SE501800C2 - Arrangemang för tillslutning av anodtoppen av en söderberganod i en elektrolyscell för framställning av aluminium - Google Patents

Description

' 30 40 501 800 2 I NO-A-136678 föreslås att anodens topp tillslutes me- delst ett lock uppvisande öppningar för kontaktbultarna och att de gaser som bildas vid anodens topp uppsamlas och brännes. An- ordningen enligt denna skrift har emellertid ett flertal nack- delar. Denna kända anordning har därför ej satts i industriell användning. En av nackdelarna hos anordningen enligt denna skrift är att locket är framställt i ett stycke förutom nöd- vändiga öppningar för påfyllning av elektrodmassa. Detta gör det nödvändigt att avlägsna och återinstallera kontaktbultarna i syfte att sätta locket på plats. Användningen av elektryscel- len måste därför stängas av i syfte att genomföra denna opera- tion. Vidare åstadkommes den föreslagna tätningen mellan kon- taktbultarna och motsvarande öppningar i locket medelst asbest- rep, vilka ej åstadkommer en tillfredsställande tätning, sär- skilt när kontaktbultarna förflyttas upp och ned. Denna tätning kommer därför ej att accepteras för långtidsdrift av en alumi- niumreduktionscell. Slutligen visas ej hur påfyllningen av anodmassa kan äga rum på sådant sätt att massan påfylles jämnt över anodtoppens hela area.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för tillslutning av toppen av en anodmantel hos en söderberganod, så att nackdelarna hos den kända tekniken kan undanröjas.

Föreliggande uppfinning hänför sig sålunda till en an- ordning för tillslutning av toppen av en söderberganod använd i samband med elektrolytisk framställning av aluminium, vilken anod är utrustad med en anodmantel och vertikala kontaktbultar för fasthållning och för strömtillförsel till anoden, varvid anodmantelns topp är tillsluten medelst åtminstone ett täckor- gan uppvisande öppningar för kontaktbultarna och åtminstone en öppning för påfyllning av anodmassa och åtminstone ett gasut- lopp, varvid anordningen kännetecknas av att täckorganet inne- fattar ett centralt täckorgan uppvisande öppningar för kontakt- bultarna, vilka öppningar har en diameter som överstiger dia- metern hos kontaktbultarna, att den ringformiga öppningen mellan var och en av kontaktbultarna och motsvarande öppningar i det centrala täckorganet är avtätade medelst tätningselement, vilka är gastätt avtätade mot var och en av kontaktbultarna och vilka är anordnade fritt flytande på det centrala täckorganet, och att sidobelägna täckorgan är anordnade mellan det centrala 10 15 20 25 501 800 3 täckorganet och anodmantelns sidobelägna täckorgan, varvid de sidobelägna täckorganen är roterbart anordnade.

Täckorganen är företrädesvis anordnade på tre balkar anordnade i längdriktningen på anodmantelns topp, varvid en av balkama är anordnad vid mitten av anoden och de båda övriga balkarna är anordnade på var sida av den centrala balken utanför kontaktbultarna. Det centrala täckorganet är företrädesvis lösbart förbundet med den centrala balken och de båda yttre balkama medelst skruvar eller bultar.

Enligt en föredragen utföringsforrn av föreliggande uppfmning är den centrala täcksektionen delad i ett flertal täcksektioner, varvid varje sektion innefattar öppningar för åtminstone två, företrädesvis fyra kontaktbultar. Dessa täcksektioner- är företrädesvis förbundna med varandra medelst bultar genom flänsar anordnade på varje sektion.

Genom installation av arrangemanget enligt föreliggande uppfinning kan det centrala täckorganet installeras sektion för sektion, varigenom endast tvâ eller valfritt fyra kontaktbultar behöver tillbakadragas samtidigt i syfte att installera en sektion av det centrala täckorganet. Det centrala täckorganets sektioner kan följaktligen installeras utan väsentlig stöming av elektrolyscellens drift. Vidare kan en skadad sektion hos det centrala täckorganet ersättas utan störning av cellens drift.

De sidobelägna täckorganen som är anordnade mellan de yttre balkarna och sidoväggarna hos anodmanteln är roterbart förbundna med rör anordnade längs de yttre balkarna eller roterbart förbundna med rör anordnade längs toppen eller ovansidan av andomantelns sidoväggar.

I syfte att säkerställa en god tätning mellan rören och de yttre balkama är företrädesvis anordnad en böjlig läpp längs rören.

De tätningselement som tätar den ringformiga spalten mellan öppningarna i det centrala täckorganet och kontaktbultarna irmefattar en horisontell del som säkerställer tätning mot toppen av det centrala täckorganet och tätningsdelar som är pressade mot kontakt- bultamas periferi. Tätningsdelama kan exempelvis innefatta elastiska ringar. I syfte att garantera ett enkelt och säkert inträde av anodbultarna in i tätningselementen, är den övre delen av tätningselementen koniskt formade och 10 15 20 25 - 30 n» U1 40 501 800 4 utvidgade uppåt och utåt.

I syfte att hindra tätningselementen från att lyftas upp- åt när kontaktbultarna tillbakadrages i syfte att placeras i ett högre läge i anoden, är varje tätningselement företrädesvis utrustat med åtminstone en horisontell arm som är avsedd att ingripa med ett hållorgan innefattande två fästen förbundna med det centralä täckorganet, vilka fästen håller en metallstång eller liknande. När en kontaktbult tillbakadrages kommer tät- ningselementen att hållas i vila av hållorganets arm eller armar. I syfte att hindra skada på tätningselementens täckorgan är hållorganen framställda på sådant sätt att om kraften på hållorganen överstiger ett förutbestämt värde kommer stången att brista.

Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning är slutligen utrustat med åtminstone en utloppsöppning för de gaser som bildas under bakningen eller bränningen av anodmassan. Dessa gaser föres till en konventionell gasreningsapparat för rening av gasen innan den utsläppes till omgivningen.

Under driften av elektrolyscellerna utrustade med arran- gemanget enligt föreliggande uppfinning hålles gastrycket under täckorganen nedanför atmosfärstryck. Detta säkerställer att gas från anodens topp ej kommer att strömma in i omgivningen runt cellerna.

De sidobelägna täckorganen kan vridas från ett slutet läge till ett öppet läge, antingen manuellt eller automatiskt.

Det erfordras endast att sidomantlarna öppnas för byte av anodmassa och för inspektion av anodens topp eller ovansida.

Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning säkerställer en god tätning mellan anodens topp hos söderberganoder vilka används för framställning av aluminium. Arrangemanget enligt föreliggande uppfinning kan installeras på existerande anoder på ett enkelt sätt utan väsentlig störning av elektrolysceller- nas drift.

Föreliggande uppfinning kommer nu att ytterligare be- skrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig. 1 visar en vy ovanifrån av en söderberganod för elektrolytiska aluminiumceller; fig¿_g visar ett snitt längs linjen I-I i fig. 1; fig. 3 visar en annan utföringsform av arrangemanget i fig. 2; fig. 4 visar en del av fig. 1 i större skala; fig. 5 visar i detalj ett tätningselement enligt fig. 2; och fig. 6 är ett 10 15 20 25 30 40 5 501 800 snitt längs linjen II-II i fig. 5.

I fig. 1 och 2 visas en söderberganod för elektrolyscel- ler för framställning av aluminium. Anoden innefattar en mantel 1 framställd av järn eller stål. In i anodmanteln 1 är påfyllt kol innehållande anodpasta eller massa 3. Kolet innehållande massan 3 är bakat eller bränt till en fast kolanod medelst den värme som bildas under strömtillförsel till anoden och värmen från det elektrolytiska badet. Den brända anoden förbrukas under elektrolysprocessen. Den brända anoden anges med hänvis- ningstalet 2 på fig. 2 och obränd karbonmassa anges med hänvis- ningstalet 3 på fig. 2 och 3.

Kolanoden hålles med ett flertal vertikala kontakt- eller anodbultar 4, vilka även tjänar som strömledare till anoden.

Som framgår av fig. 1, är kontaktbultarna 4 anordnade i fyra rader i anodens längdriktning. Kontaktbultarna 4»är upphängda vid strömledande balkar på konventionellt sätt (ej visat i figurerna).

Arrangemanget för tillslutning av anodens topp innefattar en längsgående central balk 5 anordnad utefter anodens längd- axel och två ytterbalkar 6, 7 anordnade vid utsidan av raden av kontaktbultar. Balkarna 5-7 är upphängda vid anodmantelns kort- sidor 8, 9. Beroende av anodens längd är balkarna valfritt upp- hängda på en eller flera balkar anordnade tvärs anoden och vilande på anodmantelns längssídor.

Mellan den centrala balken 5 och var och en av de yttre balkarna 6, 7 är anordnad centrala lock eller täckorgan 10, 11 uppvisande öppningar 12 för kontaktbultarna 4, vilka öppningar har en diameter som överstiger kontaktbultarnas 4 diameter.

Täckorganen 10, ll är företrädesvis förbundna med den centrala balken 5 och de yttre balkarna 6, 7 med hjälp av skruvför- bindningar 13.

Som visas i fig. 4 är vart och ett av de centrala täckor- ganen 10, 11 uppdelade i ett flertal sektioner 14, vilka var och en har öppningar 12 för fyra kontaktbultar 4. Sektionerna 14 är förbundna med varandra medelst skruvförbindningar 15 via flänsar 16. Genom detta sätt att uppdela de centrala täckorga- nen l0, 11, kan varje sektion 14 hos de centrala täckorganen 10, 11 på enkelt sätt ersättas genom bortdragning av de fyra kontaktbultarna 4, varefter sektionen 14 avlägsnas och ersättes av en ny. Detta kan genomföras utan väsentlig störning av cel- 10 15 20 25 30 35 40 501 800 6 lens drift. Det är att märka att inom ramen för föreliggande uppfinning kan de centrala täckorganen 10, 11 uppdelas på sådant sätt att varje sektion 14 exempelvis har två eller sex öppningar 12 för kontaktbultar 4.

De ringformiga spalterna mellan kontaktbultarna 4 och öppningarna 12 i de centrala täckorganen 10, ll är tätade medelst tätningselement 17, såsom visas i fig. 2, 3 och 4. Tät- ningselementen 17 är tätt anordnade omkring var och en av kontaktbultarna 4 och är anordnade fritt flytande på de centra- la täckorganen 10, 11. Tätningselementen 17 kommer följaktligen att följa varje horisontell rörelse hos kontaktbultarna 14. Som framgår av fig. 5 är varje tätningselement 17 utrustat med en tätningsring 18 som tätar mot de centrala täckorganen 10, 11. I syfte att införa kontaktbultarna in i tätningselementen, är dessa utrustade med en uppåt och utåt sig sträckande kon 19.

När kontaktbultarna 14 har förflyttats ned genom tätningsele- menten och in i anoden 2, kommer kontaktbultarnas 4 rörelse- riktning att vara nedåt och därigenom kommer kontaktbultarna 4 att säkerställa att tätningsringen 18 hos tätningselementen alltid kommer att vara pressad mot den övre ytan av de centrala täckorganen 10, 11.

Tätningen mot kontaktbultarnas 4 periferi är såsom visas i fig. 5 och 6 framställd med hjälp av en ringformad del 20, vilken är pressad mot tillhörande kontaktbult 4 medelst en el- ler två elastiska ringar 20, 22 upptagen i en kammare 23 fram- ställd av en ringformad del 24 förbunden med tätningsringen 18 hos tätningselementet 17 medelst skruvförbindningar 25. Som visas i fig. 6 är den ringformade delen 20 framställd från två delar i syfte att säkerställa att den ringformade delen 20 kan pressas till kontakt mot kontaktbultarnas periferi.

Mellan de yttre balkarna 6, 7 och anodmantelns 1 längs- gående sidor 25, 27 är anordnade roterbara sidotäckorgan el- ler -lock 28, 29. Enligt den på fig. 2 visade utföringsformen är täckorganen 28, 29 upphängda medelst rör 30, 31, vilka är roterbart förbundna längs de yttre balkarna 6, 7. De sidobeläg- na täckorganen 28, 29 kan därigenom förflyttas från ett stängt läge visat medelst fyllda linjer i fig. 2 till ett öppet läge visat medelst streckade linjer på fig. 2. När de sidobelägna täckorganen 28, 29 befinner sig i öppna lägen kan anodmassa påfyllas vid anodens topp eller ovansida och denna kan inspek- 10 15 20 25 30 7 501 800 teras visuellt. I syfte att garantera en god tätning mellan rören 30, 31 och de yttre balkarna 6, 7, är företrädesvis anordnade böjliga tätningsark eller plåtar 32, 33 längs rören 30, 31. Dessa tätningsplåtar tillhandahåller en god tätning mellan de yttre balkarna 6, 7 och rören 30, 31 när de sidobe- lägna täckorganen 28, 29 befinner sig i stängda lägen.

Enligt den i fig. 3 visade utföringsformen är de sidobe- lägna täckorganen 28, 29 upphängda vid rör 38, 39 vilka är roterbart anordnade längs anodmantelns sidoväggar. De sidobe- lägna täckorganen 28, 29 kan därigenom förflyttas från ett stängt läge visat med de fyllda linjerna i fig. 3 till ett öppet läge visat med streckade linjer i fig. 3. Denna utför- ingsform har fördelen att varje spillning av anodmassa kommer att uppsamlas på de sidobelägna täckorganen 28, 29 och påfyllas vid anodens topp eller ovansida när de sidobelägna täckorganen är tillslutna. 4 I syfte att hindra tätningselementen 17 från att lyftas uppåt när kontaktbultarna tillbakadrages från anoden, är tät- ningselementen 17, såsom visas i fig. 4-6, företrädesvis ut- rustade med en eller två horisontella armar 32 som ingriper i organ 33 innefattande två fästen 34, 35, vilka fasthåller en lösbar bult 36. Som framgår kommer tätningselementen 17 fort- farande att kunna fritt röras horisontellt, men kommer att förbli i kontakt med ovansidan av de centrala täckorganen 10, 11 när kontaktbultarna förflyttas uppåt.

I syfte att uppsamla de gaser som utvecklas under bak- ningen eller bränningen av anodmassan är anordnat åtminstone ett gasutlopp vid de centrala täckorganen 10, 11. Gasen kan därvid uppsamlas och bortsugas från anodens ovansida och föras till en gasreningsanläggning (ej visad) innan gasen utsläppes i atmosfären.

Claims (11)

10 15 20 25 30 1,1 UI 40 501 800 8 Patentkrav

1. Anordning för tillslutning av toppen av en söderberg- anod använd i samband med elektrolytisk framställning av aluminium, vilken anod är utrustad med en anodmantel (1) och vertikala kontaktbultar (4) för fasthållning och för strömtill- försel till anoden, varvid anodmantelns topp är tillsluten me- delst åtminstone ett täckorgan (10, 11) uppvisande öppningar för kontaktbultarna och åtminstone en öppning (28, 29) för pâ- fyllning av anodmassa och åtminstone ett gasutlopp (37), k ä n n e t e c k n a d av att täckorganet innefattar ett centralt täckorgan (10, 11) uppvisande öppningar (12) för kon- taktbultarna (4), vilka öppningar har en diameter som över- stiger diametern hos kontaktbultarna, att den ringformiga öpp- ningen mellan var och en av kontaktbultarna och motsvarande öppningar i det centrala täckorganet är avtätade medelst tät- ningselement (17), vilka är gastätt avtätade mot var och en av kontaktbultarna och vilka är anordnade fritt flytande på det centrala täckorganet, och att sidobelägna täckorgan (28, 29) är anordnade mellan det centrala täckorganet och anodmantelns (1) sidoväggar, varvid de sidobelägna täckorganen är roterbart an- ordnade.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att täckorganen (10, 11) är anordnad på tre balkar (5, 6, 7) anordnade i längdriktning vid den övre delen av anodmanteln (1), varvid en av balkarna (5) är anordnade vid anodens mitt och de båda andra balkarna (6, 7) är anordnade på var sida om den centrala balken utanför kontaktbultarna.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det centrala täckorganet (10, 11) är uppdelat i ett flertal sektioner (14), vilka var och en innefattar öppningar (12) för åtminstone två och företrädesvis fyra kontaktbultar (4).

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att täcksektionerna (14) är förbundna med varandra medelst bultförband (15) via vertikala flänsar (16) anordnade på varje sektion (14).

5. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den centrala täckorganet (10, 11) är fastsatt vid den centrala balken (5) och vid de yttre balkarna (6, 7) medelst skruv- eller bultförband (13).

6. Anordning enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k - 10 15 20 9 501 800 n a d av att de sidobelägna täckorganen (28, 29) är svängbart förbundna till rör (30, 31) anordnade längs de yttre balkarna (6, 7).

7. Anordning enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k - n a d av att de sidobelägna täckorganen (28, 29) är svängbart förbundna med rör (38, 39) anordnade längs anodmantelns längs- gående sidovåggar (26, 27).

8. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att täckelementet (17) innefattar ett tätningsorgan (20), vil- ket är anordnat att vara pressat mot anodbultarnas (4) periferi medelst ett eller flera elastiska organ (21, 22).

9. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tätningselementen (17) innefattar en kon (19) som utvidgar sig uppåt och utåt.

10. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tätningselementen (17) innefattar en horisontell arm (32) som ingriper med ett hållorgan (33) för att hindra att tät- ningselementen lyftes från det centrala tätningsorganet (10,

11. ) när anodbultarna tillbakadrages.