasse, fortrinnsvis støpejern. Da anodene under drift utsettes for en avbrenning, er det vanlig å fjerne anoderestene fra niplene når anodene er oppbrukt for at anodestangen igjen skal kunne forbindes med en ny anode. Den skillemiddel-sverte som før utstøpingen er påført niplene, tillater at anoderestene fjernes.

Det er nødvendig før utstøpingen å tørke den skillemiddel-sverte som er anbragt på anodeniplene i flytende eller tykt-flytende tilstand, fordi der ellers ved utstøpingen vil oppstå dampblærer som vanskeliggjør utstøpingen og påvirker forbindel-sens styrke. For å redusere tiden til tørking av skillemiddel-sverten blir de med skillemiddel-sverte overtrukne anodenipler i praksis ført inn i et varmekammer som er oppvarmet av en oljebrenner. Da herunder skillemiddel-sverten i større eller mindre grad er utsatt for flammene fra oljebrenneren, fore-kommer det ikke sjelden at skillemiddel-sverten stedvis brenner opp eller revner med det resultat at støpemassen ved den etter-følgende utstøping forbinder seg med nippeloverflaten, hvorved en senere avstryking av anoderestene vanskeliggjøres. Dessuten er denne tørkeprosess kostbar fordi kapasiteten av et oppvarmet varmekammer bare delvis kan utnyttes. Selv om varmekammeret er dekket bortsett fra de åpninger som niplene rager inn gjennom, slippes der ut forholdsvis store varmemengder. Dessuten går en ikke uvesentlig del av varmen opp gjennom pipen. En ytterligere ulempe er den støy som brennerne frembringer under drift.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utforme den innledningsvis nevnte fremgangsmåte slik at den nevnte tørkeoperasjon kan gjennomføres mere økonomisk og med bedre resultater. Videre tas det ifølge oppfinnelsen sikte på å skaffe en anordning som kan innlemmes i en fremstillingslinje for anodestenger, og som tillater full utnyttelse av fordelene ved fremgangsmåten.

Denne oppgave blir løst ved de trekk som er angitt i

krav 1.

En induktiv oppvarming av arbeidsstykker og lignende

har lenge vært kjent (J. Wesley Cabe "Betriebspraxis der induk-tiven Ervarmung" 1961, side 20-23 og side 105-111). Fremgangsmåten anvendes spesielt til induksjonsherding av overflater av arbeidsstykker, men dessuten også f.eks. til tørking av støpekjerner i høyfrekvensovner (artikkel av H. C. Grassmann "Gusskerntrocknung mit Hochfrequenzofen", Sonderdruck aus den Berichten iiber den internationalen Elektrowarme-Kongress 1959

i Stresa, DE-B 1508676). Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benytter seg av den kjente induktive oppvarmingsprosess. Herunder .blir de. med. skillemiddel-sverte belagte nipler på anodestengene tørket på induktiv vei ved hjelp av bevegelig opplag-rede induksjonsspoler i en stasjon av anodestang-fremstillings-anlegget. Uttagningene i anodene blir likeledes induktivt tør-ket ved hjelp av induksjonsspoler, hvorpå niplene føres inn i uttagningene og faststøpes i oppvarmet tilstand. Denne fremgangsmåte kan utføres enkelt, raskt, pålitelig og uten spesielt stor innsats samt med høy energiutnyttelsesgrad. Ved anvendelse av en elektrisk ledende skillemiddel-sverte oppstår induksjonsvarmen ikke bare i niplene, men også i skillemiddel-sverten selv, hvorved der fås en særlig gunstig utnyttelse av den til-førte energi. For tørkeoperasjonen er det fordelaktig at skillemiddel-sverten oppvarmes jevnt og "mykt" stigende,. hvorved der ved tørkingen unngås rissdannelser i skillemiddel-sverten. Spenninger og .lokale, overoppvarminger av skillemiddel-sverten kan ikke opptre. Da induksjonsvarmen ved egnet valg av frekven-sen av induksjonsstrømmen fremfor alt frembringes i randpar-tiene, blir ikke bare overflaten av anodeuttagningene, men også

den umiddelbart underliggende sone tørket. Dette er en forut-setning for en feilfri forbindelse mellom anode og anodestang.

Da faststøpingen i uttagningen finner sted i ennå varm tilstand, foreligger der ingen fare for at skillemiddel-sverten og randsonene av nippelen og uttagningene igjen skal oppta fuktighet før utstøpingen.

Til utførelse av fremgangsmåten kan der med fordel anvendes en anordning som angitt i kravene 2-6, og som fremfor alt utmerker seg ved en enkel konstruksjon. Disse anordninger kan innordnes i en anodestang-produksjonslinje med enkelte stasjoner som anodestengene transporteres gjennom i hengende stilling ved hjelp av en transportinnretning.

I det etterfølgende vil oppfinnelsen bli nærmere beskre-vet i tilknytning til de på tegningen viste utførelseseksempler. Fig. 1 viser i oppriss og delvis i vertikalsnitt en anordning ifølge oppfinnelsen Vil tørking av den skillemiddel-sverte som er påført på niplene av anodestang. Fig. 2 viser en ytterligere anordning til tørking av uttagningene i en anode.

De på fig. 1 og 2 viste anordninger er innlemmet i et anodestang-produksjonsanlegg som de enkelte anodestenger 12 transporteres gjennom i hengende stilling i på forhånd fast-lagt takt fra stasjon til stasjon i anlegget. Transportinnretningen til transport av anodestengene 12 -gjennom anodestang-pro-duks j onsanlegget er skjematisk vist ved 11 på fig. 1.

Den på fig. 1 viste anordning oppviser tre induksjonsspoler 2 som er anordnet på rad etter hverandre på et bord 3 og er dannet av vannkjølte kobberrør 4 som er kledd med varme-bestandig materiale og kan tilsluttes en vekselspenning med en frekvens på 4 kHz. Anordningen 1 er forbundet med et kob-lingsskap 6 via en fleksibel tilførselsledning 5 som innehol-

der elektriske ledninger og kjølevannsledninger. 7 betegner en frekvensomformer. Bordet 3 kan løftes og senkes ved hjelp av en løfteinnretning som består av en hydraulikksylinder 8. Herunder holder et saksestativ 9 bordet 3 i stabil stilling.

De anodestenger 12 «om i hengende stilling tilføres tørke-stasjonen etter tur av transportinnretningen 11, oppviser tre nedadragende nipler 13 som i en senere arbeidsgang skal støpes inn i uttagninger i en anode som ikke er vist på fig. 1.

Når anodestangen 12 kommer inn i tørkestasjonen på fig.

1, befinner løftebordet 3 seg i senket hvilestilling slik at anodestangen 12 kan bevege seg inn over induksjonsspolen 2.

Her blir anodestangen 12 stående en bestemt tid som er nødven-dig for den arbeidsoperasjon som nå skal beskrives.

Nippelen 13 av anodestangen 12 er i en foregående arbeidsoperasjon blitt dyppet i en skillemiddel-sverte, spesielt en dispersjon av vann og grafitt, hvorved forbindelsesområdet v av nippelen 13 er blitt.overtrukket med et ennå flytende skikt 14 av skillemiddelet, som i den etterfølgende beskrevne arbeidsoperasjon blir tørket på induktiv vei. Til dette formål blir løftebordet. 3 løftet så langt ved hjelp av hydraulikksylinderen 8 at, induksjonsspolene 2, hvis avstand a fra hverandre svarer til avstanden mellom niplene 13, bringes i en arbeidsstilling hvor de omslutter niplene 13 under levning av en klaring S mellom innerveggen av induksjonsspolene 2 og mantelflåtene 15 av niplene 13. Over induksjonsspolene 2 tildannede innfø-ringsskråflater 16 sikrer at niplene 13 uten forstyrrelser kan føres inn i induksjonsspolene 2 ved løfting av løftebordet 3. I den viste arbeidsstilling blir induksjonsspolene 2 satt under spenning. Herunder blir der i niplene 13, som består av stål, og i de påførte skikt 14 av skillemiddel frembragt induk-sjonsvarme som gir en "mykt" økende temperatur som er omtrent lik over hele mantelflaten 15 av nipiene 13 og disses ende-flater 17. Som følge av den "mykt" økende temperatur og dennes jevne fordeling kan skillemiddel-skiktet 14 tørke uten rissdannelser og overhetinger.. Forsøk har vist at gunstige tørke-resultater kan oppnås med en oppvarmingstid på 90 sekunder, hvorved der i de påførte skikt 14 med skillemiddel-sverte inn-stiller seg en temperatur.på ca. 175°C. Oppvarmingstiden kan begrenses av en ikke. vist tidsbryter.

Etter-tørkeoperasjonen blir løftebordet 3 igjen senket, slik at anodestengene 12 kan transporteres til den neste pro-duksjonsstasjon, hvor niplene 13 blir sentrert i de betydelig større uttagninger i anoden og støpes fast med flytende støpe-

jern.

Løftebordet 3 oppviser under de frie tverrsnitt 18 i induksjonsspolene 2 gjennombrytninger 19 som den ennå flytende skillemiddel-sverte på niplene av de tilførte anodestenger 12 kan dryppe ned gjennom.

Den på fig. 2 viste anordning 20 tjener til tørking av uttagningene i anodene før disse føres sammen med anodestengene og den foran nevnte utstøping av uttagningene i anodene gjennom-føres. I anordningen 20 er induksjonsspolene 2 festet på under-siden av en vertikalt bevegelig løftebjelke 21 som er ført på vertikale føringsstenger og ved hjelp av en hydraulisk sylinder 23 som virker på løftebjelken 21, kan senkes til en stilling som er vist strekpunktert, og hvor induksjonsspolene 2

med klaring S rager inn i uttagninger 24 i en anode 25. Anodene 25 blir tranportert etter tur inn under induksjonsspolene 2 på en rullebane 27 som er anordnet på et understell 26. Ved hjelp av ikke viste organer er det sikret at uttagningene 24 blir stående rett under induksjonsspolene 2. Induksjonsspolene 2 settes under vekselspenning når de er bragt i den strekpunktert viste arbeidsstilling. Induksjonsvarmen blir hovedsakelig frembragt i kantsonene 28 av uttagningene 24. Ved oppvarmingen blir eventuelt tilstedeværende vann og fuktighet på veggene 29 av uttagningene 24 resp. i randsonene 28 fordampet.' På denne måte fås der en pålitelig tørking av uttagningene 24. Etter'

en på forhånd bestemt bppvarmingstid blir induksjonsspolene 2 igjen løftet ved hjelp av løftebjelken 21. Via rullebanen. 27 blir deretter anoden tilført en stasjon i anodestang-pro-duks jonslin jen . hvor niplene av de på forhånd tørkede anodestenger føres inn i uttagningene 24 og disse utstøpes ved hjelp av den nevnte støpemasse. Støpingen finner sted i oppvarmet tilstand av de nevnte deler.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte til å forbinde anoder (25) i aluminiumelektrolyseovner med sine anodestenger (12), hvor anodestengenes nipler (13) i en stasjon i anodestangfremstillingsanlegget forsynes med en skillemiddel-sverte, spesielt en grafittsverte, som deretter underkastes en tørkebehandling, hvoretter anodestengenes nipler (13) føres inn i uttagninger (24) i anodene (25) og disse uttagninger fylles ved støping av en støpemasse rundt niplene (13), karakterisert ved at den nevnte tørkebehand-ling finner sted på induktiv vei ved hjelp av bevegelig opp-lagrede induksjonsspoler (2), og at niplene (13) deretter føres inn i anodeuttagninger (24) som'likeledes er tørket på induktiv vei ved hjelp av -induksjonsspoler (2), og så støpes fast i oppvarmet tilstand.

2. Anordning (1, 20) til utførelse av en fremgangsmåte til å forbinde anoder (25) i aluminiumelektrolyseovner med sine anodestenger, omfattende en transportinnretning (11) som transporterer anodestengene (12) i hengende stilling gjennom anode-stangf remstillingsanlegget, og en i transportinnretningens bane liggende tørkestasjon til tørking av en på anodestengenes nipler (13) påført skillemiddel-sverte, karakterisert ved at tørkestasjonen har en induksjonsspole (2) for hver nippel (13) på anodestengene (12), og at samtlige induksjonsspoler (2) kan løftes av en løfteinn-retning (3, 8) fra sin nedsenkede hvilestilling til en arbeidsstilling hvor de omslutter niplenes forbindelsesområde.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at løfteinnretningen består av et løftebord <3) som kan løftes og senkes ved hjelp av en hydraulisk sylinder (8), og som under de frie tverrsnitt (18) av induksjonsspolene (2) har gjennombrytninger (19) med en stør-relse omtrent svarende til disse frie tverrsnitt, for å tjene som dryppeåpninger for skillemiddel.

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at der på tørkestasjonen til tørking av uttagningene (24) i anodene (25) er anordnet en induksjonsspole (2) for hver uttagning (24) i anodene, og at induksjonsspolene (2) kan beveges av en løfteinnretning (21,23) fra en hvilestilling til en arbeidsstilling inne i uttagningen og tilbake.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at løfteinnretningen består av en løftebjelke (21) som kan løftes av en hydraulisk sylinder (23).

6. Anordning som angitt i et av kravene 2-5, karakterisert ved at løfteinnretningene (3,21) som oppviser induksjonsspolene (2), er bevegelige i trans-portretningen av den transportinnretning som transporterer anodestengene resp. anodene, og har en drift som i induksjonsspol-enes (2) arbeidsstilling beveger løfteinnretningen en strek-ning forover med en hastighet svarende til transporthastigheten og beveger løfteinnretningen tilbake igjen når induksjonsspolene (2) befinner seg i hvilestilling, idet lengden av denne arbeidsstrekning minst svarer til produktet av transporthastig-het og oppvarmingstid.