EP0025415A1 - Aluminium electrolyzing cell with a pneumatically or hydraulically operable pressure cylinder system of a crust-breaking device - Google Patents

Aluminium electrolyzing cell with a pneumatically or hydraulically operable pressure cylinder system of a crust-breaking device Download PDF

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Publication number
EP0025415A1
EP0025415A1 EP80810282A EP80810282A EP0025415A1 EP 0025415 A1 EP0025415 A1 EP 0025415A1 EP 80810282 A EP80810282 A EP 80810282A EP 80810282 A EP80810282 A EP 80810282A EP 0025415 A1 EP0025415 A1 EP 0025415A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
crust
piston rod
pressure cylinder
cylinder system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP80810282A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gottfried Maugweiler
Edwin Gut
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcan Holdings Switzerland AG
Original Assignee
Alusuisse Holdings AG
Schweizerische Aluminium AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Alusuisse Holdings AG, Schweizerische Aluminium AG filed Critical Alusuisse Holdings AG
Publication of EP0025415A1 publication Critical patent/EP0025415A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/14—Devices for feeding or crust breaking

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatically or hydraulically operated pressure cylinder system of an impact device for breaking the solidified crust of an electrolysis furnace, in particular for the production of aluminum.
  • the electrolyte becomes poor in aluminum oxide.
  • a lower concentration of 1-2% by weight of aluminum oxide in the electrolyte there is an anode effect, which results in a voltage increase of, for example, 4-4.5 V to 30 V and above.
  • the crust must be hammered in and the aluminum oxide concentration increased by adding new aluminum oxide (alumina).
  • the cell is usually operated periodically in normal operation, even if there is no anode effect.
  • the bath crust has to be hammered in and the alumina concentration increased by adding new aluminum oxide, which corresponds to cell operation.
  • Mobile crust breakers with outrigger booms are either mounted on steerable trolleys or are located on scaffolds arranged over the electrolysis furnaces (semi-portal cranes, portal cranes, overhead traveling cranes).
  • DE-AS 2 052 517 proposes to position the wrapping tree for the time being, i.e. set to a certain stroke range and then break the crust by rotating it around the axis of the felling tree.
  • the inventors have therefore set themselves the task of creating a pneumatically or hydraulically operable pressure cylinder system of an impact device for breaking the solidified crust of an electrolysis furnace, which can be used both in a fixed and in a mobile arrangement at any location of the electrolysis furnace at which the crust is impacted shall be.
  • the pressure cylinder system should be characterized by a low consumption of compressed gas or pressure liquid and, in the rest position, should remove the chisel as far as possible from the area of the carbon anodes.
  • the pressure cylinder system consists of a positioning cylinder with a piston rod and a working cylinder with a piston rod arranged underneath on the same longitudinal axis.
  • the total stroke between the lowest working position and the rest position of the chisel attached to the piston rod of the working cylinder is divided differently between the positioning cylinder and the working cylinder, depending on the geometric configuration of the electrolysis cell. If the total stroke is approx. 900 mm, for example, the positioning cylinder can have a stroke of 300 - 500 mm, the working cylinder can have a stroke of 400 - 600 mm.
  • the pressure cylinder system according to the invention with the chisel can be detached, e.g. attached to the cell structure on an alumina silo or on a mobile furnace operating device. Furthermore, the suspension of the pressure cylinder system can be designed such that it can be used as an impact unit on a suitable base, e.g. Rails that can be moved.
  • a suitable base e.g. Rails that can be moved.
  • impression cylinders per se are not part of the invention, but are used in an embodiment well known to the person skilled in the art.
  • the compressed air that is preferably used as compressed gas can be supplied from above in compressed air hoses; the temperatures in this area of 50 - 100 C do not pose any problems
  • the impact device shown in FIGS. 1 and 2 and comprising the pressure cylinder system is fastened to the suspension 10.
  • the piston rod 14 located in the positioning cylinder 12 is connected to the suspension 10 via an upper flange, preferably detachably, for example by screwing.
  • the lower flange of the positioning cylinder 12 and the upper flange of the working cylinder 16 are also mechanically, releasably or non-releasably connected to one another.
  • a downwardly extendable piston rod 18 is arranged, which carries the chisel 20 for driving in the crust 26.
  • the anodes 22, the alumina 24 poured onto the crust 26 and the electrolyte 28 are shown.
  • the functional sequence of the impact device is basically the same. The only difference is that it is not the positioning cylinder 12 that is lowered, as shown in FIG. 2, but the corresponding piston rod 14.
  • Strength in F. 3 shows a specific embodiment of the lower area of the impact device and the alumina feed.
  • a guide housing 30 for the chisel 20 is fastened to the lower flange of the working cylinder 16.
  • This mechanically stable, preferably gas-tightly sealed housing 30 is made of mechanically stable metal sheets.
  • Guide rollers 32 for the chisel 20 and a flow scraper 34 are arranged in its lower region.
  • the loading device consists of an alumina silo 36, a known metering device 38 (DE-OS 29 14 238.9) and the alumina outlet pipe, which consists of a pipe section 40 fixed to the metering device 38 and a pipe section 42 that can be slipped over it and bent against the chisel at the bottom.
  • the lower pipe section 40 is carried by a driver 44, which is fastened to the guide housing 30.
  • the mobile part 42 of the alumina outlet pipe is completely slipped over the fixed pipe section 40. If the positioning cylinder 12 (FIG. 1, 2) is lowered into the work standby position, the driver 44 attached to the guide housing 30 and with it the mobile pipe section 42 also lowers by the same path. Thanks to this embodiment it can be ensured that the alumina is always supplied at the same place, and the outlet pipe is pulled up in the rest position, for example when changing an anode.
  • position A the chisel 20 is drawn into the guide housing 30.
  • Position B indicates the working position of the chisel 20 in which the crust 26 is penetrated.

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Abstract

A pneumatically or hydraulically operated pressure cylinder system of an impact device for breaking the solidified crust (26) of an electrolytic furnace, in particular for producing aluminium. The pressure cylinder system consists of a positioning cylinder (12) with piston rod (14) and a working cylinder (16), disposed thereunder on the same longitudinal axis, with piston rod (18). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch oder hydraulisch betreibbares Druckzylindersystem einer Einschlagvorrichtung zum Brechen der erstarrten Kruste eines Elektrolyseofens, insbesondere zur Herstellung von Aluminium.The present invention relates to a pneumatically or hydraulically operated pressure cylinder system of an impact device for breaking the solidified crust of an electrolysis furnace, in particular for the production of aluminum.

Für die Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse von Aluminiumoxid wird dieses in einer Fluoridschmelze gelöst, die zum grössten Teil aus Kryolith besteht. Das kathodisch abgeschiedene Aluminium sammelt sich unter der Fluoridschmelze auf dem Kohleboden der Zelle, wobei die Oberfläche des flüssigen Aluminiums die Kathode bildet. In die Schmelze tauchen von oben Anoden ein, die bei konventionnellen Verfahren aus amorphem Kohlenstoff bestehen. An den Kohleanoden entsteht durch die elektrolytische Zersetzung des Aluminiumoxids Sauerstoff, der sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu C02 und CO verbindet. Die Elektrolyse findet in einem Temperaturbereich von etwa 940 - 970° C statt.For the production of aluminum by electrolysis of aluminum oxide, this is dissolved in a fluoride melt, which largely consists of cryolite. The cathodically deposited aluminum collects under the fluoride melt on the carbon bottom of the cell, the surface of the liquid aluminum forming the cathode. Anodes, which consist of amorphous carbon in conventional processes, are immersed in the melt. At the carbon anodes, the electrolytic decomposition of the aluminum oxide produces oxygen, which combines with the carbon of the anodes to form CO 2 and CO. The electrolysis takes place in a temperature range of approximately 940 - 970 ° C.

Im Laufe der Elektrolyse verarmt der Elektrolyt an Aluminiumoxid. Bei einer unteren Konzentration von 1 - 2 Gew.-% Aluminiumoxid im Elektrolyten kommt es zum Anodeneffekt, der sich in einer Spannungserhöhung von beispielsweise 4 - 4,5 V auf 30 V und darüber auswirkt. Spätestens dann muss die Kruste eingeschlagen und die Aluminiumoxidkonzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid (Tonerde) angehoben werden.In the course of electrolysis, the electrolyte becomes poor in aluminum oxide. With a lower concentration of 1-2% by weight of aluminum oxide in the electrolyte, there is an anode effect, which results in a voltage increase of, for example, 4-4.5 V to 30 V and above. At the latest then the crust must be hammered in and the aluminum oxide concentration increased by adding new aluminum oxide (alumina).

Die Zelle wird im normalen Betrieb üblicherweise periodisch bedient, auch wenn kein Anodeneffekt auftritt. Ausserdem muss bei jedem Anodeneffekt die Badkruste eingeschlagen und die Tonerdekonzentration durch Zugabe von neuem Aluminiumoxid angehoben werden, was einer Zellenbedienung entspricht.The cell is usually operated periodically in normal operation, even if there is no anode effect. In addition, with each anode effect, the bath crust has to be hammered in and the alumina concentration increased by adding new aluminum oxide, which corresponds to cell operation.

Zur Zellenbedienung ist über lange Jahre die Kruste aus erstarrter Schmelze zwischen den Anoden und dem Seitenbord der Elektrolysezelle eingeschlagen und anschliessend neues Aluminiumoxid zugegeben worden. Diese heute noch weitgehend angewandte Praxis stösst auf zunehmende Kritik wegen Verschmutzung der Luft in der Elektrolysehalle und der äusseren Atmosphäre. Die Forderung nach Kapselung der Elektrolyseöfen und die Behandlung der Abgase ist in den letzten Jahren zunehmend zur zwingenden Notwendigkeit geworden. Eine maximale Zurückhaltung der Elektrolysegase durch Kapselung kann jedoch nicht gewährleistet werden, wenn eine klassische Längsseitenbedienung zwischen den Anoden und dem Seitenbord der Oefen erfolgt.To operate the cell, the crust of solidified melt was hammered in between the anodes and the side board of the electrolysis cell and new aluminum oxide was then added. This practice, which is still widely used today, is met with increasing criticism for pollution of the air in the electrolysis hall and the outside atmosphere. The demand for encapsulation of the electrolysis furnaces and the treatment of the exhaust gases has become an imperative in recent years. However, maximum containment of the electrolysis gases by encapsulation cannot be guaranteed if classic long side operation takes place between the anodes and the side board of the furnaces.

In neuerer Zeit sind deshalb die Aluminiumhersteller immer mehr zur Bedienung in der Ofenlängsachse übergegangen. Nach dem Einschlagen der Kruste erfolgt die Tonerdezugabe entweder lokal und kontinuierlich nach dem "Point-Feeder"-Prinzip oder nicht kontinuierlich über die ganze Ofenlängsachse verteilt. In beiden Fällen ist auf der Elektrolysezelle ein Vorratsbunker für die Tonerde angeordnet. Entsprechendes gilt für die von der Anmelderin in jüngerer Zeit vorgeschlagene Querbedienung der Elektrolyseöfen (DE-Patent Nr. 27 31 908).In recent times, aluminum manufacturers have therefore increasingly switched to operating in the longitudinal axis of the furnace. After the crust has been hammered in, the alumina is added either locally and continuously according to the "point feeder" principle or not continuously distributed over the entire longitudinal axis of the furnace. In both cases, a storage hopper for the alumina is arranged on the electrolysis cell. The same applies to the transverse operation of the electrolysis furnaces recently proposed by the applicant (DE Patent No. 27 31 908).

Es sind zahlreiche, durch pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Zylinder betriebene Einschlagvorrichtungen bekannt. Fahrbare Krustenbrecher mit als Einschlagbaum betätigten Auslegern sind entweder auf lenkbaren Wagen montiert oder befinden sich an über den Elektrolyseöfen angeordneten Gerüsten (Halbportalkranen, Portalkranen, Laufkranen).Numerous impact devices operated by pneumatically or hydraulically operating cylinders are known. Mobile crust breakers with outrigger booms are either mounted on steerable trolleys or are located on scaffolds arranged over the electrolysis furnaces (semi-portal cranes, portal cranes, overhead traveling cranes).

Um auch ein stirnseitiges Einschlagen der Kruste von Elektrolysezellen zu ermöglichen, wird in der DE-AS 2 052 517 vorgeschlagen, den Einschlagbaum vorerst zu positionieren, d.h. auf einen bestimmten Hubbereich einzustellen und dann die Kruste durch eine Drehbewegung um die Achse des Einschlagbaums zu brechen.In order to also enable the crust of electrolysis cells to be driven in at the end, DE-AS 2 052 517 proposes to position the wrapping tree for the time being, i.e. set to a certain stroke range and then break the crust by rotating it around the axis of the felling tree.

Schon früher sind zweistufige Einschlagverfahren vorgeschlagen worden, bei denen jedoch der den Hammer tragende Ausleger - im Gegensatz zu der DE-AS 2 052 517 - keine Schlagbewegung ausführt, sondern positioniert wird, und dann während dem Einschlagvorgang ortsfest bleibt. Die Einschlagbewegung wird ausschliesslich durch den am Ende des unbewegten Auslegersmontierten Hammer durchgeführt. Die Positionierung des Auslegers erfolgt beispielsweise:

  • - SU-ES 108 816 durch Drehen des Auslegers um seine Achse
  • - US-PS 2 423 787 durch Verschieben des horizontalen Auslegers entlang einer vertikalen Achse.
Two-stage impact methods have already been proposed, in which, however, in contrast to DE-AS 2 052 517, the boom carrying the hammer does not perform an impact movement but is positioned and then remains stationary during the impact procedure. The impact movement is carried out exclusively by the hammer mounted at the end of the stationary boom. The boom is positioned, for example:
  • - SU-ES 108 816 by rotating the boom around its axis
  • U.S. Patent No. 2,423,787 by moving the horizontal boom along a vertical axis.

Allen diesen bekannten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sie nur für die Längs- und Seitenbedienung verwendbar sind. Für die Mittelbedienung, insbesondere von gekapselten Oefen, können diese verhältnismässig schwerfälligen Vorrichtungen nicht eingesetzt werden.All these known embodiments have in common that they can only be used for longitudinal and lateral operation. These relatively cumbersome devices cannot be used for central operation, in particular of encapsulated ovens.

Für Oefen mit Mittelbedienung oder punktförmiger Tonerdezufuhr sind mehrere Ausführungsformen von pneumatischen oder hydraulischen Druckzylindern zur Betätigung von Krustenbrechern vorgeschlagen worden. Um den Schlagmeissel beim Anodenwechsel aus der Gefahrenzone mechanischer Beschädigung zu entfernen, ist jedoch ein verhältnismässig grosser Hub notwendig, was einen hohen Verbrauch an Druckgasen oder Druckflüssigkeiten, z.B. Pressluft, bedingt.Several designs of pneumatic or hydraulic pressure cylinders for actuating crust breakers have been proposed for furnaces with central control or point-shaped alumina feed. In order to remove the chisel from mechanical damage when changing the anode, a relatively large stroke is required, which means a high consumption of compressed gases or hydraulic fluids, e.g. Compressed air, conditional.

Die Erfinder haben sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein pneumatisch oder hydraulisch betreibbares Druckzylindersystem einer Einschlagvorrichtung zum Brechen der erstarrten Kruste eines Elektrolyseofens zu schaffen, das sowohl bei fester als auch bei mobiler Anordnung an jedem Ort des Elektrolyseofens eingesetzt werden kann, an welchem die Kruste eingeschlagen werden soll. Weiter soll sich das Druckzylindersystem durch einen niedrigen Verbrauch an Druckgas- oder Druckflüssigkeit auszeichnen und in Ruhestellung den Schlagmeissel aus dem Bereich der Kohleanoden möglichst weit entfernen.The inventors have therefore set themselves the task of creating a pneumatically or hydraulically operable pressure cylinder system of an impact device for breaking the solidified crust of an electrolysis furnace, which can be used both in a fixed and in a mobile arrangement at any location of the electrolysis furnace at which the crust is impacted shall be. Furthermore, the pressure cylinder system should be characterized by a low consumption of compressed gas or pressure liquid and, in the rest position, should remove the chisel as far as possible from the area of the carbon anodes.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Druckzylindersystem aus einem Positionierungszylinder mit Kolbenstange und einem darunter auf derselben Längsachse angeordneten Arbeitszylinder mit Kolbenstange besteht.The object is achieved according to the invention in that the pressure cylinder system consists of a positioning cylinder with a piston rod and a working cylinder with a piston rod arranged underneath on the same longitudinal axis.

Der Gesamthub zwischen der untersten Arbeitsstellung und der Ruhestellung des an der Kolbenstange des Arbeitszylinders befestigten Meissels wird, je nach der geometrischen Ausgestaltung der Elektrolysezelle, verschieden zwischen Positionierungs-und Arbeitszylinder aufgeteilt. Wenn der Gesamthub beispielsweise ca. 900 mm beträgt, kann der-Positionierungszylinder einen Hub von 300 - 500 mm, der Arbeitszylinder einen Hub von 400 - 600 mm haben.The total stroke between the lowest working position and the rest position of the chisel attached to the piston rod of the working cylinder is divided differently between the positioning cylinder and the working cylinder, depending on the geometric configuration of the electrolysis cell. If the total stroke is approx. 900 mm, for example, the positioning cylinder can have a stroke of 300 - 500 mm, the working cylinder can have a stroke of 400 - 600 mm.

Eine die ganze Einschlagvorrichtung tragende Aufhängung kann auf zwei Arten mit dem Arbeitszylinder verbunden sein:

  • - Das als Flansch ausgebildete obere Ende der Kolbenstange des Positionierungszylinders ist an der Aufhängung befestigt; Positionierungs- und Arbeitszylinder sind stirnseitig miteinander verbunden.
    Bei Betätigung des Positionierungszylinders wird dieser abgesenkt, während dessen Kolbenstange ortsfest bleibt und aus dem Zylinder fährt.
  • - Die als Flansch ausgebildete obere Stirnseite des Positionierungszylinders ist an der Aufhängung befestigt; das flanschförmige untere Ende der Kolbenstange und die obere Stirnseite des Arbeitszylinders sind miteinander verbunden.
    Bei Betätigung des Positionierungszylinders wird dessen Kolbenstange abgesenkt und aus dem Zylinder geführt, während der Positionierungszylinder selbst ortsfest bleibt.
A suspension that supports the entire impact device can be connected to the working cylinder in two ways:
  • - The upper end of the piston rod of the positioning cylinder, which is designed as a flange, is fastened to the suspension; Positioning and working cylinders are connected to each other on the front.
    When the positioning cylinder is actuated, it is lowered, while the piston rod remains stationary and moves out of the cylinder.
  • - The upper end face of the positioning cylinder, which is designed as a flange, is fastened to the suspension; the flange-shaped lower end of the piston rod and the upper end face of the working cylinder are connected to one another.
    When the positioning cylinder is actuated, its piston rod is lowered and guided out of the cylinder, while the positioning cylinder itself remains stationary.

Beide Ausführungsvarianten führen zu demselben Resultat: Der Arbeitszylinder wird vor dem Einschlagen der Kruste in eine dem Arbeitsort benachbarte Position gebracht und dort festgehalten, weshalb der Arbeitszylinder die Kruste mit wesentlich kleinerem Hubvolumen einschlagen kann.Both versions lead to the same result: Before the crust is knocked in, the working cylinder is brought into a position adjacent to the working location and held there, which is why the working cylinder can knock in the crust with a significantly smaller stroke volume.

Das erfindungsgemässe Doppelzylindersystem für eine Einschlagvorrichtung weist folgende Vorteile auf:

  • - Dank dem einmaligen Absenken des Arbeitszylinders mit Hilfe des Positionierungszylinders kann jener mit wesentlich geringerem Druckgas- bzw. Druckflüssigkeitsvolumen die Kruste einschlagen. Beispielsweise können bedeutende Druckluftmengen eingespart werden.
  • - Beim Durchbrechen der harten und verhältnismässigdicken Kruste müssen grosse Kräfte von der Aufhängung zum Meissel übertragen werden. Diese Kräfte wirken ausschliesslich in der gemeinsamen Längsachse von Positionierungs- und Arbeitszylinder, weshalb keine massiven, d.h. schwerfälligen und investitionsintensiven Hebelsysteme notwendig sind.
  • - Die Kruste kann nicht nur im Längs- und Seitenbereich, sondern vor allem im Mittelbereich der Zelle problemlos eingeschlagen werden, einerseits wegen der platzsparenden, im wesentlichen linearen Bauweise und andererseits dank dem verhältnismässig grossen Gesamthub, welcher den Meissel beim Anodenwechsel aus der kritischen Zone zu heben erlaubt.
The double cylinder system according to the invention for an impact device has the following advantages:
  • - Thanks to the one-time lowering of the working cylinder with the help of the positioning cylinder, the one with a significantly lower volume of compressed gas or hydraulic fluid can break in the crust. For example, significant amounts of compressed air can be saved.
  • - When breaking through the hard and relatively thick crust, large forces have to be transferred from the suspension to the chisel. These forces act exclusively in the common longitudinal axis of the positioning and working cylinder, which is why no massive, ie cumbersome and investment-intensive lever systems are necessary.
  • - The crust can be hammered in not only in the longitudinal and side area, but especially in the middle area of the cell, on the one hand because of the space-saving, essentially linear design and on the other hand thanks to the relatively large overall stroke that the chisel has when changing the anode from the critical zone lifting allowed.

Das erfindungsgemässe Druckzylindersystem mit dem Meissel kann lösbar, z.B. am Zellenaufbau an einem Tonerdesilo oder an einer mobilen Ofenbedienungsvorrichtung befestigt werden. Weiter kann die Aufhängung des Druckzylindersystems derart ausgestaltet sein, dass sie als Einschlageinheit auf einer geeigneten Unterlage, z.B. Schienen, bewegt werden kann.The pressure cylinder system according to the invention with the chisel can be detached, e.g. attached to the cell structure on an alumina silo or on a mobile furnace operating device. Furthermore, the suspension of the pressure cylinder system can be designed such that it can be used as an impact unit on a suitable base, e.g. Rails that can be moved.

Die Druckzylinder per se sind nicht Bestandteil der Erfindung, sondern sie werden in ener dem Fachmann wohlbekannterAusführung verwendet.The impression cylinders per se are not part of the invention, but are used in an embodiment well known to the person skilled in the art.

Die als Druckgas bevorzugt verwendete Pressluft kann von oben in Pressluftschläuchen zugeführt werden; die in diesem Bereich herrschenden Temperaturen von 50 - 100 C bieten keine ProblemeThe compressed air that is preferably used as compressed gas can be supplied from above in compressed air hoses; the temperatures in this area of 50 - 100 C do not pose any problems

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung schematisch dargestellt und erklärt. Es zeigen:

  • - Fig. 1 das Druckzylindersystem einer Einschlagvorrichtung in Ruhestellung, Ansicht.
  • - Fig. 2 das Druckzylindersystem von Fig. 1 in Arbeitsbereitschaftsstellung, mit teilweisem Schnitt.
  • - Fig. 3 eine Ausführungsform von Meissel und Tonerdezufuhr, Ansicht.
Further advantages and features of the invention are illustrated and explained schematically with the aid of the drawing. Show it:
  • - Fig. 1, the pressure cylinder system of an impact device in the rest position, view.
  • - Fig. 2, the pressure cylinder system of Fig. 1 in the ready position, with a partial section.
  • 3 shows an embodiment of chisel and alumina feed, view.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, das Druckzylindersystem umfassende Einschlagvorrichtung ist an der Aufhängung 10 befestigt. Die im Positionierungszylinder 12 befindliche Kolbenstange 14 ist über einen oberen Flansch mit der Aufhängung 10 verbunden, vorzugsweise lösbar, z.B. durch Verschrauben. Der untere Flansch des Positionierungszylinders 12 und der obere Flansch des Arbeitszylinders 16 sind ebenfalls mechanisch, lösbar oder unlösbar, miteinander verbunden. Im Arbeitszylinder 16 ist eine nach unten ausfahrbare Kolbenstange 18 angeordnet, welche den Meissel 20 zum Einschlagen der Kruste 26 trägt. Zum besseren Verständis der Zeichnung sind die Anoden 22, die auf die Kruste 26 geschüttete Tonerde 24 und der Elektrolyt 28 eingezeichnet.The impact device shown in FIGS. 1 and 2 and comprising the pressure cylinder system is fastened to the suspension 10. The piston rod 14 located in the positioning cylinder 12 is connected to the suspension 10 via an upper flange, preferably detachably, for example by screwing. The lower flange of the positioning cylinder 12 and the upper flange of the working cylinder 16 are also mechanically, releasably or non-releasably connected to one another. In the working cylinder 16, a downwardly extendable piston rod 18 is arranged, which carries the chisel 20 for driving in the crust 26. For better understanding of the drawing, the anodes 22, the alumina 24 poured onto the crust 26 and the electrolyte 28 are shown.

Der Funktionsablauf der vom Druckzylindersystem betätigten Einschlagvorrichtung kann wie folgt schematisiert werden:

  • 1. Die Kolbenstangen 14, 18 des Positionierungs- 12 bzw. Arbeitszylinders 16 sind eingefahren, die Einschlagvorrichtung ist in Ruhestellung. Diese Stellung ist notwendig für den Anodenwechsel, bei welchem der Meissel 20 aus mechanischen und der Arbeitszylinder 16 aus thermischen Gründen möglichst weit von den Anoden 22 entfernt sein müssen, und für den Ausbau der Schlagvorrichtung, d.h. wenn die Aufhängung 10 vom Träger gelöst wird. Diese Ruhestellung ist inFig. 1 dargestellt.
  • 2. Fig. 2 dagegen zeigt die ausgefahrene Kolbenstange 14 des Positionierungszylinders 12; die Schlagvorrichtung ist in Arbeitsbereitschaft. Die Kolbenstange 18 des Arbeitszylinders 16 ist noch eingefahren, aber bereit zur Arbeitsoperation. Position A von Fig. 2 zeigt diese Ausgangslage für das Offenhalten der Tonerdebeschikkungsöffnung.
  • 3. In Fig. 2, Position B, wird die ausgefahrene Kolbenstange 18 des Arbeitszylinders 16 angedeutet, die Kruste 26 ist durch den bis zur Hubendstellung niedergedrückten Meissel 20 eingedrückt worden. In dieser Arbeitsstellung wird der Meissel, da er die Kruste durchschlagen hat, umgesteuert. Das Umsteuern des Meissels bzw. Kolbens in der unteren Hubendstellung wird pneumatisch oder durch Positionsgeber eingeleitet. Diese Arbeitsoperationen wiederholen sich nach einem bestimmten Programm.
    Falls der Kolben die Endstellung nicht erreicht, wird er durch die eingegebene Impulszeit zurückgeholt.
The functional sequence of the wrapping device actuated by the pressure cylinder system can be schematized as follows:
  • 1. The piston rods 14, 18 of the positioning 12 or working cylinder 16 are retracted, the impact device is in the rest position. This position is necessary for the anode change, in which the chisel 20 must be as far as possible from the anodes 22 for mechanical reasons and the working cylinder 16 for thermal reasons, and for the expansion of the striking device, ie when the suspension 10 is released from the carrier. This position is inFig. 1 shown.
  • 2. FIG. 2, on the other hand, shows the extended piston rod 14 of the positioning cylinder 12; the impact device is ready for work. The piston rod 18 of the working cylinder 16 is still retracted, but is ready for the work operation. Position A of FIG. 2 shows this starting position for keeping the alumina loading opening open.
  • 3. In FIG. 2, position B, the extended piston rod 18 of the working cylinder 16 is indicated, the crust 26 has been pressed in by the chisel 20, which is depressed to the end of stroke. In this working position, the chisel is reversed because it has broken through the crust. The reversal of the chisel or piston in the lower stroke end position is initiated pneumatically or by position sensors. These operations are repeated according to a specific program.
    If the piston does not reach the end position, it is brought back by the pulse time entered.

Bei der anderen, nicht dargestellten Befestigungsvariante der Einschlagsvorrichtung, bei welcher der obere Flansch des Positionierungszylinders 12 an der Aufhängung 10 vorzugsweise lösbar befestigt wird, ist der Funktionsablauf der Einschlagvorrichtung im Prinzip derselbe. Der einzige Unterschied besteht darin, dass nicht der Positionierungszylinder 12, wie in Fig. 2 dargestellt, abgesenkt wird, sondern die entsprechende Kolbenstange 14.In the other, not shown, fastening variant of the impact device, in which the upper flange of the positioning cylinder 12 is preferably detachably attached to the suspension 10, the functional sequence of the impact device is basically the same. The only difference is that it is not the positioning cylinder 12 that is lowered, as shown in FIG. 2, but the corresponding piston rod 14.

In Fig. 3 wird eine spezielle Ausführungsform des unteren Bereichs der Einschlagsvorrichtung und der Tonerdezufuhr dargestellt. Am unteren Flansch des Arbeitszylinders 16 ist ein Führungsgehäuse 30 für den Meissel 20 befestigt. Dieses mechanisch stabile, vorzugsweise nach oben gasdicht verschlossene Gehäuse 30 ist aus mechanisch stabilen Blechen hergestellt. In seinem unteren Bereich sind Führungsrollen 32 für den Meissel 20 sowie ein Flussabstreifer 34 angeordnet. Die Beschickungsvorrichtung besteht aus einem Tonerdesilo 36, einer an sich bekannten Dosiervorrichtung 38 (DE-OS 29 14 238.9) und dem Tonerdeauslaufrohr, welches aus einem an der Dosiervorrichtung 38 fest montierten Rohrstück 40 und einem darüberstülpbaren, unten gegen den Meissel gebogenen Rohrstück 42 besteht. Das untere Rohrstück 40 wird von einem Mitnehmer 44, der am Führungsgehäuse 30 befestigt ist, getragen.Strength in F. 3 shows a specific embodiment of the lower area of the impact device and the alumina feed. A guide housing 30 for the chisel 20 is fastened to the lower flange of the working cylinder 16. This mechanically stable, preferably gas-tightly sealed housing 30 is made of mechanically stable metal sheets. Guide rollers 32 for the chisel 20 and a flow scraper 34 are arranged in its lower region. The loading device consists of an alumina silo 36, a known metering device 38 (DE-OS 29 14 238.9) and the alumina outlet pipe, which consists of a pipe section 40 fixed to the metering device 38 and a pipe section 42 that can be slipped over it and bent against the chisel at the bottom. The lower pipe section 40 is carried by a driver 44, which is fastened to the guide housing 30.

In der in Fig. 3 nicht dargestellten Ruhestellung der Einschlagvorrichtung ist der mobile Teil 42 des Tonerdeauslaufrohrs vollständig über das feste Rohrstück 40 gestülpt. Wird der Positionierungszylinder 12 (Fig. 1,2) in die Arbeitsbereitschaftsstellung abgesenkt, so senkt sich auch der am Führungsgehäuse 30 befestigte Mitnehmer 44 und mit ihm das mobile Rohrstück 42 um den gleichen Weg. Dank dieser Ausführungsform kann sichergestellt werden, dass die Tonerde immer am gleichen Ort zugeführt, und das Auslaufrohr in Ruhestellung, z.B. bei einem Anodenwechsel, hochgezogen wird. In der Arbeitsbereitschaftsstellung, Position A, ist der Meissel 20 in das Führungsgehäuse 30 eingezogen. Position B deutet die Arbeitsstellung des Meissels 20 an, in welcher die Kruste 26 durchschlagen wird.In the rest position of the impact device, not shown in FIG. 3, the mobile part 42 of the alumina outlet pipe is completely slipped over the fixed pipe section 40. If the positioning cylinder 12 (FIG. 1, 2) is lowered into the work standby position, the driver 44 attached to the guide housing 30 and with it the mobile pipe section 42 also lowers by the same path. Thanks to this embodiment it can be ensured that the alumina is always supplied at the same place, and the outlet pipe is pulled up in the rest position, for example when changing an anode. In the work readiness position, position A, the chisel 20 is drawn into the guide housing 30. Position B indicates the working position of the chisel 20 in which the crust 26 is penetrated.

Claims (5)

L. Pneumatisch oder hydraulisch betreibbares Druckzylindersystem einer Einschlagvorrichtung zum Brechen der erstarrten Kruste eines Elektrolyseofens, insbesondere zur Herstellung von Aluminium,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckzylindersystem aus einem Positionierungszylinder (12) mit Kolbenstange (14) und einem darunter auf derselben Längsachse angeordneten Arbeitszylinder (16) mit ) Kolbenstange (18) besteht.L. Pneumatically or hydraulically operable cylinder pressure system of a wrapping device for breaking the solidified crust of a Elektrol y seofens, in particular for production of aluminum,
characterized in that
the pressure cylinder system consists of a positioning cylinder (12) with a piston rod (14) and a working cylinder (16) with a piston rod (18) arranged underneath on the same longitudinal axis. 2. Druckzylindersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem oberen Flansch versehene Kolbenstange (14) des Positionierungszylinders (12) an der Aufhängung (10) befestigt, und der untere Flansch des Positionierungszylinders (12) mit dem oberen Flansch des Arbeitszylinders (16) verbunden ist.2. Pressure cylinder system according to claim I, characterized in that the piston rod (14) of the positioning cylinder (12) provided with an upper flange is attached to the suspension (10), and the lower flange of the positioning cylinder (12) with the upper flange of the working cylinder ( 16) is connected. 3. Druckzylindersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Flansch des Positionierungszylinders (12) an der Aufhangung (10) befestigt, und die unten mit einem Flansch versehene Kolbenstange (14) des Positionierungszylinders (12) mit dem oberen Flansch des Arbeitszylinders (16) verbunden ist.3. Pressure cylinder system according to claim 1, characterized in that the upper flange of the positioning cylinder (12) attached to the suspension (10), and the bottom with a flanged piston rod (14) of the positioning cylinder (12) with the upper flange of the working cylinder ( 16) is connected. Druckzylindersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Flansches der Kolbenstange (14) bzw. des Positionierungszylinders (12) von der Aufhängung (10) lösbar ist.Printing cylinder system according to claim 2 or 3, characterized in that the fastening of the flange of the piston rod (14) or of the positioning cylinder (12) can be detached from the suspension (10). Druckzylindersystem nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem maximalen Gesamthub von ca. 900 mm auf den Positionierungszylinder (12) 300 - 500 mm und auf den Arbeitszylinder (16) 400 - 60_0 mm entfallen.Printing cylinder system according to one of claims 1-4, characterized in that with a maximum total stroke of approx. 900 mm the positioning cylinder (12) 300 - 500 mm and the working cylinder (16) 400 - 60 _ 0 mm.
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