RU2375502C2 - Method of anode changing in electrolytic cell for manufacturing of aluminium by electrolysis, including regulation of anode position and device for its implementation - Google Patents
Method of anode changing in electrolytic cell for manufacturing of aluminium by electrolysis, including regulation of anode position and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375502C2 RU2375502C2 RU2007112948/02A RU2007112948A RU2375502C2 RU 2375502 C2 RU2375502 C2 RU 2375502C2 RU 2007112948/02 A RU2007112948/02 A RU 2007112948/02A RU 2007112948 A RU2007112948 A RU 2007112948A RU 2375502 C2 RU2375502 C2 RU 2375502C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- replacement
- measurement system
- detector
- sound
- Prior art date
Links
Images
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/06—Operating or servicing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Изобретение относится к производству алюминия электролизом в расплаве согласно способу Холла-Эру. Оно относится, в частности, к замене анода и обслуживающим агрегатам, предназначенным для осуществления замен анодов на заводах по производству алюминия.The invention relates to the production of aluminum by melt electrolysis according to the Hall-Hero method. It relates, in particular, to the replacement of the anode and to the service units intended for replacing the anodes in aluminum production plants.
Уровень техникиState of the art
Алюминий промышленно производится электролизом в расплавах в электролизерах согласно способу, хорошо известному как способ Холла-Эру. Заявка на французский патент FR 2806742 (соответствующая американскому патенту США 6409894) описывает оборудование электролизного завода, предназначенного для производства алюминия.Aluminum is industrially produced by electrolysis in melts in electrolyzers according to a method well known as the Hall-Eru method. Application for French patent FR 2806742 (corresponding to US patent US 6409894) describes the equipment of an electrolysis plant designed for the production of aluminum.
Согласно наиболее распространенной технологии электролизеры включают в себя множество называемых «предварительно обожженными» анодов из углеродистого материала, которые расходуются при протекании реакций электролитического восстановления алюминия. Постепенное расходование анодов требует вмешательств в электролизеры, среди которых фигурирует, в частности, замена использованных анодов новыми анодами.According to the most common technology, electrolyzers include many called “pre-baked” anodes made of carbon material, which are consumed in the course of electrolytic reduction of aluminum. The gradual consumption of anodes requires interventions in electrolyzers, among which, in particular, replacement of used anodes with new anodes appears.
Для того чтобы ограничить нарушения работы электролизера во время замены анода, предпочтительно помещать новый анод таким образом, чтобы его нижняя поверхность была бы на том же уровне, что и поверхности других анодов этого электролизера.In order to limit disturbances in the operation of the electrolyzer during the replacement of the anode, it is preferable to place a new anode so that its lower surface is at the same level as the surfaces of other anodes of this electrolyzer.
Известно, как действуют для того, чтобы обеспечить правильную установку уровней новых анодов. Штангу использованного анода отмечают чертой мела в месте, соответствующем реперной точке, определенной на анодной раме. Использованный анод извлекают из электролизера и располагают на контрольной поверхности, которая является в типичном случае металлическим подносом. Отмечают уровень черты мела на штанге, использованный анод удаляют, а новый анод помещают на контрольную поверхность. Отчеркивают черту мела на штанге нового анода на отмеченном уровне. Новый анод помещают на анодную раму таким образом, чтобы черта мела была расположена на уровне реперной точки, определенной на анодной раме. Эти операции, по существу ручные, требуют вмешательства оператора в зоне действия инструментов транспортировки анодов, и поэтому он подвергается опасностям, связанным с этими операциями, таким как опасности срыва груза и выплесков жидкого металла.It is known how they act in order to ensure the correct setting of the levels of new anodes. The rod of the used anode is marked with a chalk line in the place corresponding to the reference point defined on the anode frame. The used anode is removed from the cell and placed on a control surface, which is typically a metal tray. Mark the chalk line on the rod, the used anode is removed, and the new anode is placed on the control surface. The chalk line is marked on the rod of the new anode at the marked level. The new anode is placed on the anode frame so that the chalk line is located at the level of the reference point defined on the anode frame. These operations, which are essentially manual, require operator intervention in the area of operation of the anode transport tools, and therefore they are exposed to hazards associated with these operations, such as the risks of cargo disruption and liquid metal spills.
Также известно оборудование инструмента транспортировки анодов датчиком положения. В этом случае измеряют расстояние, пройденное инструментом при изъятии использованного анода, помещают использованный анод на контрольную поверхность и измеряют расстояние, пройденное инструментом до момента, когда анод устанавливается на контрольной поверхности. Извлекают использованный анод, помещают на контрольную поверхность новый анод и измеряют расстояние, пройденное инструментом до момента, когда этот анод устанавливается на контрольной поверхности. Разность между последними двумя измеренными расстояниями добавляют к первому измеренному расстоянию для определения того расстояния, которое должен пройти инструмент транспортировки анода во время позиционирования нового анода в электролизере.It is also known to equip the anode transport tool with a position sensor. In this case, the distance traveled by the tool when removing the used anode is measured, the used anode is placed on the control surface and the distance traveled by the tool until the moment the anode is mounted on the control surface is measured. The used anode is removed, a new anode is placed on the control surface and the distance traveled by the instrument to the moment when this anode is mounted on the control surface is measured. The difference between the last two measured distances is added to the first measured distance to determine the distance that the anode transport tool must travel during the positioning of the new anode in the cell.
Такие различные способы действия требуют многократных манипуляций с анодами и перемещения контрольной поверхности от одной рабочей зоны к другой. Время, затраченное на эти операции, значительно удлиняет продолжительность цикла вмешательства в электролизеры и тот период времени, в течение которого остаются открытыми крышки электролизных ванн, что ухудшает эффективность средств улавливания произведенных электролизерами отходящих газов.Such various methods of action require repeated manipulations with the anodes and the movement of the control surface from one working area to another. The time spent on these operations significantly lengthens the duration of the intervention cycle in the electrolysis cells and the period of time during which the lids of the electrolysis baths remain open, which impairs the efficiency of the means for trapping the exhaust gases produced by the electrolysis cells.
Целью заявителя является создание процедуры и средств, которые позволяют избежать этих неудобств.The applicant's goal is to create procedures and tools that avoid these inconveniences.
Описание изобретенияDescription of the invention
Объектом изобретения является способ замены анода электролизера по производству алюминия электролизом в расплаве, включающего в себя множество анодов, причем упомянутый электролизер содержит электролитическую ванну и содержит по меньшей мере один катодный блок, каждый анод содержит по меньшей мере один анодный блок и металлическую штангу и закреплен съемным образом на подвижной металлической раме механическими средствами крепления, а каждый анодный блок имеет контрольную поверхность, согласно которому заменяют по меньшей мере один определенный использованный анод заменяющим анодом, используя по меньшей мере один инструмент транспортировки анода, содержащий орган позиционирования, орган захвата и датчик вертикального положения органа захвата, и в котором используют датчик положения упомянутого или каждого инструмента транспортировки анода для измерения расстояний, пройденных вертикально упомянутым или каждым органом захвата по отношению к контрольному уровню N, отличающийся тем, что создают по меньшей мере один пучок звуковых или электромагнитных волн по оси или в определенной контрольной плоскости, и тем, что для каждого определенного использованного анода:The object of the invention is a method for replacing the anode of an electrolytic cell for producing aluminum by melt electrolysis, including a plurality of anodes, said electrolyzer having an electrolytic bath and at least one cathode block, each anode containing at least one anode block and a metal rod and fixed by a removable on a movable metal frame by mechanical means of attachment, and each anode block has a control surface, according to which at least one the particular used anode by the replacement anode, using at least one anode transport tool comprising a positioning member, a gripping member and a vertical position sensor of the gripping member, and using a position sensor of said or each anode transport tool to measure distances traveled vertically by said or each body capture relative to the reference level N, characterized in that create at least one beam of sound or electromagnetic waves along the axis whether a certain control plane, and in that for each particular anode used:
- помещают орган захвата в положение захвата металлической штанги использованного анода и измеряют вертикальное расстояние A, пройденное органом захвата для достижения упомянутого положения;- place the gripping body in the gripping position of the metal rod of the used anode and measure the vertical distance A traveled by the gripping body to reach said position;
- извлекают использованный анод из электролизера, проводят анодный блок этого анода через упомянутый пучок при вертикальном движении и измеряют вертикальное расстояние B, пройденное органом захвата до того момента, когда контрольная поверхность этого анода пересекает упомянутый пучок;- remove the used anode from the electrolyzer, conduct the anode block of this anode through the beam in vertical motion and measure the vertical distance B traveled by the pickup body until the reference surface of this anode crosses the beam;
- захватывают металлическую штангу заменяющего анода с помощью органа захвата, проводят анодный блок этого анода через упомянутый пучок при вертикальном движении и измеряют вертикальное расстояние C, пройденное органом захвата до того момента, когда контрольная поверхность этого анода пересекает упомянутый пучок;- capture the metal rod of the replacement anode with the capture member, draw the anode block of the anode through the beam in vertical motion and measure the vertical distance C traveled by the capture member until the reference surface of this anode crosses the beam;
- определяют вертикальное положение заменяющего анода в электролизере исходя из полученных значений упомянутых пройденных расстояний A, B и C и помещают заменяющий анод в это положение в место, изначально занятое использованным анодом.- determine the vertical position of the replacement anode in the electrolyzer based on the obtained values of the aforementioned covered distances A, B and C and place the replacement anode in this position in the place originally occupied by the used anode.
Изобретение позволяет осуществить измерения, необходимые для позиционирования заменяющего анода, во время перемещений при транспортировке, необходимых для замены анода (а именно, обычно изъятие использованного в электролизере анода, укладывание использованного анода на поддон или транспортное средство, снятие заменяющего анода с поддона или транспортного средства и установка этого заменяющего анода в электролизер), что представляет преимущество отсутствия необходимости в дополнительных перемещениях при транспортировке. Таким образом, изобретение позволяет избежать, в частности, удлинения периода времени пребывания электролизера в открытом состоянии.The invention allows measurements to be taken to position the replacement anode during transport movements necessary to replace the anode (namely, typically removing the anode used in the cell, laying the used anode on a pallet or vehicle, removing the replacement anode from a pallet or vehicle, and installation of this replacement anode in the electrolyzer), which represents the advantage of the absence of the need for additional movements during transportation. Thus, the invention avoids, in particular, lengthening the period of time the electrolyzer is in the open state.
Один или несколько пучков звуковых или электромагнитных волн, которые выгодным образом предварительно проходят в местах, которые позволяют контролировать прохождение использованного анода или заменяющего анода сквозь пучок или пучки при нормальных перемещениях по транспортировке этих анодов, например, над электролизером, поддоном или транспортным средством.One or more bundles of sound or electromagnetic waves, which advantageously preliminarily pass in places that allow you to control the passage of the used anode or replacement anode through the bundle or bundles during normal movement of these anodes, for example, above an electrolyzer, a drip tray or a vehicle.
Измерения могут быть выполнены вручную, то есть оператор регистрирует данные, полученные на каждом этапе способа, или могут быть целиком или частично автоматизированными, то есть эти измерения осуществляет полностью или частично автоматическим образом компьютеризированный аппарат.Measurements can be performed manually, that is, the operator registers the data obtained at each step of the method, or can be fully or partially automated, that is, these measurements are carried out fully or partially automatically by a computerized device.
Объектом изобретения также является система измерения, включающая в себя датчик положения для измерения вертикальных расстояний, пройденных органом захвата анода, генератор пучка звуковых или электромагнитных волн, способный создавать по меньшей мере один пучок звуковых или электромагнитных волн по оси или в определенной контрольной плоскости, по меньшей мере один детектор звуковых или электромагнитных волн, способный обнаруживать прохождение определенной части анода через упомянутый пучок, и по меньшей мере один орган позиционирования, на котором закреплен упомянутый генератор и/или упомянутый детектор.The object of the invention is also a measurement system, including a position sensor for measuring vertical distances traveled by the anode pickup body, a generator of a beam of sound or electromagnetic waves, capable of creating at least one beam of sound or electromagnetic waves along an axis or in a certain control plane, at least at least one detector of sound or electromagnetic waves, capable of detecting the passage of a certain part of the anode through said beam, and at least one positioning organ on which said generator and / or said detector are fixed.
Объектом изобретения дополнительно является обслуживающая машина, предназначенная для выполнения операций замены анода в серии электролизеров по производству алюминия электролизом в расплаве, включающая в себя по меньшей мере один инструмент транспортировки анода, содержащий орган позиционирования, орган захвата и датчик вертикального положения органа захвата, и отличающаяся тем, что она включает в себя также упомянутую систему измерения.The object of the invention is additionally a service machine designed to perform anode replacement operations in a series of electrolytic cells for the production of aluminum by melt electrolysis, including at least one anode conveying tool containing a positioning member, a pickup member and a pickup member vertical position sensor, and characterized in that it also includes the measurement system mentioned.
Объектом изобретения дополнительно является обслуживающий агрегат завода по производству алюминия электролизом в расплаве, включающий в себя мостовой кран и по меньшей мере одну обслуживающую машину согласно изобретению.The object of the invention is additionally a service unit of a plant for the production of aluminum by electrolysis in the melt, including a bridge crane and at least one service machine according to the invention.
Изобретение далее описано более подробно с помощью приложенных чертежей.The invention is further described in more detail using the attached drawings.
Фиг.1 иллюстрирует на виде в разрезе типичный электролизный цех, предназначенный для производства алюминия и содержащий обслуживающий агрегат, представленный схематическим образом.Figure 1 illustrates in cross-sectional view a typical electrolysis shop, designed for the production of aluminum and containing a service unit, presented in a schematic manner.
Фиг.2 иллюстрирует на виде в поперечном разрезе типичный электролизер, предназначенный для производства алюминия.Figure 2 illustrates in cross-sectional view a typical electrolyzer intended for aluminum production.
Фиг.3 представляет собой схематический вид сбоку обслуживающей машины.Figure 3 is a schematic side view of a serving machine.
Фиг. 4-7 иллюстрируют один вариант реализации способа замены анода согласно изобретению.FIG. 4-7 illustrate one embodiment of an anode replacement method according to the invention.
Фиг. 8-10 схематически представляют варианты реализации средств определения положения анода согласно изобретению.FIG. 8-10 schematically represent embodiments of means for determining anode position according to the invention.
Электролизные заводы, предназначенные для производства алюминия, имеют зону производства жидкого алюминия, которая содержит один или несколько электролизных цехов (1). Будучи таким как иллюстрированный на Фиг.1, каждый электролизный цех (1) содержит электролизеры (2) и по меньшей мере один обслуживающий агрегат (4). Эти обслуживающие агрегаты часто называют «машинами обслуживания электролиза» или «МОЭ» («РТА», или «Pot Tending Assembly», или «РТМ», или «Pot Tending Machine», на английском языке).Electrolysis plants intended for aluminum production have a liquid aluminum production zone, which contains one or more electrolysis shops (1). Being as illustrated in FIG. 1, each electrolysis workshop (1) comprises electrolyzers (2) and at least one service unit (4). These service units are often referred to as “electrolysis service machines” or “MOEs” (“PTA” or “Pot Tending Assembly” or “PTM” or “Pot Tending Machine” in English).
Электролизеры (2) обычно расположены рядами или линиями, причем каждый ряд или линия обычно включает в себя более сотни электролизеров, которые электрически соединены последовательно при помощи соединительных проводников. Электролизеры (2) установлены таким образом, что высвобождают пути (3) движения между электролизерами вдоль электролизного цеха (1).The electrolytic cells (2) are usually arranged in rows or lines, with each row or line usually comprising more than a hundred electrolytic cells that are electrically connected in series by connecting conductors. The cells (2) are installed in such a way that they release the paths (3) of movement between the cells along the electrolysis shop (1).
Так как это иллюстрировано на Фиг.2, каждый электролизер (2) включает в себя электролизную ванну (2'), опорную конструкцию (35), называемую «анодным устройством», и множество анодов (20, 20'). Электролизная ванна (2') содержит стальной кожух (26), внутреннюю футеровку (27, 28), которая обычно образована блоками из огнеупорных материалов, и катодное устройство (29, 30), которое содержит блоки из углеродистого материала (29), называемые «катодными блоками», и соединительные металлические стержни (30), к которым прикреплены электрические проводники (31), служащие для подачи тока электролиза. Аноды (20, 20') содержат по меньшей мере один анодный блок (21, 21') из предварительно обожженного углеродистого материала и металлическую штангу (22, 22'). Анодные блоки (21, 21') в типичном случае выполнены в форме параллелепипеда. Штанга (22, 22') в типичном случае прикреплена к анодному(ым) блоку(ам) (21, 21') посредством элемента (22a, 22a') крепления, обычно называемого «анододержателем», который плотно сцеплен с анодным(и) блоком(ами) (в типичном случае при помощи чугуна). Аноды (20, 20') закреплены съемным образом на подвижной металлической раме (23), называемой «анодной рамой», механическими средствами (24, 25) крепления, в типичном случае содержащими соединитель (24) и крюк (25). Подвижная рама (23) поддерживается анодным устройством (35) и прикреплена к электрическим проводникам (не показаны), служащим для подачи тока электролиза.As illustrated in FIG. 2, each cell (2) includes an electrolysis bath (2 ′), a support structure (35) called an “anode device”, and a plurality of anodes (20, 20 ′). The electrolysis bath (2 ') contains a steel casing (26), an inner lining (27, 28), which is usually formed by blocks of refractory materials, and a cathode device (29, 30), which contains blocks of carbon material (29), called " cathode blocks ”, and connecting metal rods (30) to which electrical conductors (31) are attached, which serve to supply the electrolysis current. The anodes (20, 20 ′) comprise at least one anode block (21, 21 ′) of prebaked carbon material and a metal rod (22, 22 ′). The anode blocks (21, 21 ') are typically made in the form of a parallelepiped. The rod (22, 22 ′) is typically attached to the anode block (s) (21, 21 ′) by a fastening element (22a, 22a ′), commonly referred to as an “anode holder”, which is tightly engaged with the anode (s) block (s) (typically with cast iron). Anodes (20, 20 ') are removably mounted on a movable metal frame (23), called the "anode frame", by mechanical fastening means (24, 25), typically containing a connector (24) and a hook (25). The movable frame (23) is supported by the anode device (35) and is attached to electrical conductors (not shown) serving to supply the electrolysis current.
Электролизер (2) обычно включает в себя систему (36) укрытия, в типичном случае включающую в себя серию крышек для того, чтобы удерживать отходящие газы внутри электролизера, и средства (не показаны) для удаления этих отходящих газов и направления их в центральную установку обработки.The electrolyzer (2) typically includes a shelter system (36), typically comprising a series of covers to hold off-gases inside the cell, and means (not shown) for removing these off-gases and directing them to a central processing unit .
Внутренняя футеровка (27, 28) и катодные блоки (29) образуют внутри электролизной ванны (2') тигель, способный содержать ванну электролита (33) и слой жидкого металла (32), когда электролизер находится в работе. Обычно глиноземное покрытие и затвердевшая ванна (34) укрывают ванну электролита и полностью или частично аноды.The inner lining (27, 28) and the cathode blocks (29) form a crucible inside the electrolysis bath (2 '), which can contain an electrolyte bath (33) and a liquid metal layer (32) when the cell is in operation. Typically, an alumina coating and a hardened bath (34) cover the electrolyte bath and all or part of the anodes.
Аноды (20, 20'), а более точно - анодные блоки (21, 21'), частично погружены в ванну электролита (33), который содержит растворившийся глинозем. Нижняя поверхность (21a, 21a') анодов в типичном случае является по существу плоской и параллельной верхней поверхности (29') катодных блоков (29), которая является по существу горизонтальной. Расстояние между нижней поверхностью анодов и верхней поверхностью катодных блоков, называемое «междуполюсным расстоянием» (МПР), является важным параметром при регулировании электролизеров. Междуполюсное расстояние обычно контролируют с большой точностью.Anodes (20, 20 '), and more precisely - anode blocks (21, 21'), are partially immersed in an electrolyte bath (33), which contains dissolved alumina. The lower surface (21a, 21a ') of the anodes is typically substantially flat and parallel to the upper surface (29') of the cathode blocks (29), which is substantially horizontal. The distance between the lower surface of the anodes and the upper surface of the cathode blocks, called the "interpolar distance" (MPR), is an important parameter in the regulation of electrolyzers. The interpolar distance is usually controlled with great accuracy.
Анодные блоки (21, 21') постепенно расходуются при эксплуатации. Для того чтобы компенсировать этот износ, следует своевременно постепенно опускать аноды (20, 20'), регулярно перемещая подвижную раму (23) вниз. Кроме того, как проиллюстрировано на Фиг.2, анодные блоки (21, 21') обычно имеют различные степени износа. Следовательно, положение заменяющего анода (20"), обычно называемого «новым анодом», по отношению к подвижной раме (23) обычно регулируют при каждой замене анода. Более точно, положение анодов регулируют таким образом, чтобы совмещать в общей плоскости называемую «нижней» поверхность (21a, 21a', 21a") анодных блоков (21, 21', 21"), то есть поверхность анодных блоков, которая предназначена быть погруженной в содержавшуюся в электролизере (2) электролитическую ванну (33) и быть параллельной верхней поверхности (29') катодного блока или катодных блоков (29). На самом деле, заменяющий анод (20") располагают таким образом, чтобы после достижения им температуры функционирования его нижняя поверхность (21a") расположилась бы на уровне нижней поверхности (21a') использованного анода (20'), который он заменил. Упомянутая нижняя поверхность (21a, 21a', 21a") анодных блоков (21, 21', 21") обычно является по существу плоской.Anode blocks (21, 21 ') are gradually consumed during operation. In order to compensate for this wear, it is necessary to timely lower the anodes (20, 20 ') in a timely manner, regularly moving the movable frame (23) down. In addition, as illustrated in FIG. 2, the anode blocks (21, 21 ′) typically have varying degrees of wear. Consequently, the position of the replacement anode (20 "), commonly referred to as the" new anode ", with respect to the movable frame (23) is usually adjusted each time the anode is replaced. More precisely, the position of the anodes is adjusted so as to fit in a common plane called the" bottom " the surface (21a, 21a ', 21a ") of the anode blocks (21, 21', 21"), that is, the surface of the anode blocks, which is designed to be immersed in the electrolytic bath (33) contained in the cell (2) and be parallel to the upper surface ( 29 ') of the cathode block or cathode blocks (29). In fact, the replacement anode (20 ") is positioned so that after it reaches the operating temperature, its lower surface (21a") is at the level of the lower surface (21a ') of the used anode (20'), which it replaced. (21a, 21a ', 21a ") of the anode blocks (21, 21', 21") is usually substantially flat.
Обслуживающий агрегат (4) служит для осуществления операций на электролизерах (2), таких как замена анода или заполнение бункеров подачи измельченной ванны и AlF3 в электролизеры. Он может служить также для транспортировки различных грузов, таких как элементы электролизной ванны, ковши с жидким металлом или аноды.The service unit (4) is used to perform operations on electrolytic cells (2), such as replacing the anode or filling the feed hoppers of the ground bath and AlF 3 into the electrolytic cells. It can also be used to transport various goods, such as elements of an electrolysis bath, ladles with molten metal or anodes.
Такой, как иллюстрированный на Фиг. 1 и 3, обслуживающий агрегат (4) включает в себя мостовой кран (5), который может совершать поступательное движение над электролизерами (2), и обслуживающую машину (6). Обслуживающая машина (6) включает в себя подвижную тележку (7) и обслуживающий модуль (8), оснащенный многочисленными органами (10) транспортировки и вмешательства, такими как инструменты (ковши, замки, пробойники и т.п.). Такой, как иллюстрированный на Фиг.3, обслуживающий модуль (8) в типичном случае включает в себя поворотное устройство (5'), установленное на тележке (7) таким образом, чтобы иметь возможность вращаться вокруг вертикальной оси V при работе. Органы (10) транспортировки и вмешательства в типичном случае закреплены на поворотном устройстве. Обслуживающий модуль (8) может также включать в себя кабину (16) управления для операторов.Such as illustrated in FIG. 1 and 3, the service unit (4) includes a bridge crane (5), which can translate over the electrolysers (2), and a service machine (6). The serving machine (6) includes a moving trolley (7) and a serving module (8), equipped with numerous transport and intervention bodies (10), such as tools (buckets, locks, punches, etc.). Such as illustrated in FIG. 3, the service module (8) typically includes a rotary device (5 ') mounted on a trolley (7) so as to be able to rotate about a vertical axis V during operation. The transport and intervention bodies (10) are typically mounted on a rotary device. The service module (8) may also include a control cabin (16) for operators.
Мостовой кран (5) опирается и перемещается по рельсам (9, 9'), проложенным параллельно друг другу и главной оси здания (1) (и ряда электролизеров). Таким образом, мостовой кран (5) может перемещаться вдоль электролизного цеха (1). Подвижная тележка (7) может перемещаться вдоль мостового крана (5).A bridge crane (5) is supported and moved along rails (9, 9 ') laid parallel to each other and the main axis of the building (1) (and a number of electrolyzers). Thus, the bridge crane (5) can be moved along the electrolysis shop (1). The mobile trolley (7) can be moved along the bridge crane (5).
Такие, как иллюстрированные на Фиг.3, обслуживающие машины (6), используемые для выполнения операций замены анода, оснащены определенным набором инструментов (10), а именно, в типичном случае, пробойником (11а), ковшом (12a), органом захвата анода (называемого «плоскогубцами для анодов») (13a) и бункером (14), снабженным выдвижной трубой (15). Пробойник служит для того, чтобы разбивать корку глинозема и затвердевшей ванны (34), которая обычно полностью или частично покрывает аноды электролизера; ковш (12a) служит для освобождения места под анод, после изъятия использованного анода, путем удаления твердых материалов (таких, как куски корки и глинозема), которые там находятся; анодные «плоскогубцы» (13a) служат для захвата и манипулирования анодами за их штангу, в частности, для удаления использованных в электролизере анодов и установки в электролизер новых анодов; выдвижная труба (15) служит для введения глинозема и/или измельченной ванны в электролизер с тем, чтобы повторно образовывать слой покрытия, после установки нового анода. Пробойник (11а), ковш (12a) и анодные «плоскогубцы» (13a) в типичном случае установлены на нижней оконечности органа (11b, 12b, 13b) позиционирования, такого как рукав или телескопическая стойка. Выражение «инструмент (13) транспортировки анода» означает набор, содержащий орган (13a) захвата анода и орган (13b) позиционирования.Such as the servicing machines (6) illustrated in FIG. 3, used to perform anode replacement operations, are equipped with a certain set of tools (10), namely, in a typical case, a punch (11a), a bucket (12a), anode pickup body (called "pliers for anodes") (13a) and a hopper (14) equipped with a retractable pipe (15). The punch serves to break the crust of alumina and hardened bath (34), which usually completely or partially covers the anodes of the cell; the bucket (12a) serves to free up space under the anode, after removing the used anode, by removing solid materials (such as pieces of crust and alumina) that are there; anode “pliers” (13a) are used to grab and manipulate the anodes behind their rod, in particular, to remove the anodes used in the electrolyzer and to install new anodes in the electrolyzer; a retractable tube (15) serves to introduce alumina and / or ground baths into the electrolyzer so as to re-form the coating layer after installing a new anode. The punch (11a), bucket (12a) and anode “pliers” (13a) are typically mounted on the lower end of a positioning organ (11b, 12b, 13b), such as a sleeve or telescopic arm. The expression “anode transport tool (13)” means a kit comprising an anode gripping member (13a) and a positioning organ (13b).
Для осуществления изобретения обслуживающая машина (6) включает в себя по меньшей мере один инструмент (13) транспортировки анода, снабженный органом (13b) позиционирования, органом (13a) захвата и датчиком (13c) вертикального положения органа захвата.For carrying out the invention, the service machine (6) includes at least one anode conveying tool (13) equipped with a positioning body (13b), a gripping body (13a) and a vertical position sensor (13c) of the gripping body.
Способ замены анода электролизера (2) по производству алюминия электролизом, включающего в себя множество анодов (20, 20'), в типичном случае содержит следующие основные этапы:The method of replacing the anode of the electrolyzer (2) for the production of aluminum by electrolysis, which includes many anodes (20, 20 '), typically includes the following main steps:
- помещают обслуживающую машину вблизи от определенного использованного анода (20');- place the service machine close to the specific used anode (20 ');
- убирают крышки (36), расположенные вблизи от использованного анода (20');- remove the covers (36) located near the used anode (20 ');
- останавливают подвижную раму (23), на которой закреплены аноды (20, 20');- stop the movable frame (23), on which the anodes are fixed (20, 20 ');
- захватывают металлическую штангу использованного анода (20') при помощи инструмента (13) транспортировки анода, а более точно - при помощи органа (13a) захвата;- capture the metal rod of the used anode (20 ') with the tool (13) transporting the anode, and more precisely - with the help of the body (13a) capture;
- разбирают механическое крепление (24) использованного анода;- disassemble the mechanical fastener (24) of the used anode;
- извлекают использованный анод (20') из электролизера при помощи упомянутого инструмента (13) транспортировки;- remove the used anode (20 ') from the electrolysis cell using the aforementioned transport tool (13);
- помещают использованный анод (20') в определенном месте;- place the used anode (20 ') in a specific place;
- захватывают заменяющий анод (20") при помощи инструмента (13) транспортировки, обычно - тем же самым инструментом, как и тот, что послужил для транспортировки использованного анода;- capture the replacement anode (20 ") using the transportation tool (13), usually the same tool as the one used to transport the used anode;
- определяют вертикальное положение заменяющего анода (20");- determine the vertical position of the replacement anode (20 ");
- располагают заменяющий анод (20") в определенном вертикальном положении в месте, изначально занятом использованным анодом;- place the replacement anode (20 ") in a certain vertical position in the place originally occupied by the used anode;
- закрепляют заменяющий анод (20") на подвижной раме (23) с помощью средств (24) механического крепления.- fix the replacement anode (20 ") on the movable frame (23) by means of mechanical fastening (24).
Согласно изобретению вертикальное положение заменяющего анода (20") определяют при помощи измерений, осуществляемых при транспортировке анодов. Эти измерения касаются, с одной стороны, положения инструмента транспортировки анода и, с другой стороны, прохождения анодов через определенную ось или определенную плоскость вне электролизера. Наконец, с одной стороны, создают воображаемую контрольную ось или плоскость, заданную звуковыми или электромагнитными волнами, и определяют прохождение анодов через эту ось или эту плоскость при помощи системы детектирования звуковых или электромагнитных волн. С другой стороны, используют инструмент (13) транспортировки анода, содержащий датчик (13c) вертикального положения органа (13a) захвата, и измеряют перемещения органа захвата в ходе операций транспортировки анодов. Определяют вертикальное положение заменяющего анода исходя из измерений перемещения органа захвата в определенные моменты, а именно изъятия использованного анода, прохождения использованного анода через определенную ось или плоскость и прохождения заменяющего анода через определенную ось или плоскость.According to the invention, the vertical position of the replacement anode (20 ") is determined by measurements taken during transportation of the anodes. These measurements relate, on the one hand, to the position of the anode transport tool and, on the other hand, to the passage of the anodes through a certain axis or a certain plane outside the cell. Finally on the one hand, create an imaginary control axis or plane defined by sound or electromagnetic waves, and determine the passage of the anodes through this axis or this plane using systems for detecting sound or electromagnetic waves, on the other hand, use the anode transport tool (13) containing the sensor (13c) for the vertical position of the capture organ (13a), and measure the movements of the capture organ during the transportation of the anodes.The vertical position of the replacement anode is determined from measurements of the movement of the capture organ at certain points, namely, the removal of the used anode, the passage of the used anode through a certain axis or plane and the passage of the replacement anode h Through a specific axis or plane.
В варианте реализации изобретения, который проиллюстрирован на Фиг. 4-7, действуют следующим образом:In an embodiment of the invention, which is illustrated in FIG. 4-7, operate as follows:
- создают по меньшей мере один пучок (51) звуковых или электромагнитных волн по определенной оси или в определенной контрольной плоскости (50) (Фиг.4);- create at least one beam (51) of sound or electromagnetic waves along a certain axis or in a certain control plane (50) (Figure 4);
- позиционируют инструмент (13) транспортировки анодов, включающий в себя датчик (13с) вертикального положения органа (13a) захвата, на уровне определенного использованного анода (20') и помещают орган (13a) захвата в положение захвата металлической штанги (22') этого анода (20') (Фиг.4);- position the anode transport tool (13), including the sensor (13c) of the vertical position of the capture organ (13a), at the level of the specific used anode (20 ') and place the capture organ (13a) in the capture position of the metal rod (22') of this anode (20 ') (Figure 4);
- захватывают металлическую штангу (22') определенного использованного анода (20') при помощи органа (13а) захвата инструмента (13) транспортировки анода и, при помощи датчика положения, измеряют первое вертикальное расстояние A, пройденное органом захвата (Фиг.4);- capture the metal rod (22 ') of the specific used anode (20') using the body (13a) of the gripping tool (13) transporting the anode and, using the position sensor, measure the first vertical distance A traveled by the gripping body (Figure 4);
- разбирают механическое крепление (24) использованного анода (20'), извлекают использованный анод (20') из электролизера при помощи упомянутого инструмента (13) транспортировки, проводят анодный(е) блок(и) (21') этого анода через упомянутый пучок при вертикальном движении и, при помощи упомянутого датчика положения, измеряют второе вертикальное расстояние B, пройденное органом захвата к тому моменту, когда контрольная поверхность (21a') анода пересекает упомянутый пучок (Фиг.5);- disassemble the mechanical fastener (24) of the used anode (20 '), remove the used anode (20') from the electrolyzer using the aforementioned transport tool (13), draw the anode (s) unit (s) (21) of this anode through the beam with vertical movement and, using the said position sensor, measure the second vertical distance B, traveled by the capture body to the moment when the reference surface (21a ') of the anode crosses said beam (Figure 5);
- захватывают металлическую штангу (22") заменяющего анода (20") при помощи органа (13a) захвата, проводят анодный(е) блок(и) (21") этого анода через упомянутый пучок при вертикальном движении и, при помощи упомянутого датчика положения, измеряют третье вертикальное расстояние C, пройденное органом захвата к тому моменту, когда контрольная поверхность (21a") анода пересекает упомянутый пучок (Фиг.6);- grab the metal rod (22 ") of the replacement anode (20") using the gripping member (13a), draw the anode (s) block (s) (21) of this anode through said beam during vertical movement and, using said position sensor measure the third vertical distance C, traveled by the capture body to the moment when the control surface (21a ") of the anode crosses said beam (Figure 6);
- определяют вертикальное положение заменяющего анода (20") в электролизере исходя из полученных значений упомянутых первого, второго и третьего пройденных расстояний (А, B и C) и помещают заменяющий анод (20") в это вертикальное положение в месте, изначально занятом использованным анодом (Фиг.7);- determine the vertical position of the replacement anode (20 ") in the cell based on the obtained values of the first, second and third distances traveled (A, B and C) and place the replacement anode (20") in this vertical position in the place originally occupied by the used anode (Fig.7);
- закрепляют заменяющий анод (20") на подвижной раме (23) при помощи средства (24) механического крепления.- fix the replacement anode (20 ") on the movable frame (23) by means of mechanical fastening (24).
Упомянутые измерения расстояния могут быть осуществлены во время нормальных манипуляций по замене использованных анодов. Таким образом, изобретение позволяет существенно ограничить операции транспортировки, требующиеся для того, чтобы определить положение заменяющего анода.Mentioned distance measurements can be made during normal manipulations to replace used anodes. Thus, the invention allows to significantly limit the transportation operations required in order to determine the position of the replacement anode.
Предпочтительно, используют тот же самый орган (13a) захвата для транспортировки определенного использованного анода (20') и заменяющего анода (20"), предназначенного для замены. Этот вариант позволяет избежать калибровки датчиков различных инструментов и различий в измерении расстояния, присущих использованию разных инструментов. В этом случае помещают использованный анод (20') в определенном месте прежде, чем захватывать металлическую штангу (22") заменяющего анода (20") органом (13a) захвата.Preferably, the same gripping member (13a) is used to transport the specific used anode (20 ') and the replacement anode (20 ") for replacement. This option avoids the calibration of the sensors of different instruments and the differences in distance measurement inherent in using different instruments In this case, the used anode (20 ') is placed in a specific place before grabbing the metal rod (22 ") of the replacement anode (20") by the gripping member (13a).
Упомянутое первое расстояние (A) может быть измерено до или после захвата штанги (22') использованного анода (20'). Это расстояние предпочтительно измеряют после захвата штанги (22') и после приложения к инструменту (13) транспортировки механического напряжения для того, чтобы выбрать вероятные механические люфты и улучшить точность измерения.Said first distance (A) may be measured before or after gripping the rod (22 ') of the used anode (20'). This distance is preferably measured after gripping the rod (22 ') and after applying mechanical stress to the tool (13) in order to select probable mechanical backlash and improve measurement accuracy.
Контрольная поверхность (21a, 21a', 21a") анодов предпочтительно представляет собой называемую «нижней» поверхность анодного(ых) блока(ов) (21, 21', 21").The reference surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes is preferably called the" lower "surface of the anode (s) block (s) (21, 21', 21").
Для того чтобы ограничить перемещения при транспортировке анодов, предпочтительно измеряют упомянутое вертикальное расстояние B во время движения использованного анода (20') книзу, в типичном случае - во время установки анода в определенном месте, которое является обычно поддоном или транспортным средством (40, 40'), предназначенным для его удаления. С этой целью упомянутый пучок расположен на определенной высоте выше упомянутого определенного места.In order to limit movement during transportation of the anodes, it is preferable to measure the aforementioned vertical distance B while moving the used anode (20 ') downward, typically during installation of the anode in a certain place, which is usually a pallet or vehicle (40, 40' ) designed to remove it. To this end, said beam is located at a certain height above said specific place.
Для того чтобы ограничить перемещения при транспортировке анодов, предпочтительно измеряют упомянутое вертикальное расстояние C во время движения заменяющего анода (20") кверху, в типичном случае - во время удаления этого анода с места временного хранения, которое обычно является поддоном или транспортным средством (40, 40"), используемым для его доставки. С этой целью упомянутый пучок расположен на определенной высоте выше упомянутого места хранения.In order to limit movement during transportation of the anodes, it is preferable to measure the aforementioned vertical distance C while the replacement anode (20 ") is moving up, typically during the removal of this anode from a temporary storage place, which is usually a pallet or vehicle (40, 40 ") used for delivery. To this end, said bundle is located at a certain height above said storage location.
Вертикальное положение заменяющего анода (20") соответствует вертикальному расстоянию A', пройденному органом (13a) захвата во время установки заменяющего анода на месте, изначально занятом определенным использованным анодом. На самом деле, при установке заменяющего анода останавливают движение снижения органа захвата тогда, когда пройденное им расстояние равно A'. Вертикальное расстояние A' в типичном случае задано соотношением A' = A - B + C + D, где D - поправочный член для учета приведения в режим функционирования заменяющего анода в электролизере.The vertical position of the replacement anode (20 ") corresponds to the vertical distance A 'traveled by the pickup body (13a) during the installation of the replacement anode in the place originally occupied by the particular used anode. In fact, when the replacement anode is installed, the movement of the capture organ reduction is stopped when the distance traveled by him is equal to A '. The vertical distance A' is typically given by the relation A '= A - B + C + D, where D is the correction term to account for bringing the replacement anode into operation in electrolysis re.
Согласно одному варианту реализации способа по изобретению использованные аноды (20') заменяют заменяющими анодами (20") по одному.According to one embodiment of the method according to the invention, the used anodes (20 ') are replaced by replacement anodes (20 ") one at a time.
Согласно другому варианту реализации способа по изобретению заменяют за один раз по меньшей мере два использованных анода (20') заменяющими анодами (20"). В этом случае измеряют упомянутые расстояния A, B и C, и упомянутое расстояние A' определяют для каждой из пар использованный анод (20')/заменяющий анод (20"). Этот вариант реализации изобретения преимущественно осуществляют с использованием обслуживающей машины (6), включающей в себя определенное число инструментов (13) транспортировки анода, по меньшей мере равное числу использованных анодов, которые заменяют одновременно.According to another embodiment of the method according to the invention, at least two used anodes (20 ′) are replaced at one time with replacement anodes (20 ″). In this case, said distances A, B and C are measured, and said distance A ′ is determined for each of the pairs used anode (20 ') / replacement anode (20 "). This embodiment of the invention is preferably carried out using a service machine (6), which includes a certain number of anode transport tools (13), at least equal to the number of anodes used, which are replaced at the same time.
Датчик (13c) положения служит для измерения расстояния, пройденного вертикально органом (13a) захвата во время транспортировок анодов. Расстояния даны по отношению к контрольному уровню N, который может быть любым. Контрольный уровень N предпочтительно является тем же самым для всех измерений расстояния во время одной и той же замены анода для того, чтобы упрощать расчеты и избежать внесения неопределенностей в определение окончательного положения заменяющего анода.The position sensor (13c) is used to measure the distance traveled vertically by the capture body (13a) during the transportation of the anodes. Distances are given in relation to the control level N, which can be any. The reference level N is preferably the same for all distance measurements during the same anode exchange in order to simplify the calculations and avoid introducing uncertainties in determining the final position of the replacement anode.
Датчик (13c) положения может быть, например, кабельным кодировщиком или лазерным дальномером. Датчик положения преимущественно встроен в инструмент (13) транспортировки анода. В типичном случае датчик (13c) положения жестко закреплен на части, крепящей орган (13b) позиционирования инструмента (13) транспортировки анода; он позволяет измерить расстояние относительно определенной точки, связанной с органом захвата. Например, датчик положения может быть закреплен выдвижным на рукаве или на телескопической стойке, на которой закреплен орган захвата.The position sensor (13c) may be, for example, a cable encoder or a laser range finder. The position sensor is advantageously integrated in the anode transport tool (13). In a typical case, the position sensor (13c) is rigidly fixed to a part securing the positioning member (13b) of the positioning tool (13) of the anode; it allows you to measure the distance relative to a specific point associated with the capture organ. For example, a position sensor may be mounted retractable on a sleeve or on a telescopic stand on which a gripping member is attached.
Для того чтобы скомпенсировать вероятные люфты между конструктивными элементами инструмента (13) транспортировки анода и между органом (13a) захвата анода и анодной штангой (22, 22'), выгодно осуществить упомянутое первое измерение пройденного расстояния A в натяге, то есть приложив напряжение к кинематической цепи инструмента (перед ослаблением соединителя (24), который поддерживает анодную штангу на подвижной раме (23)), так как другие измерения расстояния сделаны в натяге в рамках изобретения (контрольная ось или плоскость являются воображаемыми, а заменяющий анод является подвешенным на органе захвата во время регулировки его положения в электролизере). Для того чтобы иметь возможность учесть указанные люфты, является выгодным снабдить инструмент (13) транспортировки анода средством измерения механического напряжения в этом инструменте, таким как осевой динамометр, который позволяет узнать о том моменте, когда кинематическая цепь инструмента придет в натяг, и определять момент, когда механические люфты все «собраны» в одном направлении.In order to compensate for the possible backlash between the structural elements of the anode transport tool (13) and between the anode gripper (13a) and the anode rod (22, 22 '), it is advantageous to carry out the aforementioned first measurement of the distance A covered in interference, i.e. by applying a voltage to the kinematic tool chains (before loosening the connector (24) that supports the anode rod on the movable frame (23)), since other distance measurements are tightened within the scope of the invention (the reference axis or plane is imaginary E, and substituting the anode is suspended from a gripping organ during adjustment of its position in the electrolyser). In order to be able to take these loopholes into account, it is advantageous to equip the anode transport tool (13) with a means of measuring mechanical stress in this tool, such as an axial dynamometer, which allows you to find out when the kinematic chain of the tool comes into tension and determine the moment when mechanical backlashes are all “assembled” in one direction.
Упомянутые звуковые волны в типичном случае являются ультразвуковыми волнами.Said sound waves are typically ultrasonic waves.
Упомянутые электромагнитные волны в типичном случае представляют собой видимый свет, инфракрасные лучи или радиоволны. Является выгодным генерировать упомянутый пучок (51) при помощи лазера.Said electromagnetic waves are typically visible light, infrared rays or radio waves. It is advantageous to generate said beam (51) with a laser.
Нижняя поверхность (21a, 21a', 21a") анодов, в особенности использованных анодов, может обладать неровностями, которые обусловлены, в частности, дефектами поверхности, неравномерным износом анодов или отложениями вещества (такого как глинозем) во время использования анодов. Для того чтобы избежать неверных измерений пройденного расстояния по причине неровностей контрольной поверхности (21a, 21a', 21a"), предпочтительно генерируют два или множество (в типичном случае три) пучка (51) звуковых или электромагнитных волн таким образом, чтобы образовывать определенную контрольную плоскость (50). Этот вариант изобретения в типичном случае осуществляют при помощи генератора, содержащего два или множество источников звуковых или электромагнитных волн, то есть каждый пучок (51) генерируют разным источником волн (в случае электромагнитных волн, каждый источник в типичном случае представляет собой лазер). В этом варианте пройденные расстояния (B и C) преимущественно определяют по средним пройденным расстояниям, измеренным для каждого из пучков (после исключения, в случае необходимости, одного или нескольких значений, признанных ошибочными).The lower surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes, in particular the anodes used, may have irregularities that are caused, in particular, by surface defects, uneven wear on the anodes or deposits of a substance (such as alumina) during use of the anodes. to avoid incorrect measurements of the distance traveled due to irregularities in the reference surface (21a, 21a ', 21a "), it is preferable to generate two or many (typically three) beams (51) of sound or electromagnetic waves in such a way as to form limit reference plane (50). This embodiment of the invention is typically carried out using a generator containing two or multiple sources of sound or electromagnetic waves, that is, each beam (51) is generated by a different wave source (in the case of electromagnetic waves, each source is typically a laser). In this embodiment, the distance traveled (B and C) is mainly determined by the average distance traveled, measured for each of the beams (after the exclusion, if necessary, of one or more values recognized as erroneous).
Упомянутая определенная ось или определенная контрольная плоскость (50) предпочтительно является по существу горизонтальной. Угол между горизонталью и упомянутой осью или определенной контрольной плоскостью (50) предпочтительно составляет менее примерно 10°, а предпочтительнее - менее примерно 5°.Said specific axis or specific reference plane (50) is preferably substantially horizontal. The angle between the horizontal and said axis or a defined reference plane (50) is preferably less than about 10 °, and more preferably less than about 5 °.
Тот момент, когда контрольная поверхность (21a', 21a") анода пересекает упомянутый пучок, может быть определен различными способами. Согласно выгодному способу действий, который может быть легко компьютеризирован, используют генератор (или излучатель) звуковых или электромагнитных волн для того, чтобы создать упомянутый пучок, и детектор (или приемник) - чтобы обнаруживать упомянутый пучок. Согласно первому варианту реализации такого способа действий, который представлен схематично на Фиг.8, располагают детектор (54) звуковых или электромагнитных волн напротив генератора (52) пучка звуковых или электромагнитных волн таким образом, чтобы детектор смог обнаружить пучок, созданный генератором (Фиг.8a). Тот момент, когда контрольная поверхность (21a', 21a") анода (20', 20") пересекает упомянутый пучок, обнаруживают тогда, когда анодный блок (21', 21") прерывает передачу указанного пучка к детектору (Фиг.8b).The moment when the reference surface (21a ', 21a ") of the anode crosses said beam can be determined in various ways. According to an advantageous method of action, which can be easily computerized, a generator (or emitter) of sound or electromagnetic waves is used to create said beam and a detector (or receiver) to detect said beam. According to a first embodiment of such a method of operation, which is shown schematically in Fig. 8, an acoustic or electromagnet detector (54) is arranged waves opposite the generator (52) of the beam of sound or electromagnetic waves in such a way that the detector can detect the beam created by the generator (Fig. 8a). That moment when the reference surface (21a ', 21a ") of the anode (20', 20") crosses said beam, it is detected when the anode block (21 ', 21 ") interrupts the transmission of the specified beam to the detector (Fig. 8b).
Согласно другому варианту реализации такого способа действий, который представлен схематично на Фиг.9, располагают детектор (54) звуковых или электромагнитных волн и генератор (52) пучка звуковых или электромагнитных волн напротив отражающей поверхности (55), такой как зеркало, таким образом, чтобы детектор смог обнаружить пучок, созданный генератором и отраженный отражающей поверхностью (55) (Фиг.9a). Эти элементы могут быть расположены треугольником таким образом, чтобы образовывать плоскость. Тот момент, когда контрольная поверхность (21a', 21a") анода (20', 20") пересекает упомянутый пучок, обнаруживают тогда, когда анодный блок (21', 21") прерывает передачу указанного пучка детектору (Фиг.9b).According to another embodiment of such a method of operations, which is shown schematically in FIG. 9, a detector (54) of sound or electromagnetic waves and a generator (52) of a bundle of sound or electromagnetic waves are placed opposite a reflective surface (55), such as a mirror, so that the detector was able to detect the beam created by the generator and reflected by the reflecting surface (55) (Fig. 9a). These elements can be arranged in a triangle so as to form a plane. The moment when the reference surface (21a ', 21a ") of the anode (20', 20") intersects the beam, it is detected when the anode block (21 ', 21 ") interrupts the transmission of the specified beam to the detector (Fig. 9b).
Согласно еще одному варианту реализации такого способа действий, который представлен схематично на Фиг.10, располагают детектор (54) звуковых или электромагнитных волн и генератор (52) пучка звуковых или электромагнитных волн таким образом, чтобы детектор смог обнаружить пучок, созданный генератором и отраженный анодным блоком (21', 21") (Фиг.10a). Тот момент, когда контрольная поверхность (21a', 21a") анода (20', 20") пересекает упомянутый пучок, обнаруживают тогда, когда анодный блок (21', 21") отражает весь или часть указанного пучка к детектору (Фиг.10b). Испытания показали, что отражательная способность поверхности нового или использованного анода достаточна для того, чтобы обеспечить удовлетворительное функционирование по этому варианту реализации. Этот вариант реализации обладает преимуществом, заключающимся в том, что можно легко сгруппировать детектор и генератор на одном и том же органе (53) позиционирования.According to another embodiment of this method of action, which is shown schematically in FIG. 10, a detector (54) of sound or electromagnetic waves and a generator (52) of a bundle of sound or electromagnetic waves are arranged so that the detector can detect a beam created by the generator and reflected by the anode block (21 ', 21 ") (Fig. 10a). The moment when the reference surface (21a', 21a") of the anode (20 ', 20 ") intersects said beam, it is detected when the anode block (21', 21 ") reflects all or part of the specified beam to the detector (Fig.10b). Tests have shown that the reflectivity of the surface of a new or used anode is sufficient to ensure satisfactory operation in this embodiment. This implementation option has the advantage that it is easy to group the detector and the generator on the same positioning organ (53).
Способ согласно изобретению может быть осуществлен при помощи системы измерения, включающей в себя датчик (13c) положения для того, чтобы измерять вертикальные расстояния, пройденные органом (13a) захвата инструмента (13) транспортировки анода, генератор (52) пучка звуковых или электромагнитных волн, способный создавать по меньшей мере один пучок (51) звуковых или электромагнитных волн вдоль оси или в определенной контрольной плоскости (50), по меньшей мере один детектор (54) звуковых или электромагнитных волн, способный обнаруживать прохождение определенной части (21a, 21', 21") анода (20, 20', 20") через упомянутый пучок, и по меньшей мере один орган (53) позиционирования, на котором закреплен упомянутый генератор и/или упомянутый детектор. Датчик (13c) положения предпочтительно встроен в инструмент (13) транспортировки анода. Генератор (52) в типичном случае содержит один источник для каждого пучка (51) звуковых или электромагнитных волн. В варианте изобретения, где пучки образованы электромагнитными волнами, генератор преимущественно содержит по меньшей мере один лазер.The method according to the invention can be carried out using a measurement system including a position sensor (13c) in order to measure the vertical distances traveled by the body (13a) of the capture tool (13) of the anode transport, the generator (52) of a beam of sound or electromagnetic waves, capable of creating at least one beam (51) of sound or electromagnetic waves along the axis or in a certain reference plane (50), at least one detector (54) of sound or electromagnetic waves, capable of detecting the passage of definiteness portion (21a, 21 ', 21 ") of the anode (20, 20', 20") through said beam, and at least one body (53) positioning, on which is mounted said generator and / or said detector. The position sensor (13c) is preferably integrated in the anode transport tool (13). The generator (52) typically contains one source for each beam (51) of sound or electromagnetic waves. In an embodiment of the invention where the beams are formed by electromagnetic waves, the generator advantageously comprises at least one laser.
В одном варианте реализации изобретения упомянутый или каждый орган (53) позиционирования системы измерения закреплен, непосредственно или опосредованно, на пути (3) движения или расположен на нем.In one embodiment of the invention, said or each positioning body (53) of the measuring system is fixed, directly or indirectly, on or located on the path (3) of movement.
В другом варианте реализации изобретения система измерения встроена в обслуживающий агрегат (4), предназначенный для выполнения операций замены анодов. Этот вариант реализации изобретения облегчает перемещение и позиционирование системы измерения. Он позволяет также осуществить измерения, необходимые для позиционирования заменяющего анода, во время перемещений при нормальной транспортировке использованного анода и заменяющего анода. Система измерения согласно изобретению предпочтительно встроена в обслуживающую машину (6) упомянутого обслуживающего агрегата (4), а еще предпочтительнее - в модуль (8) упомянутой обслуживающей машины (6). В этих случаях датчик (13c) вертикального положения органа (13a) захвата системы измерения типично является тем же самым, каким снабжен инструмент (13) транспортировки анода. В этих вариантах упомянутый или каждый орган (53) позиционирования системы измерения закреплен, непосредственно или опосредованно, на обслуживающем агрегате (4), на обслуживающей машине (6) или на обслуживающем модуле (8).In another embodiment of the invention, a measurement system is integrated in the service unit (4) for performing anode replacement operations. This embodiment of the invention facilitates the movement and positioning of the measurement system. It also allows for the measurements necessary to position the replacement anode during movements during normal transportation of the used anode and replacement anode. The measurement system according to the invention is preferably integrated in a service machine (6) of said service unit (4), and even more preferably in a module (8) of said service machine (6). In these cases, the sensor (13c) of the vertical position of the capture member (13a) of the measurement system is typically the same as the anode conveying tool (13). In these embodiments, the aforementioned or each positioning body (53) of the measuring system is fixed, directly or indirectly, on the service unit (4), on the service machine (6) or on the service module (8).
Упомянутый или каждый орган (53) позиционирования системы измерения типично представляет собой рукав или телескопическую стойку. Когда система измерения встроена в обслуживающий агрегат (4), генератор (52) и/или детектор (54) закреплены типично в нижней части этого органа (53) позиционирования.Mentioned or each positioning organ (53) of the measuring system is typically a sleeve or telescopic stand. When a measurement system is integrated in the service unit (4), a generator (52) and / or detector (54) are typically mounted at the bottom of this positioning body (53).
Измерения пройденных расстояний (А, B, C, A') могут быть осуществлены с вмешательством или без вмешательства оператора. Например, детектор может испускать электрический, световой или звуковой сигнал в тот момент, когда определенная контрольная поверхность анода пересекает один или несколько указанных пучков, и оператор может регистрировать значение пройденного органом захвата расстояния, переданное датчиком положения в момент испускания упомянутого сигнала. Определение расстояния A', соответствующего положению заменяющего анода, может быть равным образом осуществлено оператором с помощью значений, полученных для первого, второго и третьего пройденных расстояний (А, B и C). Для того чтобы облегчить задачу операторов и избежать ошибок расчета, измерения указанных расстояний (А, B, C, A') преимущественно осуществляют полностью или частично компьютеризированным способом. Например, прохождение контрольной поверхности (21a, 21a', 21a") анодов через упомянутый пучок может запустить, электрически или с помощью электроники, измерение датчиком положения и регистрацию (запись) соответствующего расстояния. Система измерения преимущественно включает в себя устройство для регистрации полученных данных измерений и для определения упомянутого вертикального положения заменяющего анода (20").Measured distances (A, B, C, A ') can be performed with or without operator intervention. For example, the detector may emit an electric, light or sound signal at a time when a certain reference surface of the anode crosses one or more of these beams, and the operator can record the value traveled by the body of the capture distance transmitted by the position sensor at the moment of emission of the aforementioned signal. The determination of the distance A 'corresponding to the position of the replacement anode can be equally carried out by the operator using the values obtained for the first, second and third distances traveled (A, B and C). In order to facilitate the task of operators and to avoid calculation errors, the measurements of the indicated distances (A, B, C, A ') are mainly carried out in a fully or partially computerized way. For example, the passage of the reference surface (21a, 21a ', 21a ") of the anodes through the beam can start, electrically or electronically, measuring with a position sensor and recording (recording) the corresponding distance. The measurement system mainly includes a device for recording the obtained measurement data and to determine the vertical position of the replacement anode (20 ").
Генератор (52) и детектор (54) могут располагаться на одном и том же органе (53) позиционирования или на различных органах позиционирования. Генератор (52) и детектор (54) могут необязательно быть объединены в одном и том же устройстве.The generator (52) and the detector (54) can be located on the same positioning organ (53) or on different positioning organs. The generator (52) and the detector (54) may optionally be combined in the same device.
Claims (36)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US60775604P | 2004-09-08 | 2004-09-08 | |
| FR0409508A FR2874934B1 (en) | 2004-09-08 | 2004-09-08 | METHOD FOR CHANGING ANODE IN AN ELECTROLYTIC ALUMINUM PRODUCTION CELL INCLUDING ANODE POSITION ADJUSTMENT AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME |
| US60/607,756 | 2004-09-08 | ||
| FR0409508 | 2004-09-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007112948A RU2007112948A (en) | 2008-10-20 |
| RU2375502C2 true RU2375502C2 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=35911091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007112948/02A RU2375502C2 (en) | 2004-09-08 | 2005-09-02 | Method of anode changing in electrolytic cell for manufacturing of aluminium by electrolysis, including regulation of anode position and device for its implementation |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1819847B1 (en) |
| AR (1) | AR054403A1 (en) |
| AU (1) | AU2005284068B2 (en) |
| BR (1) | BRPI0515060A (en) |
| CA (1) | CA2577921C (en) |
| RU (1) | RU2375502C2 (en) |
| WO (1) | WO2006030092A2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2902113B1 (en) * | 2006-06-09 | 2008-08-08 | Ecl Soc Par Actions Simplifiee | METHOD OF MEASURING THE RISE OF THE HEIGHT OF AN ELECTROLYSIS ANODE |
| CN102400181B (en) * | 2011-11-22 | 2014-05-28 | 中国铝业股份有限公司 | Method for replacing electrode of aluminum electrolysis cell |
| CN102400184B (en) * | 2011-11-22 | 2014-05-07 | 中国铝业股份有限公司 | Method for realizing accurate replacement of electrode of aluminum electrolytic cell |
| FR3016891B1 (en) * | 2014-01-27 | 2017-08-04 | Rio Tinto Alcan Int Ltd | DEVICE FOR STORING A CHARGE ABOVE AN ELECTROLYSIS TANK |
| CN114222832B (en) * | 2019-08-28 | 2025-04-04 | 艾莱西丝有限合伙企业 | Apparatus and method for operating an electrolytic cell |
| EP4293141A1 (en) | 2022-06-13 | 2023-12-20 | Dubai Aluminium PJSC | Anode servicing assembly for an aluminium electrolysis plant, and methods for operating the same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4221641A (en) * | 1978-04-03 | 1980-09-09 | Swiss Aluminium Ltd. | Method of changing electrodes in a reduction cell |
| SU1623569A3 (en) * | 1987-07-09 | 1991-01-23 | Текмо Кар С.П.А. (Фирма) | Arrangement for mechanized replacement of anodes in aluminium electrolyzer |
| US4992146A (en) * | 1987-12-30 | 1991-02-12 | Norsk Hydro, A.S. | Method for setting electrodes in aluminum electrolysis cells |
| RU2081945C1 (en) * | 1994-11-04 | 1997-06-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of replacing anodes in electrolyzers with baked anode to produce aluminium |
| US6153066A (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-28 | Reel Sa | Tool holding device for the extraction and transfer of anodes in the center of an aluminum factory and equipment for operating such |
| RU27383U1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-01-27 | Открытое акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | DEVICE FOR MOVING ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549682B2 (en) * | 1974-04-05 | 1980-12-13 | ||
| US4540474A (en) * | 1984-06-04 | 1985-09-10 | Aluminum Company Of America | Light level electrode setting gauge and method of use |
| NO162975C (en) * | 1987-12-30 | 1990-03-14 | Norsk Hydro As | PROCEDURE FOR SETTING ELECTRODES IN ELECTROLYCLE CELLS. |
| US5152408A (en) * | 1988-05-18 | 1992-10-06 | Hans Tax | Container crane installation |
| US7001497B2 (en) * | 2003-04-25 | 2006-02-21 | Alcoa,Inc. | Process and apparatus for positioning replacement anodes in electrolytic cells |
-
2005
- 2005-09-02 EP EP05800606.5A patent/EP1819847B1/en active Active
- 2005-09-02 BR BRPI0515060-4A patent/BRPI0515060A/en not_active IP Right Cessation
- 2005-09-02 WO PCT/FR2005/002188 patent/WO2006030092A2/en active Application Filing
- 2005-09-02 AU AU2005284068A patent/AU2005284068B2/en not_active Ceased
- 2005-09-02 CA CA2577921A patent/CA2577921C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-02 RU RU2007112948/02A patent/RU2375502C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-09-06 AR ARP050103722A patent/AR054403A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4221641A (en) * | 1978-04-03 | 1980-09-09 | Swiss Aluminium Ltd. | Method of changing electrodes in a reduction cell |
| SU1623569A3 (en) * | 1987-07-09 | 1991-01-23 | Текмо Кар С.П.А. (Фирма) | Arrangement for mechanized replacement of anodes in aluminium electrolyzer |
| US4992146A (en) * | 1987-12-30 | 1991-02-12 | Norsk Hydro, A.S. | Method for setting electrodes in aluminum electrolysis cells |
| RU2081945C1 (en) * | 1994-11-04 | 1997-06-20 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method of replacing anodes in electrolyzers with baked anode to produce aluminium |
| US6153066A (en) * | 1999-02-12 | 2000-11-28 | Reel Sa | Tool holding device for the extraction and transfer of anodes in the center of an aluminum factory and equipment for operating such |
| RU27383U1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-01-27 | Открытое акционерное общество "Братский алюминиевый завод" | DEVICE FOR MOVING ANODE OF ALUMINUM ELECTROLYZER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2577921C (en) | 2014-05-27 |
| WO2006030092A8 (en) | 2007-04-05 |
| WO2006030092A3 (en) | 2006-12-07 |
| AU2005284068B2 (en) | 2010-07-29 |
| WO2006030092A2 (en) | 2006-03-23 |
| EP1819847A2 (en) | 2007-08-22 |
| EP1819847B1 (en) | 2017-11-29 |
| CA2577921A1 (en) | 2006-03-23 |
| AU2005284068A1 (en) | 2006-03-23 |
| RU2007112948A (en) | 2008-10-20 |
| AR054403A1 (en) | 2007-06-27 |
| BRPI0515060A (en) | 2008-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2378417C2 (en) | Method of replacing anode and correcting it position in aluminium production electrolysis and machine to this effect | |
| US7422675B2 (en) | Process for changing anodes in an electrolytic aluminum production cell including adjustment of the position of the anode and device for implementing the process | |
| CA2523656C (en) | Process and apparatus for positioning replacement anodes in electrolytic cells | |
| US20100172544A1 (en) | Method of measuring, on the fly, the height of an electrolysis anode | |
| CN1898414B (en) | A method and equipment for positioning when replacing anodes in an electrolysis cell | |
| RU2375502C2 (en) | Method of anode changing in electrolytic cell for manufacturing of aluminium by electrolysis, including regulation of anode position and device for its implementation | |
| CN101052749B (en) | Anode replacement method of electrolytic aluminum pool including anode position adjustment and device for implementing the method | |
| RU2382834C2 (en) | Device for manipulation of covers of electrolytic cell for manufacturing of alluminium by electrolysis | |
| CN105839144A (en) | Anode automatic height measurement positioning device and method in pole changing process of aluminum electrolysis cell | |
| AU2015226002B2 (en) | System for carrying out operations linked to the use of cells of a facility for producing aluminium by means of electrolysis | |
| EP4585721A1 (en) | Method for replacing a selected anode and anode changing assembly | |
| RU2018133681A (en) | AUTOMATIC AUXILIARY CRANE FOR MAINTENANCE OF ELECTROLYSIS INSTALLATION | |
| EP3610054B1 (en) | Process for installing an anode cover in an electrolytic cell, service machine capable of implementing such a process and computer program product for the implementation of such a process | |
| CN120082934A (en) | Anode replacement method and system for aluminum electrolysis cell | |
| CN117280079A (en) | Electrolytic cell cover treatment system and method of use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150903 |