NO774412L - Fremgangsmaate og vogn for transport av hele katodekasser ut av elektrolysehall med tverrstilte ovner for smelteelektrolytisk fremstilling av aluminium - Google Patents

Description

Foreliggende patentsøknad gjelder en fremgangsmåte for utskifting

av elektrolysekar i elektrolysehaller for smelte-elektrolytisk fremstilling av aluminium etter Hall-Heroult-metoden. Oppfinnel-

sen gjelder særlig tverrstilte ovner og transporten avdisse ut av elektrolysehallen.

Ved Hall-Heroult-metoden utføres elektrolysen omkring 975° C i

en smelte av kryolitt, tilsatt aluminiumoksyd og andre stoffer. Denne aggressive smelte inneholdes i et kar av karbon omgitt

av en ildfast foring av isolersten, og det hele er bygget inn i en stor kasse av stål. Gjennom utsparinger i stålkassen føres grove stålskinner som leder elektrolysestrømmen ut av bunnen i karbonkaret, som også tjener som katode.

Under drift av elektrolysecellen trenger forskjellige kjemiske forbindelser inn i karbonforingen, og foringen vil derved ekspandere og stålkassen utvides. Det er nødvendig å motvirke denne ekspansjon og derfor forsterkes ovnskassene med stålbjelker på forskjellige måter. Likevel fører prosessen til at katoden med tiden ødelegges og må skiftes etter 3-5 års levetid.

I de moderne, store smelte-elektrolyseovner på 15o kA eller mer,

kan alene ovnsforingen som skal skiftes, veie omtrent loo tonn.

Rivingen av den gamle foringen er tungt og vanskelig, og illeluktende og skadelige gasser kan utvikles. Riving av gammel og bygging av ny ovnsforing bør derfor ikke foretas i ovnshallen, som har vært det vanlige, men hele ovnskassen bør bringes ut og omforingen gjøres utenfor elektrolyse-

hallen. Herved vil også produksjonstapet, ved at en ovn er ute av drift, kunne reduseres, idet en ny ovn da raskere kan bringes i produksjon i posisjonen til den uttatte ovn.

I norsk patent nr 95884 er beskrevet hvordan omforingen

tidligere ble gjort og hvordan den patenterte fremgangsmåte tillater utskifting av hele ovnskasser. Denne fremgangsmåte byr på fordeler fremfor tidligere praksis. Det er arbeidsmes-

sig riktigere å kunne demontere og bygge opp en katode utenfor elektrolysehallen, idet man da arbeider i en bedre atmosfære og usjenert av driftsforholdene. Men den nevnte metode krever stor høyde i kjelleren, idet ovnskassene skal kunne transpor-

teres under de andre ovnene i ovnsserien. Videre må en for-forholdsmessig lang transportvei bygges, som må fundamenteres godt. Enn videre vil selve transportarbeidet foregå i en varm kjeller under ovner som er i drift like over hodet på

de som deltar i arbeidet og det er strømførende skinner i den umiddelbare, nærhet.

Så tunge som moderne elektrolyseovner er, må det spesielle foranstaltninger til for å transportere en utkoblet ovn ut av elektrolysehallen og bringe en ny omforet ovnskasse inn.

Løfting med kran vil neppe komme på tale på grunn av de store vekter. Ovner som skal omfores må derfor kjøres ut.

Transporten stiller store krav til transportveien, som såvidt mulig bør gjøres uavhengig av fundamenter for andre installa-sjoner.

Med nåtidens strengere krav til arbeidsmiljø, vil alt arbeid forsøkes fjernet fra de trange kjellere, hvor det alltid er fare for at smelte fra ovnene kan renne ned på dem som arbeider der, og selv ved forsiktighet foreligger det. alltid muligheter for farlige kortslutninger til de strømførende skinner med elektrolysestrømmene.

Det er nå ved foreliggende oppfinnelse funnet en fremgangsmåte

for å redusere arbeidet i kjelleren i forbindelse med transport av katodekasser. Derved blir også den tid forkortet som man i elektrolysehallen må være aktpågivende på grunn av arbeidet i kjelleren. Selve transportbanen kan anlegges uten tanke på hensyn til ovnshallen og dens fundamenter og transportarbeidet kan utføres uten hensyn til driftsarbeidet med de andre ovnene.

Det er funnt at kjørebanen med skinner kan legges fra hver

enkelt ovn og rett ut av bygningen, hvor så på kjent måte de enkelte kjørespor penses inn i et passende langsgående skinnesystem.

I tillegg til tidligere nevnte fordeler vil man, ved å legge

et langsgående skinnesystem utenfor hallen eliminere mulig-

hetene for å overføre høye potensialer fra kortslutninger som ligger lenger bak på ovnsserien.

Oppfinnelsen kan brukes i elektrolysehaller hvor ovnene i strøm-serien står side ved side istedetfor som vanlig tidligere ende mot ende. Dette oppstillingsmønsteret side ved side kalles også tverrstilte ovner.

Det er en videre forutsetning at ovnene er "selvbærende",

d.v.s. at hver enkelt ovnskasse er uten mekanisk støtte fra naboovnene.....

Oppfinneren har funnet, som vist i norsk patentsøknad nr

77 at den ene ende av tverrstilte ovner kan holdes fri fra strømskinner. Dette er et moment som bidrar til at oppfinnelsen, kan brukes med fordel.

Det er også funnet at ved tverrstilte ovner kan man legge

opp et arbeidsmønster så betjeningsgulvet utenfor den samme ende ikke belastes med tung trafikk. Dette gjør det enkelt å

legge de bygningsmessige forhold til rette.

Oppfinnelsen går nå ut på en fremgangsmåte for utskifting av

hele katoder til aluminiumelektrolyseovner i haller med tverrstilte ovner, hvor man utnytter de beskrevne forhold ved at gulvet nær nevnte ende av elektrolyseovnen bygges av enkle, demonterbare enheter, og at veggen som støter til denne del av gulvet også bygges av lett demonterbare enheter.

Ved å utføre bygget på denne måten,<p>g legge strømskinner som ovenfor nevnt, er det mulig å transportere katodekassen rett ut av bygget uten å ta hensyn til de øvrige ovner, idet de demonterbare deler av gulv og vegg fjernes for å frigjøre transportvei ut.

Det er også mulig å legge betjeningsgulvet i elektrolyse-

hallen høyere i den ende av ovnen som står i transportens retning - derved kan ovnen kjøres ut uten å demontere betjeningsgulvet og tilstøtende vegg.

Det er imidlertid nødvendig å ha en spesiell vogn for å kunne utføre denne transport.

Transportvognen er i prinsippet bygget opp av to kraftige langsgående bjelker, som danner parallelle sider i den rektangu-lære ovn.

Bjelken kan være formet som en kasse og i bunnplatene ha rek-tangulære utsparinger for hjulpar som er bygget sammen i en ramme. Denne ramme ligger løst inne i kassebjelken og er styrt av føringer i bjelken, således at bjelken kan løftes rett opp,

mens rammen blir liggende.

På hvert hjulpar er montert en løfteinnretning, f.eks. en jekk. Jekken kan løfte bærebjelken mot bunnen i ovnskassen og dermed

heve bunnkassen så den går klar av ovnsfundamentene. Nødvendig løftehøyde for bunnkassen kan variere mellom 1 og 2o cm.

Hjulene løper på skinner fundamentert rett under bær.e.bjelkene

i deres retning.

Vognen beveges på i og for seg kjent måte, f .eks. ved wire-trekk.

Denne funne", konstruksjon har en rekke fordeler.

Fig. 2 viser et snitt av et hjulpar i transportvognen, mens

Fig. 3 viser samme snitt sett ovenfra.

Fig. 4 viser hele vognen i mindre målestokk.

På tegningene av transportvognen er 5 hjulene i hjulparene,

6 er løfteinnretningen og 7 er bærebjelken, på fig. 2 vist i hevet stilling, 8 er rammen for hjulparene og 9 viser utsparinger for hjuparene.

For å optimalisere de elektromagnetiske forhold i en elektro-lyseovn kreves en gitt avstand mellom toppen av katodekullene og strømskinjiene under ovnen, jevnfør norsk patentsøknad 77. I denne avstand skal inngå høyden av katodekull, termisk iso-lering samt katodekassen med mekanisk forsterkning.

Ved den fundne konstruksjon kan bærebjelkene i transportvognen gis maksimalhøyde, idet løfteinnretningene virker fra et lavt angrepspunkt på hjulparene inne i bjelken.

Når jekkene heves og løfter ovnskassen vil bærebjelken - på

grunn av friksjonen i anleggsflåtene - virke som en langsgående sammenbindende bjelke. Denne sammenbindende effekt av bjelken trenges bare under transport og ved å bruke løse bjelker sparer vi således denne konstruksjonsdel i selve ovnskonstruk-sjonen.

Den konstruksjonsdel som forbinder de parallelle bjelker kan

gjøres meget lett, idet den hovedsakelig bare skal holde bærebjelkene på plass. Når transportvognen bærer, .ovnskassen vil denne holde vognen sammen.

I bærebjelken kan det legges inn så mange hjulpar med løfte-innretninger som ønskelig. Løfteinnretningene drives synkront

på i og for seg kjent måte. Også skinnegangen utføres på kjent måte.

På vedlagte tegninger er systemet skissert.

Fig. 1 viser konturene av ovnskassen 1, med fundamentene 2, strømskinnene 3 (ikke tilkoblet katoden) og transportvognen 4..

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for utskifting av hele katodekasser i aluminiumelektrolyseovner i ovnsserier med tverrstilte ovner, karakterisert ved at katode-kassene kjøres rett ut av elektrolysebygningen. i. nær aamrne nivå som under drift.

2. Arrangement for fremgangsmåte iflg. krav 1, karakterisert ved at enden av ovnen i utkjøringsretningen er fri for tilkoblinger til elektro-lysestrømskinner.

3. Arrangement for fremgangsmåte iflg. krav 1, karakterisert ved at betjeningsgulvet ved ovnsenden i utkjøringsretningen er fritatt for alle driftsoperasjoner.

4. Anordning for fremgangsmåte iflg. krav 1, karakterisert ved at ovnshallens betjen-ingsgulv og tilstøtende vegg i utkjøringsretningen er bygget av lett demonterbare elementer for frembringelse av en transportåpning.

5. Transportvogn for transport av ovnskasser iflg. krav 1, karakterisert ved at transportvognens totale byggehøyde tilpasses de elektromagnetiske krav til avstand mellom overflate katode og strømskinne samt katodens øvrige konstruktive krav.

6. Transportvogn iflg. krav 5, karakterisert ved at løfteinnretninger er montert på hjulpar i transportvognens bærebjelker.

7. Transportvogn iflg. krav 5, karakterisert ved at hjulparene er montert i løse rammer som ligger i føringer i transportvognens bærebjelker.